【2017年整理】Rplidar扫描测距传感器测试说明.doc

Rplidar360度二维激光扫描测距传感器测试说明 目录 1.测距原理 2 2.性能参数 2 3.通讯与接口 3 4.请求命令与数据获取 3 4.1 请求命令总览 3 4.2 停止扫描(STOP)命令请求 4 4.3 测距核心软重启(RESET)命令请求 4 4.4 开始扫描采样(SCAN)命令请求与回应数据格式 5 4.5 强制扫描采样(FORCE_SCAN)命令请求与回应数据格式 7 4.6 设备信息获取(GET_INFO)命令请求 7 4.7 设备健康状态获取(GET_HEALTH)命令请求 9 4.8 总结 10 5．测试说明 11 5.1供电与功耗情况 11 5.2 测试时外围接线 11 5.3 数据接收 12 5.4 曲线拟合 13 Rplidar360度二维激光扫描测距传感器是指 ：RoboPeak开发的二维激光雷达(LIDAR)解决方案，下文简称RPLIDAR。 1.测距原理 RPLIDAR 采用了激光三角测距技术，配合RoboPeak 研发的高速的视觉采集处理机构，可进行每秒高达 2000次以上的测距动作。每次测距过程中，RPLIDAR将发射经过调制的红外激光信号，该激光信号在照射到目标物体后产生的反光将被RPLIDAR 的视觉采集系统接受。经过嵌入在RPLIDAR 内部的DSP 处理器实时解算，被照射到的目标物体与RPLIDAR的距离值以及当前的夹角信息将从通讯接口中输出。 图1 RPLIDAR测距工作原理 2.性能参数 RPLIDAR主要技术参数如下表所示： 图2 RPLIDAR测试性能 3.通讯与接口 RPLIDAR 标准配置采用 3.3V 电平的串口(UART)作为通讯接口，并且可以随着客户需求采用 USB 等其他接口。 图3 RPLIDAR通讯接口和通讯参数 4.请求命令与数据获取 4.1 请求命令总览 下表列出了被 RPLIDAR 支持的请求命令，他们的具体使用与 RPLIDAR 的回应数据格式将在后文分别介绍。 图4请求命令总览 4.2 停止扫描(STOP)命令请求 在外部系统发送了请求命令字段为停止扫描(STOP, 0x25)的请求报文后，RPLIDAR 将退出正在进行的扫描采样状态，关闭测距系统和激光器，进入空闲模式。如果 RPLIDAR 先前已经工作在空闲状态或者保护停机状态下，则该命令则会被忽略。 RPLIDAR 不会为该请求发送回应报文。建议外部系统需要在发送该请求命令后，延迟 1ms 以上时间后发送下一次请求。 图5 STOP请求的通讯时序 4.3 测距核心软重启(RESET)命令请求 在外部系统发送了 RESET 请求后，测距核心将进行软重启操作。软重启将测距系统恢复到与通电后一样的状态下。当 RPLIDAR 因为故障进入了保护性停机后，外部系统就可以尝试发送 RESET 命令尝试将 RPLIDAR 恢复至正常工作状态。 RPLIDAR 不会为该请求发送回应报文。建议外部系统需要在发送该请求命令后，延迟 2ms 以上时间后发送下一次请求。 图 6 RESET 请求的通讯时序 4.4 开始扫描采样(SCAN)命令请求与回应数据格式 RPLIDAR 工作在空闲状态时，在外部系统发送了该请求后，将开始进入测距采样。每个测距采样点将使用数据应答报文发送至外部系统。如果 RPLIDAR 先前已经工作在测距采样状态，则 RPLIDAR 首先将停止正在进行的测距采样功能，并重新开始新一轮的测距采样操作。当 RPLIDAR 进入保护性停机后，该命令请求将被忽略。 RPLIDAR 会在接受该请求后立刻发送起始应答报文，表示 RPLIDAR 接受了进入扫描采样状态的请求。扫描采样的数据应答报文将在 RPLIDAR 的扫描电机稳定旋转后不断的发送给外部系统，直到外部系统发送新的请求而停止扫描采样或者 RPLIDAR 出现故障为止。 数据应答报文格式： RPLIDAR 使用如下的数据应答报文结构： 图7 扫描测距输出的数据应答报文 RPLIDAR 在扫描测据中会将每个采样点通过上述结构的数据应答报文发送至外部系统。其中各字段定义如下： 下图展示了外部系统在发送扫描采样请求后的通讯情况： 图8 SCAN请求的通讯时序 4.5 强制扫描采样(FORCE_SCAN)命令请求与回应数据格式 强制扫描采样(FORCE_SCAN)使得 RPLIDAR 忽略当前扫描电机的工作状态而强行进行扫描测距并发送数据应答。该请求可以用于设备测试。 RPLIDAR 采用与开始扫描采样(SCAN)命令类似的处理逻辑来响应强制扫描采样请求。起始应答报文与数据应答报文均与针对 SCAN 的应答报文一致。 4.6 设备信息获取(GET_INFO)命令请求 RPLIDAR 在收到外部系统发送该请求后，将自身诸如序列号、固件/硬件版