RPLIDAR S2
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说明
产品简介
RPLIDAR S2 系列是 由 SLAMTEC 公司开发的新一代低成本二维激光雷达（LIDAR），它具有每秒 32000 次的高速激光测距采样能力。并采用了非接触式的能量和信号传输技术，克服了传统激光雷达的寿命限制，可长时间可靠的稳定运行。
RPLIDAR S2 系列为二维激光测距雷达，不同型号分别可以实现在半径 18m、30m、50m 的二维平面内进行 360°全方位的激光测距扫描，并产生所在空间的平面点云地图信息。这些点云地图信息可用于地图测绘、机器人定位导航、物体/环境建模等实际应用中。
与其他系列激光雷达相比，RPLIDAR S2 系列在检测远距离物体、黑白物体切换及强光直射物体时，测距表现更加稳定，可在室内外环境下的 18 米测距半径内实现理想的建图效果，应用范围可扩大到更多消费级商用场景。
RPLIDAR S2 系列的典型扫描频率为 10Hz (600rpm)，在 10Hz 的扫描频率下，32k 的采样频率可以实现 0.1125°的角度分辨率。
得益于硬件运行性能的提升和算法的优化，RPLIDAR S2 系列在各种室内环境下及强烈太阳光直接照射的室外环境下均表现出色。同时，每一台 RPLIDAR S2 系列均在出厂前经过了严格检测，确保所发射激光功率符合 IEC60825 Class 1 人眼安全等级。
产品参数
性能参数
激光功率信息
| 项目 | 单位 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 激光器波长 | 纳米（nm） | 895 | 905 | 915 | 红外波段 |
| 激光器功率 | 瓦（W） | - | 25 | - | 峰值功率 |
| 脉冲时长 | 纳秒（ns） | - | 5 | - | - |
| 激光安全等级 | - | - | IEC-60825 Class 1 | - | - |
注：激光器功率为持续发光功率，实际平均功率将远低于此值。
应用场景
- 通用的同步定位与建图（SLAM）
- 环境扫描与 3D 重建
- 需要进行长时间连续工作的服务机器人、工业领域
- 家用看护/清洁机器人的导航与定位
- 通用的机器人导航与定位
- 智能玩具的定位与障碍物检测
规格信息
光学窗口
为确保 RPLIDAR S2 系列的正常工作，请确保外部系统设计时安排合理的空间供 RPLIDAR S2 系列发射与接收激光信号。外部系统对测距窗口的部分遮挡将在一定程度上影响 RPLIDAR S2 系列的测距性能和精度。如果有特殊需求或者需要采用透光材质对 RPLIDAR 进行包裹，请联系技术支持了解可行性。
请参考本文档的机械尺寸部分了解具体的光学测距窗口尺寸信息。
扫描数据坐标系定义
RPLIDAR S2 系列采用遵循左手法则的坐标体系，传感器正前方定义为坐标系的 x 轴，坐标系原点为测距核心的旋转中心，旋转角度随顺时针方向旋转增大。具体的坐标系定义如下图所示：
通讯与接口
S2、S2L、S2P
RPLIDAR S2、S2L、S2P 使用单独的 5V DC 电源同时为测距系统和电机系统供电。标准的 RPLIDAR S2、S2L、S2P 使用 XH2.54-5P 规范的公头插座，具体接口定义见下图：
| 色彩 | 信号名 | 类型 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 红 | VCC | 供电 | 总供电 | 4.9V | 5V | 5.2V |
| 黄 | TX | 输出 | 测距核心串口输出 | 0V | / | 3.5V |
| 绿 | RX | 输入 | 测距核心串口输入 | 0V | / | 3.5V |
| 黑 | GND | 供电 | 地线 | 0V | 0V | 0V |
| 蓝 | NC | / | 雷达内未使用建议接地 | / | / | / |
供电接口
RPLIDAR S2、S2L、S2P 采用唯一的外部供电同时驱动测距核心以及旋转扫描的电机系统。外部系统需要确保该供电电源的电流输出能力以及纹波特性确保雷达正常使用。
| 项目 | 单位 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 供电电压 | 伏特（V） | 4.9 | 5 | 5.2 | 供电不足会导致测距不准 |
| 供电电压纹波 | 毫伏（mV） | - | - | 150 | 电源噪声过大可能导致雷达辐射增加 |
| 系统启动电流 | 毫安（mA） | - | 1500 | - | 电机启动需要比较大的电流 |
| 供电电流 | 毫安（mA） | - | 500 | 600 | 5V 供电，10Hz 扫描频率 |
