DTOF LIDAR STL27L
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说明
产品简介
STL-27L 主要由激光测距核心,无线传电单元,无线通讯单元,角度测量单元、电机驱动单元和机械外壳组成。
STL-27L 测距核心采用 DTOF 技术,可进行每秒 21600 次的测距。每次测距时,雷达发射出红外激光,激光遇到目标物体后被反射到单光子接收单元。由此,我们获取到了激光的发出时间和单光子接收单元收到激光的时间,两者的时间差即光的飞行时间,飞行时间再结合光速即可解算出距离。获取到距离数据后,会融合角度测量单元测量到的角度值组成点云数据,然后内部通过无线通讯将点云数据发送到外部接口。
STL-27L的结构尺寸十分小巧紧凑,外形与装配孔与LD19雷达相同,可以用于对空间和外观要求较高的场合。
产品特点
- 最远测距距离 25m,满足大多数商用服务机器人应用场景;
- 近距离(0.03~2m)高测距精度,均值误差在±15mm 以内;
- 极致小尺寸,易于集成设计,保证客户产品的美观性;
- 抗环境光干扰能力强,满足 60Klux 环境使用;
- 支持玻璃墙检测;
- 激光安全符合FDA Class 1标准
- 紧凑型外观
- 性能稳定,寿命高达 10000 小时;
产品参数
测距范围 |
0.03 ~ 25m 80%反射率的白靶上测试 0.03~10m 4%反射率的黑靶上测试 |
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测距精准度 | ±15mm@0.03m-2m, STD 5mm ±20mm@2m-8m, STD 15mm; ±30mm@>8m, STD 25mm |
扫描频率 | 6Hz~13Hz (默认10Hz) |
测距频率 | 21600 Hz |
俯仰角误差 | 0.5°~2° |
偏航角误差 | -1°~1° |
抗环境光 | 60Lux (阳光内部测试标准) |
激光波长 | 895nm~905nm(典型值905nm) |
通信接口 | UART @ 921600 |
输入电压 | 4.5v~5.5v |
工作电流 | ≤290mA |
工作温度范围 | -10℃~50℃ |
PWM控制频率 | 20kHz~50kHz |
PWM占空比 | 40%~100% |
整机尺寸 | 54.00*46.29*34.80 mm(长宽高) |
使用寿命 | 10000h |
应用场景
- 教育科研
- 机器人避障
- 测量与检测
- 智能手势控制
- 2维手势识别
- 自主导航
- 地图重建
- 导航和定位
使用方式
【连线和安装驱动】
硬件线材连接及说明
1) 雷达与转接板连线如下图所示,转接板与上位机(这里以PC为例)连接:
3) 下载对应的雷达测试程序,如果没有安装CP2102驱动的话,则需要安装驱动程序,驱动和雷达测试程序下载链接如下:
4) 如果已经安装了CP2102驱动则可以跳过这个步骤,如果没有安装CP2102驱动的话,解压 CP210x_Universal_Windows_Driver 驱动程序包后,执行驱动程序安装包目录下的 exe 文件,根据 Windows 系统版本,选择 X86(32 位)或者 X64(64 位)。
双击 exe 文件,按提示进行安装操作。
安装完成后,将开发套件中的转接板与电脑相连,可以右键点击【我的电脑】,选择【属性】,在打开的【系统】界面下,选择左边菜单中的【设备管理器】进入到设备管理器,展开【端口】,可看到识别到的 CP2102 USB 适配器所
对应的串口号,即驱动程序安装成功,下图为 COM3。
LdsPointCloudViewer 软件使用
实时扫描的点云可视化软件 LdsPointCloudViewer,开发者可使用该软件直观地观察本产品的扫描效果图。在使用该软件前要确保本产品的 USB 转接板的驱动程序已安装成功,并将本产品与 Windows 系统 PC 的 USB口互连,然后双击 LdsPointCloudViewer.exe,选择对应的产品型号(如:STL27L)与端口号,点击启动点云刷新按钮,如下图所示。
上图中,Speed 表示激光雷达扫描频率,单位:Hz;Rate 表示激光雷达数据包解析速率;Valid 表示激光雷达测量一圈的有效点。
转接板原理和启停控制
我们使用的转接板使用ESP8266作为主控芯片,转接板上面带有CP2102,雷达的TX(雷达没有RX)与CP2102的RX连接,ESP8266的RX与CP2102的TX连接,也就是说你可通过USB接口来接收来自雷达的信号,并发送启停命令给ESP8266来控制雷达启停。
转接板与上位机连接好后,通过串口发送命令即可控制雷达启停,波特率921600,发送“0”:雷达停止转动;发送“1”:雷达开始转动。
功能介绍
【通信】
如果你希望使用其它转接板与雷达链接,需要参考此章节介绍的雷达引脚定义来连线。
STL-27L使用ZH1.5T-4P 1.5mm连接器与外部系统连接,实现供电和数据接收,具体接口定义和参数要求见下图/表::
No | 功能 | 类型 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | TX | 输入 | 雷达数据输入 | 0V | 3.3V | 3.5V |
2 | PWM | 输入 | 电机控制信号 | 0v | - | 3.3v |
3 | GND | 供电 | 电源负极 | - | 0v | - |
4 | P5V | 供电 | 电源正极 | 4.5V | 5V | 5.5V |
STL-27L 的数据通讯采用标准异步串口(UART)单向发送,其传输参数如下表所示:
波特率 | 数据长度 | 停止位 | 奇偶校验位 | 流控制 |
---|---|---|---|---|
921600 | 8 Bits | 1 | No | NO |
【坐标系定义】
STL-27L 常用遵循左手法则的坐标体系,传感器的正前方定义位坐标系的 X轴(即 0 角度位置),坐标系原点为测距单元的旋转中心,旋转角度沿着顺时针方向旋转增大,如下图所示:
【光学窗和机械尺寸】
STL-27L 的测距单元中的激光发射与接收,需要一个光学窗口,在结构上需要露出。外部系统对该窗口的部分遮挡,将在一定程度上影响激光雷达的测距性能。下图为光学窗口尺寸(单位: mm)。
【转接板二次开发】
1) 我们提供的雷达转接板使用ESP8266模组进行控制雷达启停,同时我们开源了ESP8266中的例程。
2) 雷达转接板上面引出有RX和TX排针(这两个是ESP8266的RX和TX),你需要准备一根格外的USB转串口模块(例如CP2102)来连接这个转接板上面的RX、TX、3V3和GND。
3) 程序下载
首先打开arduino IDE,文件 > 首选项,点击在【附加开发板管理器地址】这行最右边的图标,添加一行http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json,如果有其它的管理器地址则按回车令起一行写上这个地址。Board > Boards Manager, 打开Boards Manager填写ESP8266,点击Install。
上传雷达转接板(LiDAR Driver with ESP8266)
双击运行LiDAR.ino。
程序下载
点击Tools>Port 记住已有的COM Port,不用点击它。不同电脑这里显示的COM是不一样的,记住现在已有COM。
- 使用【USB转TTL 4PIN杜邦线 (带芯片)(改为3.3V)】连接LiDAR Driver with ESP8266和电脑。按住G0同时按一下RST键让ESP8266进入到下载模式。
- 点击Tools>Port,点击这个新的COM。不同电脑这里新出现的COM是不一样的,点击新出现的COM。
- 开发板选择Generic ESP8266 Module。其它设置使用默认即可
- 点击左上角的Upload上传程序。
- 等待程序上传完成。显示Leaving... Hard resetting via RTS pin...后表示已经上传成功。
软件下载
资料
SDK
软件