Hokuyo Lidar Objekterkennung mit Matlab/Simulink - Versionsgeschichte

Ulrich Schneider: /* Spezifikationsübersicht des URG-04LX */

2022-11-09T11:23:34Z

Spezifikationsübersicht des URG-04LX

← Nächstältere Version		Version vom 9. November 2022, 13:23 Uhr
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	<br /><br />		<br /><br />
	===Spezifikationsübersicht des URG-04LX===		===Spezifikationsübersicht des URG-04LX===
	{\| class="~~mw-datatable~~"		{\| class="wikitable"
	\|-		\|-
	! style="font-weight: bold;" \| Name des Produkts		! style="font-weight: bold;" \| Name des Produkts

Noah Greis: /* Spezifikationsübersicht des URG-04LX */

2021-07-01T06:59:50Z

Spezifikationsübersicht des URG-04LX

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2021, 08:59 Uhr
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	\|-		\|-
	! style="font-weight: bold;" \| Anzahl Scanschritte		! style="font-weight: bold;" \| Anzahl Scanschritte
	\| ~~682~~		\| 683
	\|-		\|-
	! style="font-weight: bold;" \| Scangeschwindigkeit		! style="font-weight: bold;" \| Scangeschwindigkeit

Noah Greis: /* Spezifikationsübersicht des URG-04LX */

2021-07-01T06:50:22Z

Spezifikationsübersicht des URG-04LX

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2021, 08:50 Uhr
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	! style="font-weight: bold;" \| Versorgungsspannung		! style="font-weight: bold;" \| Versorgungsspannung
	\| 5VDC		\| 5VDC
			\|-
			! style="font-weight: bold;" \| Maximale Reichweite
			\| 0,002 m bis 5,6 m
	\|-		\|-
	! style="font-weight: bold;" \| Messbereich		! style="font-weight: bold;" \| Messbereich
Zeile 42:		Zeile 45:
	\| 0,001 m		\| 0,001 m
	\|-		\|-
	! style="font-weight: bold;" \| Scanwinkel		! style="font-weight: bold;" \| Genauigkeit (20mm - 1000mm)
			\| ± 0,03 m
			\|-
			! style="font-weight: bold;" \| Genauigkeit (1000mm - 4000mm)
			\| ± 3 %
			\|-
			! style="font-weight: bold;" \| Horizontaler Scanwinkel
	\| 240°		\| 240°
	\|-		\|-
	! style="font-weight: bold;" \| Winkelauflösung		! style="font-weight: bold;" \| Winkelauflösung
	\| 0,36°		\| 0,36°
			\|-
			! style="font-weight: bold;" \| Anzahl Scanschritte
			\| 682
	\|-		\|-
	! style="font-weight: bold;" \| Scangeschwindigkeit		! style="font-weight: bold;" \| Scangeschwindigkeit

Ulrich Schneider: /* Literatur */

2018-08-08T19:24:59Z

Literatur

← Nächstältere Version		Version vom 8. August 2018, 21:24 Uhr
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	<references />		<references />
	[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]<br /><br />		[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]<br /><br />


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Simon Kohfeld am 6. Juli 2018 um 19:42 Uhr

2018-07-06T19:42:59Z

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 21:42 Uhr
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	<references />		<references />
	[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]</br></br>		[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]<br /><br />
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Simon Kohfeld: /* Literatur */

2018-07-06T19:42:37Z

Literatur

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 21:42 Uhr
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	<references />		<references />
	[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]		[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]</br></br>
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Simon Kohfeld: /* Literatur */

2018-07-06T19:42:14Z

Literatur

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 21:42 Uhr
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	==Literatur==		==Literatur==

			<references />
	[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]		[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]
	~~<references />~~

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Simon Kohfeld: /* Literatur */

2018-07-06T19:42:03Z

Literatur

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 21:42 Uhr
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	==Literatur==		==Literatur==
	~~getting started:~~ [https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf]		[https://pdfs.semanticscholar.org/1f88/6a492fea6751ebe42f36d3f030d3115f3b6a.pdf getting started]
	<references />		<references />

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Simon Kohfeld: /* Inbetriebnahme des Hokuyo URG-04LX */