注：供电不足可能导致测距不准和冷机启动时电机转速不够，建议为雷达提供充足供电，当雷达正常工作时雷达对外接口处测得的电压大于 5V。
数据通讯接口
RPLIDAR S2、S2L、S2P 通讯接口采用 3.3V 电平的串口(UART)。其传输速率和协议指标如下表所示：
| 项目 | 单位 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 波特率 | M | - | 1 | - | - |
| 工作模式 | - | - | 8 位数据，1 位停止位 | - | 8n1 |
| 输出高电平 | 伏特（V） | 2.9 | 3.3 | 3.5 | 输出信号高电平电压值 |
| 输出低电平 | 伏特（V） | - | - | 0.4 | 输出信号低电平电压值 |
| 输入高电平 | 伏特（V） | 2.4 | 3.3 | 3.5 | 输入信号高电平电压值 |
| 输入低电平 | 伏特（V） | 0 | - | 0.4 | 输入信号低电平电压值 |
S2E
数据通讯接口
S2E 使用 ETHERNET UDP 方式通讯，使用 RJ45 接口。其传输标准和速率如下表所示：
| 接口 | 标准 | 速率 |
|---|---|---|
| 以太网 | 802.3/802.3u | 10/100M |
网口接口
供电接口
| 位置 | 信号名 | 类型 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | VCC | 供电 | 系统供电 | 9V | 12V | 28V |
| 2 | GND | 供电 | 同步输出 | - | 0V | - |
| 3 | NA | 悬空 | 不可接地或连接其他电 | - | - | - |
| 4 | NA | 悬空 | 不可接地或连接其他电 | - | - | - |
供电接口规格
S2E 采用唯一的外部供电同时驱动测距核心以及使得测距核心旋转的电机系统。外部系统需要确保该供电电源的电流输出能力以及纹波特性以确保雷达正常使用。
| 项目 | 单位 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 供电电压 | 伏特（V） | 9 | 12 | 28 | 供电不足会导致测距不准 |
| 供电电压纹波 | 伏特（V） | - | - | ±3%1 | 电源噪声过大可能导致雷达辐射增加 |
| 启动电流 | 毫安（mA） | - | 1200 | 1500 | 12V 供电，低电压启动需要比较大的电流 |
| 工作电流 | 毫安（mA） | - | 200 | 220 | 12V 供电 |
注1：供电电压纹波=供电电压*3%
扫描电机控制
RPLIDAR S2 系列内部带有闭环电机控制系统，能够实现比较精确的旋转速度控制。用户可以通过发送电机转速设置指令改变电机的旋转速度。
注： RPLIDAR S2 系列的电机不能单独启动和停止，必须使用相应的雷达扫描命令来控制。如想控制雷达旋转速度，请为雷达提供充足供电。
其他参数
| 项目 | 单位 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 重量 | S2、S2L、S2P | 克（g） | - | 185 | - |
| S2E | 克（g） | - | 190 | - | |
| 启动温度 | 摄氏度（℃） | 0 | - | - | |
| 工作温度范围 | 摄氏度（℃） | -10 | 25 | 50 | |
| 存储温度 | 摄氏度（℃） | -20 | 25 | 60 | |
机械尺寸
RPLIDAR S2、S2L、S2P 装配体的尺寸规格请参考下图：
RPLIDAR S2E 装配体的尺寸规格请参考下图：
上位机软件说明
- 雷达连接转接板，转接板通过 USB 连接电脑。
- 打开设备管理器，查看 CP210x 的 COM。
- 如果没有检测到该设备则需要下载 CP210x_Driver.zip 并安装驱动。
- 下载 robostudio.zip 并安装 robostudio，安装完后运行 RoboStudio.exe，注册账号并登陆。
- 打开RoboStudio界面，点击“文件”->“雷达”选项，左侧弹出雷达浮动窗口，在该窗口处点击鼠标右键，会出现两个选项，选择“手动连接雷达”。
- 选择好后，弹出如下弹窗，在USB处选择前面查看到的COM口，选择好后点击“连接”。
- 连接好后即可在窗口中看见雷达，点击左上角的三角形按钮，雷达开始进行扫描。
- 这时就可以在画面中看到雷达的扫描结果。
资料
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