كشفت منصة Hackaday عن إنجاز مثير حققه المطور إنريكي فيروليو، حيث قام بتطوير نظام تجريبي قادر على مسح الغرف ورسم خرائط ثلاثية الأبعاد لها في الوقت الحقيقي، باستخدام متحكم ESP32 ومجموعة من المستشعرات مثل VL53L5CX ووحدة قياس القصور الذاتي IMU.
تفاصيل النظام الجديد
النظام يعتمد على مستشعر VL53L5CX الذي يأتي بحجم صغير ويعمل كمصفوفة قياس 8×8 نقطة، حيث يمكنه قياس المسافات حتى 4 أمتار بفضل تقنية Time-of-Flight التي تقيس الوقت الذي يستغرقه الضوء للارتداد عن الأسطح في الغرفة، هذا الأمر يجعل من النظام فعالاً للغاية في تحديد المسافات بدقة.
دمج البيانات
النظام يجمع بين بيانات المسافة المستخرجة من المستشعر وبيانات الحركة من وحدة IMU، والتي توفر معلومات عن ميل الجهاز ودورانه أثناء تحريكه في الغرفة، متحكم ESP32 يقوم بدمج هذه البيانات في زمن شبه لحظي، ثم يتم تحويلها إلى بيانات منظمة تُرسل عبر الاتصال اللاسلكي إلى جهاز كمبيوتر، حيث تُعرض كخريطة ثلاثية الأبعاد تمثل مكونات الغرفة.
برنامج العرض
فيروليو قام بتطوير برنامج عرض ثلاثي الأبعاد بلغة بايثون يعمل على الحاسب، هذا البرنامج يستقبل البيانات من ESP32 ويعيد بناء شكل الغرفة أمام المستخدم، بحيث تظهر الجدران والأثاث كنقاط موزعة في الفضاء، الشيفرة المصدرية الخاصة بالبرنامج وبرمجيات ESP32 متاحة للجميع على GitHub مما يتيح للهواة والباحثين فرصة إعادة تنفيذ المشروع أو تطويره لمهام أخرى.
مميزات المستشعر
شركة ST تقدم مجموعة واسعة من مستشعرات Time-of-Flight، منها نماذج أبسط مثل VL53L0X الذي يعمل كحساس مسافة فردي حتى 2 متر فقط، لكن لا يوفر شبكة قياس متعددة المناطق مثل VL53L5CX، هذا الأخير يتميز بقدرته على قياس المسافة لكل نقطة في شبكة 8×8 بمعدل أخذ عينات يصل إلى 60 قراءة في الثانية مما يجعله أكثر ملاءمة لتطبيقات المسح الثلاثي الأبعاد السريعة.
آفاق مستقبلية
المشروع يبرز كيف يمكن لمكونات متاحة تجاريًا بأسعار معقولة مثل ESP32 والمستشعرات ووحدات IMU أن تقدم وظائف كانت تتطلب سابقًا تجهيزات احترافية باهظة الثمن، مثل مسح الغرف وإنشاء مخططات ثلاثية الأبعاد، هذه النوعية من المشاريع المفتوحة المصدر تمهّد الطريق لاستخدام تقنيات المسح ثلاثي الأبعاد في مجالات متعددة تشمل الروبوتات التعليمية وتطبيقات المنزل الذكي وتجارب الواقع المعزز البسيطة، وربما نمذجة المساحات المعمارية بشكل أوسع في المستقبل.