PiLiDAR - สแกนเนอร์ LiDAR สำหรับ Raspberry Pi

 (github.com/PiLiDAR)
6 คะแนน โดย GN⁺ 2025-04-20 | 4 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • PiLiDAR เป็นสแกนเนอร์พาโนรามา 3D แบบ DIY รอบทิศทาง 360° ที่สร้างฉาก 3D ผ่านความสามารถของ LiDAR และ พาโนรามา
  • LiDAR ใช้ LDRobot LD06, LD19 หรือ STL27L พร้อมการตรวจสอบความถูกต้องของแพ็กเก็ต CRC และฮาร์ดแวร์ PWM
  • พาโนรามา ใช้ Hugin ในการสติตช์ภาพฟิชอาย และอ่านข้อมูล EXIF เพื่อรักษาค่าการรับแสงของกล้องและสมดุลสีให้คงที่
  • ฉาก 3D ถูกประกอบขึ้นจากระนาบ 2D โดยอิงจากมุมและออฟเซ็ต และรองรับการแสดงผลและส่งออกด้วย Open3D
  • ฮาร์ดแวร์ ประกอบด้วย Raspberry Pi 4, กล้อง Raspberry Pi HQ, สเต็ปเปอร์มอเตอร์ NEMA17 เป็นต้น

ฟีเจอร์หลักของ PiLiDAR

  • LiDAR: ใช้ไดรเวอร์ซีเรียลแบบปรับแต่งสำหรับ LDRobot LD06, LD19 หรือ STL27L
  • ปรับเทียบการตรวจสอบความถูกต้องของแพ็กเก็ต CRC และฮาร์ดแวร์ PWM ด้วยการฟิตเส้นโค้ง
  • มีการแสดงผลแบบเรียลไทม์ 2D และฟังก์ชันส่งออกเป็น numpy หรือ CSV
  • พาโนรามา: สร้างแผนที่ทรงกลม 6K 360° โดยสติตช์จากภาพฟิชอายด้วย Hugin panorama photo stitcher
  • อ่านข้อมูล EXIF อัตโนมัติเพื่อรักษาค่าการรับแสงของกล้องให้คงที่ และปรับ color gain ให้เหมาะสมเพื่อคง white balance ให้สม่ำเสมอ
  • ฉาก 3D: ประกอบฉาก 3D จากระนาบ 2D ตามมุมและออฟเซ็ต
  • สุ่มตัวอย่าง สีของเวอร์เท็กซ์ จากพาโนรามา และรองรับการแสดงผลรวมถึงการส่งออกเป็น PCD, PLY หรือ e57 ด้วย Open3D
  • จัดแนวหลายฉากด้วย global registration และ การปรับละเอียด ICP
  • Poisson Surface Meshing ช้ามากบน Pi4 จึงแนะนำให้รันบนพีซี

สเปกฮาร์ดแวร์

  • LiDAR รุ่น LDRobot LD06, LD19 หรือ STL27L
  • กล้อง Raspberry Pi HQ พร้อมเลนส์ ArduCam M12
  • Raspberry Pi 4
  • NEMA17 42-23 สเต็ปเปอร์พร้อมไดรเวอร์ A4988
  • แหล่งจ่ายไฟ: แบตเตอรี่ 18650 จำนวน 2 ก้อน หรือ USB power bank 10,000mAh

ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ มอเตอร์ และเกียร์บ็อกซ์

  • ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์แบบไบโพลาร์ A4988
  • สเต็ปเปอร์แบบไบโพลาร์ NEMA17 42x42x23
  • เกียร์บ็อกซ์ทดรอบแบบดาวเคราะห์ที่พิมพ์ 3D

สเปก LDRobot LiDAR

  • LD06: ความถี่การสุ่มตัวอย่าง 4500 Hz, baud rate 230400
  • STL27L: ความถี่การสุ่มตัวอย่าง 21600 Hz, baud rate 921600

การตั้งค่าและการเดินสาย

  • ตั้งค่าฟังก์ชันต่าง ๆ ผ่านขา GPIO และเชื่อมต่อกับ accelerometer GY-521 โดยใช้ i2c-GPIO
  • รวมการตั้งค่าหลากหลาย เช่น ปุ่มเปิดปิด ปุ่มสแกน และการตั้งสิทธิ์ UART

การสติตช์พาโนรามาและการแสดงผลระยะไกล

  • ติดตั้ง Hugin และปลั๊กอิน enblend เพื่อทำการสติตช์พาโนรามา
  • ใช้ Plotly เพื่อแสดงผล point cloud 3D แบบระยะไกลใน Jupyter

ดัมพ์การสแกนไปยังที่เก็บข้อมูล USB

  • โคลนและติดตั้ง GitHub repository เพื่อดัมพ์ข้อมูลการสแกนไปยังที่เก็บข้อมูล USB

การแก้ปัญหา

  • มีวิธีแก้ปัญหาหลากหลาย เช่น การติดตั้งไดรเวอร์ซีเรียลบน Windows การแก้ runtime error ของ RPi.GPIO และการแก้ปัญหาประสิทธิภาพของ VS Code

เอกสารอ้างอิง

  • อ้างอิงโปรเจ็กต์ที่เป็นแรงบันดาลใจ การทำงานของฮาร์ดแวร์ PWM การติดตั้งใช้งาน ICP และข้อมูลเดโม 3D เป็นต้น