2018-07-06T19:41:29Z

Inbetriebnahme des Hokuyo URG-04LX

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 21:41 Uhr
Zeile 98:		Zeile 98:
	Damit der URG-04LX auf einem Windows PC funktioniert, muss wie bereits beschrieben, zunächst der passende Treiber installiert werden. Nachdem die Installation abgeschlossen ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten die Auswertung der Daten vorzunehmen. Das gewählte Vorgehen wird nachfolgend beschrieben.		Damit der URG-04LX auf einem Windows PC funktioniert, muss wie bereits beschrieben, zunächst der passende Treiber installiert werden. Nachdem die Installation abgeschlossen ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten die Auswertung der Daten vorzunehmen. Das gewählte Vorgehen wird nachfolgend beschrieben.
	===Erste Schritte===		===Erste Schritte===
	[[Datei:UrgTool.png\|thumb\|500px\|right\|Abbildung 5: Windows Tool zur Auslesung des Lidar <ref name="SourceForge"> URG Network. - letzter Aufruf: 06.07.2018 https://sourceforge.net/p/urgnetwork/wiki/driver_win10_en/</ref>]]		[[Datei:UrgTool.png\|thumb\|500px\|right\|Abbildung 6: Windows Tool zur Auslesung des Lidar <ref name="SourceForge"> URG Network. - letzter Aufruf: 06.07.2018 https://sourceforge.net/p/urgnetwork/wiki/driver_win10_en/</ref>]]
	Für die Inbetriebnahme wird zunächst das auf der Herstellerseite zu Verfügung gestellte [https://www.hokuyo-aut.jp/search/single.php?serial=166 Programm] verwendet, um einen Überblick über das Sensorverhalten zu bekommen. Ein Screenshot dieser verwendeten Software ist in Abbildung 5 gezeigt. Das Tool bietet die Möglichkeit den für den Sensor passenden COM Port auszuwählen und über einen Verbinden-Button beginnt unmittelbar die Visualisierung der gemessenen Sensorwerte in einer Grafik auf der linken Seite der Oberfläche.		Für die Inbetriebnahme wird zunächst das auf der Herstellerseite zu Verfügung gestellte [https://www.hokuyo-aut.jp/search/single.php?serial=166 Programm] verwendet, um einen Überblick über das Sensorverhalten zu bekommen. Ein Screenshot dieser verwendeten Software ist in Abbildung 6 gezeigt. Das Tool bietet die Möglichkeit den für den Sensor passenden COM Port auszuwählen und über einen Verbinden-Button beginnt unmittelbar die Visualisierung der gemessenen Sensorwerte in einer Grafik auf der linken Seite der Oberfläche.
	===Verwendung des Sensors in Matlab===		===Verwendung des Sensors in Matlab===
	Für die Verwendung des Sensors in Matlab gibt es bereits verschiedene Ansätze von unterschiedlichen Entwicklern, die ihre selbst erstellten Toolboxen zur Verfügung stellen. Aus diesem Grund wurden die verschiedenen Toolboxen gesichtet, modifiziert und diese in einer neu erstellten GUI in Matlab verwendet. Entstanden ist so ein Matlab-Programm mit vier Buttons und einer Eingabemöglichkeit für die serielle Schnittstelle, wie in Abbildung 8 zu sehen.<br/>		Für die Verwendung des Sensors in Matlab gibt es bereits verschiedene Ansätze von unterschiedlichen Entwicklern, die ihre selbst erstellten Toolboxen zur Verfügung stellen. Aus diesem Grund wurden die verschiedenen Toolboxen gesichtet, modifiziert und diese in einer neu erstellten GUI in Matlab verwendet. Entstanden ist so ein Matlab-Programm mit vier Buttons und einer Eingabemöglichkeit für die serielle Schnittstelle, wie in Abbildung 7 zu sehen.<br/>
	Der Plot zeigt dabei die ausgewerteten Entfernungsdaten des Lidars in Metern an. Der Sensor befindet sich im Ursprung des Plots. In Abbildung 8 ist deutlich eine Wand zu sehen, die der Sensor misst. Eine gegenprobe mit einem Maßband zeigt, dass die Genauigkeit im Bereich um einen Zentimeter liegt.		Der Plot zeigt dabei die ausgewerteten Entfernungsdaten des Lidars in Metern an. Der Sensor befindet sich im Ursprung des Plots. In Abbildung 7 ist deutlich eine Wand zu sehen, die der Sensor misst. Eine gegenprobe mit einem Maßband zeigt, dass die Genauigkeit im Bereich um einen Zentimeter liegt.
	[[Datei:GuiStatisch.PNG\|thumb\|800px\|center\|Abbildung 7: Matlab GUI zur Auslesung des Lidar]]		[[Datei:GuiStatisch.PNG\|thumb\|800px\|center\|Abbildung 7: Matlab GUI zur Auslesung des Lidar]]

