代码收藏家技术教程 2023-04-21

利用stm32读取思岚A1雷达数据

QEA课程最终的项目，是利用激光雷达，和stm32制作检测物体形状，并据此规划路径，让小车抵达制定形状物体。地图类似下图。

首先呢，就是要用stm32读取到激光雷达的数据，再建图，识别形状，规划路径。

由于课程要求只能用stm32，不能用树莓派等更高性能的上位机，让项目难度陡增。

我们使用到的是思岚A1M8雷达。

从思岚官网得知到一些资料；首先，激光雷达采用串口协议进行通讯，波特率115200，8位字长，1位停止位，无校验，数据格式如下

可见，每个点的信息由五个字节的数据确定，第一个字节代表采样点的质量，2、3字节表示点的角度，4、5字节代表点的距离。

于是我们可以首先配置一下stm32的串口

usart.c

u16 angle2;
u16 distance;
void usart2_init(u32 bound2)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	//使能GPIOA时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE); //使能USART2
	
	USART_DeInit(USART2);
	
	//USART2_TX   GPIOA.2
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;       //PA.2
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.2
   
    //USART2_RX	  GPIOA.3
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;    //PA.3
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);     //初始化GPIOA.3  

    //Usart2 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ;  //抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		 //子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	           //根据指定的参数初始化VIC寄存器
  
    //USART 初始化设置
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound2;//串口波特率
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式

    USART_Init(USART2,&USART_InitStructure); //初始化串口2
    USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
    USART_Cmd(USART2,ENABLE);                    //使能串口2
}

usart.h

#ifndef __USARTT_H
#define __USARTT_H
#include "sys.h"
#include "stdlib.h"
void usart2_init(u32 bound2);
void UART_TX(void);
#endif

我们还需要通过串口发送a5 20两个字节给激光雷达，激光雷达接收到后，才会发送串口数据。以下为启动激光雷达代码

void UART_TX(void)  //雷达启动
{

	USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);	
  if(1)    
	{	USART_SendData(USART2,0xA5);   //从串口2发送开始指令  USART_FLAG_TC： 发送移位寄存器发送完成标志位，全部发送完毕会置 1
		while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
		USART_SendData(USART2,0x20);		//从串口2发送结束指令
		while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
	}
}

那么我们现在可以试着输出一下串口数据乐

u8 RX_buffer[4]={0};
char m;
int flag=0;
int count=0;
void USART2_IRQHandler(void)                	//串口2中断服务程序
{		
	if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收到数据
	{			
		m=USART_ReceiveData(USART2);
		printf("%c",m);		
	}		 
}

通过串口工具，我们得到以下数据

现在问题就出现了，由于激光雷达发送数据实在太快了，频繁让单片机进入中断，单片机由于算力不够，会漏掉一些数据。

那么如何解决呢，网上有些帖子说可以延时来降低处理数据密度，但我认为是不行的，延时后，就不知道连续的5个字节来确定一个点了。

我看了激光雷达传回来的16进制数据，经过大量数据的分析，发现，在我当前所处的环境下，5个字节中的第一个，也就是代表数据质量的字节，绝大多数是02和3E，那么我就可以通过检索02或者3E，来判断连续的五个点的信息。（此处需要大家亲自实验，不同环境下质量字节不一样，我只是根据当前环境来确定的02和3E）

然后就是解算数据乐

可以看到，当我们发送a5 20启动激光雷达时，激光雷达先会返回七位起始报文，然后再是一直输出点的串口信息。解算代码如下

u8 RX_buffer[4]={0};
char m;
int flag=0;
int count=0;
void USART2_IRQHandler(void)                	//串口2中断服务程序
{		
	if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收到数据
	{			
		m=USART_ReceiveData(USART2);
		//printf("%c",m);
		if(flag==1)
		{
			RX_buffer[count]=m;
			count++;
			if(count==4)//开始解算数据
			{
				angle2=(RX_buffer[1]<<1);
				distance=(RX_buffer[3]<<6|RX_buffer[2]>>2);	
				if(angle2!=0&&distance!=0)
				{
				printf("distance=%u\n",distance);		
				printf("\r\n");
				printf("angle=%u\n",angle2);
				printf("\r\n");
				}
				flag=0;//点的检测标志归位
				count=0;//计数归0
			}
		} 
			if(flag==0)//点的检测标志
			{				
				if(m==0x3E)//检测到点
				{
					flag=1;
				}
			}		
	}		 
}

然后通过串口工具就可以看到如下输出乐