บทความที่เกี่ยวข้อง

4 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2025-04-20
ความคิดเห็นจาก Hacker News

  • เป็นความเห็นที่ยอดเยี่ยมมาก

    • เวลาทำผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์ ควรใส่ลิงก์และราคาประมาณการไว้ตอนจัดทำรายการชิ้นส่วน
    • ราคาสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่การมีภาพรวมคร่าว ๆ นั้นมีประโยชน์มาก
    • สิ่งนี้สร้างความแตกต่างอย่างมากต่อการตัดสินใจว่าคนทั่วไปจะลองทำเองหรือไม่
    • การบันทึกสิ่งที่ค้นคว้าไว้เป็นเรื่องสำคัญ
    • การใส่ลิงก์มีประโยชน์มาก และช่วยได้เพราะชื่อสินค้าอาจทำให้สับสนได้
    • ระหว่างทำโปรเจกต์ แทบไม่ต้องใช้เวลาเลยในการจดลิงก์และราคาไว้
    • การจดบันทึกช่วยประหยัดเวลาได้มาก
    • นี่เป็นหนึ่งในบทเรียนสำคัญที่สุดที่ได้เรียนรู้ตอนเริ่มต้นเป็นวิศวกร
    • อยู่ในบริบทเดียวกับการทำเอกสารประกอบโค้ด
    • ตัวอย่างเช่น ราคาของ Lidar อยู่ระหว่าง $80 ถึง $160
    • กล้องและเลนส์ราคา $60, Raspberry Pi 4 ราคา $50, มอเตอร์สเต็ปเปอร์ NEMA17 ราคา $10
    • หากไม่รวมแหล่งจ่ายไฟและหม้อแปลง จะอยู่ที่ประมาณ $200-$280
    • ระยะสูงสุดคือ 12 เมตร และหลังจากนั้นต้นทุนก็จะเริ่มเพิ่มขึ้น
    • เหมาะเพียงพอสำหรับหุ่นยนต์ขนาดเล็กส่วนใหญ่
    • อาจเหมาะเป็นเซ็นเซอร์รอบคันสำหรับรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติด้วย
    • LIDAR ระยะไกลยังคงเป็นเรื่องยากอยู่

  • กำลังมองหาวิธีราคาถูกในการวัดระยะ 300 มม. ด้วยความแม่นยำ 10 ไมครอน

  • น่าจะหาอะไหล่ได้จากหุ่นยนต์ดูดฝุ่น

  • ตัวอย่างใน Sketchfab ยอดเยี่ยมมาก และการที่ขยับไปมาในพื้นที่ 3 มิติได้ให้ความรู้สึกเหมือนซิมูเลชันไซไฟ

  • การควบคุมด้วยเมาส์ทำให้งง

  • สงสัยเกี่ยวกับความสามารถในการขยายระบบและประสิทธิภาพของ PiLiDAR

    • อยากรู้ว่าเคย benchmark ประสิทธิภาพเมื่อนำ PiLiDAR ไปใช้งานกับชุดข้อมูลกลางแจ้งขนาดใหญ่หรือไม่
    • ถ้าเคย benchmark กับชุดข้อมูลอย่าง SemanticKITTI หรือ nuScenes ก็อยากให้แชร์ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับเวลาในการรัน การใช้หน่วยความจำ และความสามารถในการทำงานทั่วไปนอกเหนือจากฉากภายในอาคาร

  • ตรงกับสิ่งที่กำลังหาอยู่เมื่อไม่กี่สัปดาห์ก่อนพอดี

    • พอกลับจากวันหยุดอีสเตอร์แล้ว คงต้องใช้สิ่งนี้เป็นจุดเริ่มต้น

  • เทคโนโลยี Lidar ก้าวหน้าไปมากจริง ๆ

    • เป็นความก้าวหน้าที่น่าทึ่ง

  • ยังไม่ชัดเจนว่าเทคโนโลยีนี้คืออะไร

    • น่าจะอธิบายให้ชัดเจนตั้งแต่ประโยคแรกว่ามันคืออะไร

  • ต้นทุนของเทคโนโลยี LIDAR ที่ใช้งานได้ลดลงจนโปรเจกต์ส่วนตัวก็เข้าถึงได้

    • เซ็นเซอร์ที่ใช้ในรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติยุคแรกมีประสิทธิภาพดีกว่า แต่ราคาสูงเกินไปสำหรับการทดลองที่บ้าน
    • สงสัยว่าภาษีนำเข้าของสหรัฐจะส่งผลต่อกิจกรรมงานอดิเรกด้านอิเล็กทรอนิกส์อย่างไร
    • ชุมชนไฟฉายใน Reddit ดูจะกังวลเรื่องนี้อยู่บ้าง
 
chcv0313 2025-04-22

ชุมชนไฟฉายคืออะไร?
 
savvykang 2025-05-03

https://www.reddit.com/r/flashlight/
เป็นชุมชนย่อยบน Reddit ที่ถ้าเทียบกับบ้านเรา ก็คงประมาณแกลเลอรีย่อยไฟฉายบน DCInside
 
chcv0313 2025-05-20

ขอบคุณครับ