Simon Kohfeld: /* Kommunikation mit dem Hokuyo URG-04LX */

2018-07-06T19:40:53Z

Kommunikation mit dem Hokuyo URG-04LX

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 21:40 Uhr
Zeile 75:		Zeile 75:

	==Kommunikation mit dem Hokuyo URG-04LX==		==Kommunikation mit dem Hokuyo URG-04LX==
	[[Datei:Encode-Decode.PNG\|thumb\|400px\|right\|Abbildung 3: Zwei-Zeichen-Codierung]]		[[Datei:Encode-Decode.PNG\|thumb\|400px\|right\|Abbildung 4: Zwei-Zeichen-Codierung]]
	Damit der Hokuyo LiDAR verwendet werden kann, muss zunächst die Kommunikation mit diesem hergestellt werden. Dazu stehten am LiDAR zwei Anschlüsse zur Verfügung. Dabei handelt es sich um einen Micro-Usb-Port und um eine RS-232-Schnittstelle. Der USB-Port dienst dabei lediglich der Spannungsversporgung. Den seriellen Anschluss, kann man über ein mitgeliefertes Kabel entweder ebenfalls per USB mit einem PC verbinden oder mit der über einen Sub-D-Stecker herausgeführten RS-232, also der seriellen Schnittstelle an eine Steuerungs, bzw- Auswerteeinheit anschließen.Der USB Port unterstützt ebenfalls das RS232-Protokoll <ref name="SCIP20"> Communication Protocol Specification For SCIP2.0 Standard. - letzter Aufruf: 06.07.2018 http://library.isr.ist.utl.pt/docs/roswiki/attachments/hokuyo_node/URG-Series_SCIP2_Compatible_Communication_Specification_ENG.pdf </ref>. <br/><br/>		Damit der Hokuyo LiDAR verwendet werden kann, muss zunächst die Kommunikation mit diesem hergestellt werden. Dazu stehten am LiDAR zwei Anschlüsse zur Verfügung. Dabei handelt es sich um einen Micro-Usb-Port und um eine RS-232-Schnittstelle. Der USB-Port dienst dabei lediglich der Spannungsversporgung. Den seriellen Anschluss, kann man über ein mitgeliefertes Kabel entweder ebenfalls per USB mit einem PC verbinden oder mit der über einen Sub-D-Stecker herausgeführten RS-232, also der seriellen Schnittstelle an eine Steuerungs, bzw- Auswerteeinheit anschließen.Der USB Port unterstützt ebenfalls das RS232-Protokoll <ref name="SCIP20"> Communication Protocol Specification For SCIP2.0 Standard. - letzter Aufruf: 06.07.2018 http://library.isr.ist.utl.pt/docs/roswiki/attachments/hokuyo_node/URG-Series_SCIP2_Compatible_Communication_Specification_ENG.pdf </ref>. <br/><br/>

