位置取得用コントローラ（VL53L5CX×2）README

概要

本コードは，ToFセンサ VL53L5CX を2台用いて，対象の左右位置（X方向）を推定し，シリアル経由で送信するコントローラ実装である．
VL53L5CXはデフォルトでI2Cアドレスが同一（0x29）のため，同一バスへ2台を同時接続すると衝突する．本実装ではESP32の2系統I2C（Wire，I2C2）へ分離接続して回避する．

本READMEは提示された説明／コード断片をベースに整理している．提示コードにはマージ衝突マーカ（<<<<<<< 等）と setup() の重複が含まれるため，ビルド前に必ず解消すること．

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機能

• VL53L5CX×2の同時レンジング（8×8）
• 距離マップを左右反転して座標系を整合
• 2行分（row 5〜6）を用いた重み付き平均によりX位置を推定
• シリアルへ位置を送信（テキストCSV，またはバイナリ）

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想定ハードウェア

• ESP32系マイコン（TwoWireを2本使える構成）
• SparkFun VL53L5CX（または互換ボード）×2
• 3.3V電源（モジュール仕様に従う）

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配線

I2Cバス1（Sensor1）

• SDA1：GPIO21
• SCL1：GPIO22
• センサ1のSDA／SCLを接続

I2Cバス2（Sensor2）

• SDA2：GPIO25
• SCL2：GPIO26
• センサ2のSDA／SCLを接続

XSHUT（任意）

XSHUTを配線していない場合は -1 のままでよい．配線する場合はGPIO番号へ変更する．

• XSHUT1_PIN
• XSHUT2_PIN

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依存ライブラリ

• Arduino core（ESP32）
• Wire（Arduino標準）
• SparkFun VL53L5CX Arduino Library
  • #include <SparkFun_VL53L5CX_Library.h>

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ビルド前の注意（必須）

提示コードはそのままではコンパイルできない可能性が高い．最低限，以下を実施すること．

1. マージ衝突マーカ（<<<<<<<，=======，>>>>>>>）を削除する．
2. setup() と loop() をそれぞれ1つに統合する（重複定義を解消）．
3. #define の重複を整理する（SCL2 等の欠落がないか確認）．

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動作概要

初期化

• Wire.begin(SDA1，SCL1) と I2C2.begin(SDA2，SCL2) で2系統I2Cを開始する．
• bringUpSensorWithRetry() で以下を行う．
  • I2Cクロック設定（初回100kHz）
  • XSHUT制御（配線がある場合のみ）
  • I2Cスキャンで応答確認（0x29）
  • begin() を最大3回リトライ
  • 失敗時は50kHzへ落として再試行
• 両センサの初期化後，共通設定を行う．
  • 解像度：8×8
  • レンジング周波数：15Hz
  • startRanging() を両方で実行

位置推定（X方向）

• getRangingData() で取得した 8×8 距離配列を左右反転コピーして flipped1／flipped2 を作る．
• computeCenterX() が以下でX推定値を返す．
  • 対象領域：row 5〜6，col 0〜7
  • 閾値：distanceThreshold（例：2000mm）より遠い点は無視
  • 重み：1 / (rawDist * correctionTable[d])
  • d：中心（centerX，centerY）からのマンハッタン距離を4で打ち切り
• 推定に失敗した場合（戻り値-1等）はフォールバック値として 3 を送る実装になっている．

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シリアル出力仕様

実装は2方式を想定している．運用に合わせて送信部を整理すること．

方式A：テキストCSV（モニタ確認向け）

• SEND_TEXT_MONITOR を1にする．
• 出力フォーマット
  • S,<ms>,<pos1>,<pos2>\r\n
  • <ms> は millis()
  • <pos1> <pos2> は0〜7想定（無効時は3）

例

• S,12345,3,5

方式B：バイナリ（軽量通信向け）

• 出力フォーマット
  • 先頭1バイト：'S'
  • 続く2バイト：pos1，pos2（各1バイト）

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パラメータ調整

• distanceThreshold：対象距離に合わせて調整する．
• minRow／maxRow：反応させたい高さ帯（視野のどの行を使うか）を調整する．
• correctionTable[]：距離補正係数．設置角度や反射特性に応じて調整する．
• centerX／centerY：重み付け中心．評価したい中心方向に合わせる．
• setRangingFrequency(15)：通信量と計算負荷に応じて調整する．

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トラブルシューティング

• I2Cスキャンで0x29が見えない
  • SDA／SCL，GND，共通GND，電源電圧を確認する．
  • プルアップ不足や配線長が原因の場合がある．
  • 50kHzへ落として改善するか確認する．
• 2台を同一I2Cバスへ接続している
  • アドレス衝突する．本構成どおり2系統へ分離するか，XSHUTで片方を止めてアドレス変更する手順を別途実装する．
• コンパイルエラー
  • マージ衝突マーカ除去，setup() 重複解消，#define 整理を再確認する．

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ライセンス

SparkFun VL53L5CX Arduino Library に依存する．再配布形態に応じて当該ライブラリのライセンスを確認すること．