在 STM32U599J-DK 开发板上，有一个TOF(Time‑of‑Flight and gesture-detection sensor)传感器，可以很方便的进行3维空间测距感知。
这篇评测分享，就基于该TOF传感器，进行3维空间测距相关的测试。
一、TOF基础知识了解
TOF 是一种绝对距离检测技术，即传感器发出经过调试的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息。
首先，当使用近红外进行测距的时候，基本原理如下：
因为光速是已知的，通过发射端发射红外光线，再到从物体表面反射，再到接受端接收。
由于光速是已知的，所以可以根据反射回来的时间，计算测量的距离。
如果使用一个矩阵进行反射光线的检测，那么就可以测量一个区域的不同位置的距离，从而3维空间测距感知的功能。
例如下图：
TOF技术在AR/VR、自动驾驶、四轴飞行器等方面应用广泛，还有专门的TOF相机供机器视觉使用。
二、STM32U599J-DK开发板上的TOF传感器
开发板的TOF传感器，位于如下位置：
其具体型号为：VL53L5CX，是意法半导体FlightSense产品系列中最先进的飞行时间 (ToF) 多区测距传感器，具有宽视野，能够测量4x4或者8x8多区测距。
它通过在垂直腔面发射激光器 (VCSEL) 上方使用DOE，将一个方形FoV投影到场景上。反射光随后由接收器透镜聚焦到SPAD阵列上。不同于传统的IR传感器，VL53L5CX利用意法半导体最新一代ToF技术，能够测量目标的绝对距离，而不受目标颜色或反射率的影响。该产品可提供高达400 cm的精确测距，并能以极快的速度 (60 Hz) 运行，是目前市场上速度最快的多区微型ToF传感器之一。
其具体资料，可以查看：https://www.st.com/zh/imaging-and-photonics-solutions/vl53l5cx.html
三、软件包支持
做为意法半导体FlightSense产品系列中最先进的飞行时间 (ToF) 多区测距传感器，自然是对其提供了充分的支持。
在STM32CubeMX中，通过安装X-CUBE-TOF软件包，就能够实现对其支持，并提供了演示代码，可以快速进行测试。
在STM32CubeIDE中，新建一个STM32U599J-DK的工程，然后进入STM32CubeMX，按照下面的步骤进行相关的安装和设置。
1. 在STM32CubeMX包管理中，安装X-CUBE-TOF1最新版本：
2. 选择TOF传感器支持
安装完成X-CUBE-TOF1后，点击进入传感器支持管理：
参考下图，选择VL53L5CX相关的支持选项：
点击OK完成后，就可以进入下一步进行设置
3. 设置TOF
再次点击X-CUBE-TOS1，进入设置，参考下图设置即可：
因为是板载的传感器，所以只需要设置INT和LPN两个引脚即可，其他的在板子上已经做好处理了。
具体可以查看原理图：
从原理图也可以得知，这个TOF传感器和之前的温度传感器一样，连接到了I2C3，所以要选择对应的I2C3接口。
另外，要选择BSP UART要选择UART1，因为测试程序，会通过串口输出测量信息。
通过以上的设置以后，TOF传感器就配置好了，可以在程序中使用了。
四、代码完善
1. 自动生成的代码
在STM32CubeMX中设置完，自动生成代码后，代码中就会自动包含TOF调用的代码了：
2. GPIO设置
因为仅需要设置INT和LPN引脚，所以需要注释如下代码中的RST和EN的处理，否则编译会出错。
3. 输出结果调整
默认的结果输出，在串口查看工具中，可能不能正常的显示，因为是做为xterm彩色输出的，默认只有亮绿色和亮红色，可以做一些修改，让其更加的完善。
具体如下：
在上面的代码中，定义了一个colors数组，其中有5中颜色可用。实际对应于距离(单位mm)，取整(距离/100)。
然后应用定义的颜色数组：
上面是测量在500mm以内，使用不同的颜色，500mm以上，使用绿色。
大家也可以根据自己的实际情况，来进行修改。
五、实际效果
1. 串口工具查看数据：
下载编译运行后，使用串口工具，可以直接查看到输出的结果数据：
但是这个不停地刷新，结果一点都不直观。
因此，需要使用Putty或者MobaXTerm这样的终端工具来查看，才好看。
2. 串口终端工具查看结果：
我使用了MobaXTerm来进行连接：
连接后，具体效果如下：
在这个界面上，数据会原地刷新，方便查看实际结果。
使用s按键，可以启用信号和环境光检测：
使用r按键，可以切换4x4和8x8区域检测：
3. 实测效果：
如果将手指张开，放在传感器上方一定位置，能够得到如下的结果：
如果手指并拢，则得到如下的结果：
如果手指微微打开，并斜着进入检测区域，则结果如下：
从上图可以看到，能够检测到3维空间内不同区域的目标距离，并使用不同的颜色呈现。
如果打开了信号和环境光检测，手掌在检测区域内移动，则结果如下：
六、总结
STM32U599J-DK上的TOF传感器能够实现8x8区域的检测，还能进行移动检测，而且速度还能达到60Hz，绝对是类似传感器中的王者级别。
上面的检测结果输出，仅仅是输出了原始的数据，还可以结合屏幕或者AI，进一步的进行结果的展示和分析，后续的评测，将会继续分享这方面的内容。
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