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解決方案

城會玩系列:自行車上裝激光雷達(dá)

星之球科技 來源:網(wǎng)易2016-08-21 我要評論(0 )   

炎炎夏日,對自行車愛好者而言,沒有什么比在盤山路上撒歡兒跑幾圈,更讓人覺得舒爽愜意的了。不過路上時不時躥出的機動車實在是防不勝防,不管你怎么頻繁地觀察后視鏡...

炎炎夏日,對自行車愛好者而言,沒有什么比在盤山路上撒歡兒跑幾圈,更讓人覺得舒爽愜意的了。不過路上時不時躥出的機動車實在是防不勝防,不管你怎么頻繁地觀察后視鏡,甚至總是下意識回頭瞄幾眼,但依然會被“嗖嗖”超過的車子嚇個不輕。
  
有位遠(yuǎn)在美國佛蒙特州工作的朋友——PaulWallich,他周末同樣喜歡騎自行車溜彎,但無奈也總是擔(dān)心因避讓不及時,和后方疾馳而至的機動車發(fā)生碰撞,釀成難以挽回的事故。車云菌和這位朋友之前曾探討過,是否能通過安裝一枚超聲波傳感器,起到警示后方來車的作用。但大部分同類型產(chǎn)品的監(jiān)測范圍不到10m,甚至可能還不如一般人的感覺靈敏。
  
其實,最理想的是裝一個激光雷達(dá)(俗稱“lidar”,它和普通雷達(dá)的工作原理相同,只不過系統(tǒng)發(fā)射的是激光,并非傳統(tǒng)的無線電波),它的射程完全符合要求,但就是價格實在貴得離譜,放在自行車上,難免有些「大材小用」。
  
不過來自俄勒岡州班德的一家初創(chuàng)公司PulsedLight,推出了一款簡易版激光雷達(dá)產(chǎn)品——Lidar-lite,猶如“雪中送炭”,解決了我和Paul一直擔(dān)心的安全問題。這款依靠眾籌推出的激光雷達(dá)探測器,盡管只有不到一副紙牌一半的大小,但射程最高可達(dá)40m,探測精度為±2.5cm范圍內(nèi),全部售價僅89美元。
  
收到包裹的第一時間,Paul已經(jīng)迫不及待地拆封搗鼓起來。不過略“奇葩”的是,這款激光雷達(dá)的四根信號線全部由黑色封套包裹,對隨后操作十分不利,因此Paul先在每根線上貼上不同的標(biāo)簽,以方便區(qū)分。這里我們還需要購買一個裝有Arduino微處理器的電路板,并將激光雷達(dá)與之相連,最后將電路板通過USB數(shù)據(jù)線連接PC,在線運行官方提供的驅(qū)動軟件,將系統(tǒng)調(diào)校至能夠正常工作即可。最后,Paul將一塊載有四枚字母數(shù)字顯示屏的電路板接入Arduino,進(jìn)行簡單編程后,一套小巧輕便的后車預(yù)警系統(tǒng)就算「大功告成」了。
  
接下來最關(guān)鍵的是,你得在車子的后方整一個可以放置激光雷達(dá)的小支架,而且還要保證在高速以及劇烈震動時不會“解體”。盡管這可不是件輕松活兒,但PulsedLight的工程師們除在官網(wǎng)上發(fā)布了操作手冊、數(shù)據(jù)單以及簡單的Arduino程序指令供參考外,還提供了激光雷達(dá)保護(hù)殼3-D模型的制作參數(shù)。Paul利用Openscad將該模型的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了適當(dāng)修改,并通過3D打印機制作而成。
  
外殼內(nèi)除放置了激光雷達(dá)、微處理器外,還有一塊厚約6mm的泡沫塑料里襯,它能夠起到減震保護(hù)設(shè)備的作用。還有一點需要注意的是,將整個系統(tǒng)固定在車后時,應(yīng)把激光雷達(dá)的鏡頭稍稍向左上方傾斜幾度,以防止遠(yuǎn)距離激光傳輸出現(xiàn)分叉,影響對后方來車的監(jiān)測。
  
不過Paul表示當(dāng)時為整個激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計外殼時,在供電問題上實在是考慮不周。盡管Lidar-lite自帶USB接口,但這并沒有什么卵用,整個系統(tǒng)要能夠正常工作,自然離不開電池的供能。Paul手頭有很多微型DC-DC逆變器,它能夠?qū)⑷魏屋斎攵祟~定電壓為1~4V的電流轉(zhuǎn)換為5V輸出,而且利用Openscad現(xiàn)成的圖形數(shù)據(jù)庫,還可以設(shè)計一個能夠放置兩枚AA電池的容器。但考慮到微處理器運行時最高電流為27mA,激光雷達(dá)平均工作電流可達(dá)100mA(最高值為200mA),而預(yù)警LED顯示屏的電流峰值為500mA,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了這些微型DC-DC逆變器的電流上限(200mA)。
  
最后,Paul選擇將三個DC逆變器并聯(lián),并將AA電池替換為一塊包含兩枚電芯的可充電鋰電池,最大輸出電壓為7.4V,通過7805穩(wěn)壓器可將其輸出電壓降低至5V,符合整個激光雷達(dá)系統(tǒng)的工作要求。盡管拋棄了體型更纖小,更高效的AA電池,但這塊鋰電池表現(xiàn)和一對AA電池相差無幾。所以,令人頭疼的供電問題終于解決啦!
  
PulsedLight推出的這款簡易版激光雷達(dá)和Arduino的微處理器有著良好的適配性,利用鋰電池組即可為整個系統(tǒng)供電。額外增加的LED顯示屏裝在車把處,可以清楚地告知騎車人,后方來車的距離。
  
那到底這套Paul傾力打造的后車預(yù)警系統(tǒng)到底管不管用?其實還有待時間的檢驗。Paul告訴我說,當(dāng)他將系統(tǒng)調(diào)試妥當(dāng)后,看見車把處的LED顯示屏有信號顯示后方35m處有一輛轎車正在靠近,由于太過激動,甚至都忘了將車子挪到路旁。此外,他還準(zhǔn)備再重新制作一個保護(hù)殼,可以方便進(jìn)行激光發(fā)射角度的調(diào)整,而且還得琢磨琢磨,怎樣可以在不拆解整個系統(tǒng)的情況下,就能方便地給鋰電池充電。
  
經(jīng)過多天體驗,Paul發(fā)現(xiàn)激光雷達(dá)的射程要比想象中小一些,特別是在視線不良的彎道,探測效果并不理想。同時他還表示系統(tǒng)很容易發(fā)出錯誤警報,而為了降低誤報率,只能將車速降低。盡管還有很多缺點有待挖掘,但這款簡易版激光雷達(dá)實則已經(jīng)算是一款性價比不錯的行車安全產(chǎn)品了。當(dāng)然,如若面對更復(fù)雜的路況,奉勸各位還是不能太依賴?yán)走_(dá)的判斷。這時,繃緊肌肉,豎起雙耳,見機就躲才是上上策。

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自行車激光雷達(dá)
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