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	===Kommunikationsformat===		===Kommunikationsformat===
	[[Datei:LidarKom.PNG\|thumb\|600px\|right\|Abbildung 4: Kommunikationsformat für Host und Lidar]]		[[Datei:LidarKom.PNG\|thumb\|600px\|right\|Abbildung 5: Kommunikationsformat für Host und Lidar]]
	Damit Host und Sensor über die gegebenen Schnittstellen miteinander kommunizieren und Daten austauschen können, definiert das SCIP2.0-Protokoll Befehle. Diese Befehle folgen einem bestimmten Format, dem Kommunikationsformat. Der Kommunikationsaufbau ist bei Host und Sensor unterschiedlich. Für beide Komponenten ist das Kommunikationsformat in Abbildung 4 dargestellt.<br/><br/>		Damit Host und Sensor über die gegebenen Schnittstellen miteinander kommunizieren und Daten austauschen können, definiert das SCIP2.0-Protokoll Befehle. Diese Befehle folgen einem bestimmten Format, dem Kommunikationsformat. Der Kommunikationsaufbau ist bei Host und Sensor unterschiedlich. Für beide Komponenten ist das Kommunikationsformat in Abbildung 5 dargestellt.<br/><br/>
	Die Kommunikation wird immer vom Host initiiert. Dazu sendet er einen Befehl, bestehend aus einem Befehlszeichen, einem Parameter, bis zu 16 String-Zeichen und einem Line Feed oder Carriage Return, bzw. beidem. Wenn der Sensor die Befehle empfängt, antwortet dieser mit einem Befehls-Echo, also einer Wiederhohlung der vollständigen Host-Sequenz. Dann folgt ein Status, eine Prüfsumme und ein Line Feed, um dann mit dem des empfangenen Befehls entsprechendem Datensatz fortzufahren. Die Daten sind wiederum gefolgt von einer Prüfsumme und zwei Line Feed zur Terminierung.<br/>		Die Kommunikation wird immer vom Host initiiert. Dazu sendet er einen Befehl, bestehend aus einem Befehlszeichen, einem Parameter, bis zu 16 String-Zeichen und einem Line Feed oder Carriage Return, bzw. beidem. Wenn der Sensor die Befehle empfängt, antwortet dieser mit einem Befehls-Echo, also einer Wiederhohlung der vollständigen Host-Sequenz. Dann folgt ein Status, eine Prüfsumme und ein Line Feed, um dann mit dem des empfangenen Befehls entsprechendem Datensatz fortzufahren. Die Daten sind wiederum gefolgt von einer Prüfsumme und zwei Line Feed zur Terminierung.<br/>
	Der Befehlcode besteht aus zwei Bytes und steht an jedem Beginn einer Kommunikation. Parameter können dazu verwendet werden die Sensoreinstellungen zu ändern oder Daten anzufordern. Die String Zeichen sind optionale Information zum Befehl. Der Status gibt an, ob eine Anfrage erfolgreich war oder ob Fehler aufgetreten sind und die Daten sind die eigentlichen Informationen, die relevant sind. Der Sensor stellt über das Protokoll verschiedene Befehle bereit, die im [http://library.isr.ist.utl.pt/docs/roswiki/attachments/hokuyo_node/URG-Series_SCIP2_Compatible_Communication_Specification_ENG.pdf Kommunikationsptotokoll zum SCIP2.0] dargestellt sind. Dort sind ebenfalls die möglichen Fehlercodes des Sensors, sowie ein exemplarischer Nachrichtenverlauf dargestellt <ref name="SCIP20"> Communication Protocol Specification For SCIP2.0 Standard. - letzter Aufruf: 06.07.2018 http://library.isr.ist.utl.pt/docs/roswiki/attachments/hokuyo_node/URG-Series_SCIP2_Compatible_Communication_Specification_ENG.pdf </ref>.<br/><br/>		Der Befehlcode besteht aus zwei Bytes und steht an jedem Beginn einer Kommunikation. Parameter können dazu verwendet werden die Sensoreinstellungen zu ändern oder Daten anzufordern. Die String Zeichen sind optionale Information zum Befehl. Der Status gibt an, ob eine Anfrage erfolgreich war oder ob Fehler aufgetreten sind und die Daten sind die eigentlichen Informationen, die relevant sind. Der Sensor stellt über das Protokoll verschiedene Befehle bereit, die im [http://library.isr.ist.utl.pt/docs/roswiki/attachments/hokuyo_node/URG-Series_SCIP2_Compatible_Communication_Specification_ENG.pdf Kommunikationsptotokoll zum SCIP2.0] dargestellt sind. Dort sind ebenfalls die möglichen Fehlercodes des Sensors, sowie ein exemplarischer Nachrichtenverlauf dargestellt <ref name="SCIP20"> Communication Protocol Specification For SCIP2.0 Standard. - letzter Aufruf: 06.07.2018 http://library.isr.ist.utl.pt/docs/roswiki/attachments/hokuyo_node/URG-Series_SCIP2_Compatible_Communication_Specification_ENG.pdf </ref>.<br/><br/>
	====Zusatzinformation====		====Zusatzinformation====
	Der URG-04LX arbeitet im Auslieferungszustand noch mit dem Vorgängerprotokoll SCIP1.1. Es wird allerdings empfohlen diesen direkt bei inbetirebnahme auf das neuste Protokoll zu aktualisieren. Aus diesem Grund ist lediglich das SCIP2.0 beschrieben.		Der URG-04LX arbeitet im Auslieferungszustand noch mit dem Vorgängerprotokoll SCIP1.1. Es wird allerdings empfohlen diesen direkt bei inbetirebnahme auf das neuste Protokoll zu aktualisieren. Aus diesem Grund ist lediglich das SCIP2.0 beschrieben.


	==Inbetriebnahme des Hokuyo URG-04LX==		==Inbetriebnahme des Hokuyo URG-04LX==