YDLIDAR GS2 DEVELOPMENT Linear Array Solid LiDAR Sensor Användarmanual

Skanningsläge: När GS2 är i skanningsläge slår avståndsenheten på lasern. När GS2 börjar fungera går den kontinuerligtampläser den externa miljön och matar ut den i realtid efter bakgrundsbearbetning.
Stoppläge: När GS2 körs med ett fel, som att slå på skannern, lasern är avstängd, motorn roterar inte, etc. GS2 kommer automatiskt att stänga av avståndsmätenheten och återkoppla felkoden.

Mätprincip
GS2 är en kortdistans solid-state lidar med en räckvidd på 25-300 mm. Den består huvudsakligen av en linjelaser och en kamera. Efter att enradslasern sänder ut laserljuset, fångas det av kameran. Enligt den fasta strukturen hos lasern och kameran, i kombination med principen om trianguleringsavståndsmätning, kan vi beräkna avståndet från objektet till GS2. Enligt kamerans kalibrerade parametrar kan vinkelvärdet för det uppmätta objektet i lidarkoordinatsystemet vara känt. Som ett resultat har vi erhållit fullständiga mätdata för det uppmätta objektet.

Punkt O är ursprunget till koordinaterna, det lila området är vinkeln på view av den högra kameran, och det orange området är vinkeln på view av den vänstra kameran.

Med mod-interpunktionen som koordinatorigin är fronten koordinatsystemets riktning 0 grader, och vinkeln ökar medurs. När punktmolnet matas ut är ordningen på data (S1~S160) L1~L80, R1~R80. Vinkeln och avståndet som beräknas av SDK är alla representerade i koordinatsystemet medurs.

SYSTEMKOMMUNIKATION

Kommunikationsmekanism
GS2 kommunicerar kommandon och data med externa enheter via serieporten. När en extern enhet skickar ett systemkommando till GS2, löser GS2 systemkommandot och returnerar ett motsvarande svarsmeddelande. Enligt kommandoinnehållet växlar GS2 motsvarande arbetsstatus. Baserat på innehållet i meddelandet kan det externa systemet analysera meddelandet och erhålla svarsdata.

Systemkommando
Det externa systemet kan ställa in motsvarande arbetsstatus för GS2 och skicka motsvarande data genom att skicka relaterade systemkommandon. Systemkommandona som utfärdas av GS2 är följande:

SCHEMA 1 YDLIDAR GS2 SYSTEMKOMMANDAND

Systemkommando	Beskrivning	Lägesväxling	Svarsläge
0×60	Få enhetens adress	Stoppläge	Enstaka svar
0×61	Erhålla enhetsparametrar	Stoppläge	Enstaka svar
0×62	Hämta versionsinformation	Stoppläge	Enstaka svar
0×63	Börja skanna och mata ut punktmolndata	Skanningsläge	Kontinuerlig respons
0x64	Stoppa enheten, sluta skanna	Stoppläge	Enstaka svar
0x67	Mjuk omstart	/	Enstaka svar
0×68	Ställ in serieportens baudhastighet	Stoppläge	Enstaka svar
0×69	Ställ in kantläget (anti-brusläge)	Stoppläge	Enstaka svar

Systemmeddelanden
Systemmeddelandet är ett svarsmeddelande som systemet återkopplar baserat på det mottagna systemkommandot. Enligt olika systemkommandon är också svarsläget och svarsinnehållet i systemmeddelandet olika. Det finns tre typer av svarslägen: inget svar, enstaka svar, kontinuerligt svar.
Inget svar betyder att systemet inte returnerar några meddelanden. Ett enda svar indikerar att systemets meddelandelängd är begränsad och svaret avslutas en gång. När systemet är kaskadkopplat med flera GS2-enheter, kommer vissa kommandon att få svar från flera GS2-enheter i följd. Kontinuerlig respons innebär att systemets meddelandelängd är oändlig och behöver skicka data kontinuerligt, till exempel när man går in i skanningsläget.

Enkelsvars-, multipelsvars- och kontinuerliga svarsmeddelanden använder samma dataprotokoll. Innehållet i protokollet är: pakethuvud, enhetsadress, pakettyp, datalängd, datasegment och kontrollkod, och matas ut genom serieportens hexadecimala system.

SCHEMA 2 YDLIDAR GS2 SKEMATISK DIAGRAM FÖR SYSTEMMEDDELANDEN DATAPROTOKOLL

Pakethuvud	Enhetsadress	Pakettyp	Svarslängd	Datasegment	Kontrollera koden
4 byte	1 byte	1 byte	2 byte	N byte	1 byte

Byte offset

Pakethuvud: Meddelandepakethuvudet för GS2 är märkt 0xA5A5A5A5.

Enhetsadress: GS2-enhetsadress, enligt antalet kaskader, är uppdelad i: 0x01, 0x02, 0x04;
Pakettyp: Se diagram 1 för typer av systemkommandon.

Svarslängd: Representerar längden på svaret
Datasegment: Olika systemkommandon svarar på olika datainnehåll och deras dataprotokoll är olika.

Kontrollera kod: kontrollera koden.

Notera: GS2-datakommunikationen använder small-endian-läget, låg ordning först.

DATAPROTOKOLL

Få kommandot Enhetsadress
När en extern enhet skickar detta kommando till GS2, returnerar GS2 ett enhetsadresspaket, meddelandet är:

I kaskadkoppling, om N enheter (upp till 3 stöds) är gängade, returnerar kommandot N svar vid 0x01, 0x02, 0x04, motsvarande 1-3 moduler respektive.

Definition: Adressen för modul 1 är 0x01, modul 2 är 0x02 och modul 3 är 0x04.

Kommandot Erhåll versionsinformation
När en extern enhet skickar ett skanningskommando till GS2, returnerar GS2 sin versionsinformation. Svarsmeddelandet är:

I fallet med kaskadkoppling, om N (max 3) enheter är seriekopplade, kommer detta kommando att returnera N svar, där adressen är adressen till den sista enheten.
Versionsnumret är 3 byte längd och SN numret är 16 byte längd.

Få enhetsparameterkommando
När en extern enhet skickar detta kommando till GS2, returnerar GS2 dess enhetsparametrar, och meddelandet är:

Om N enheter (upp till 3 stöds) är gängade i kaskad, returnerar kommandot N svar, motsvarande parametrarna för varje enhet.
K och B som tas emot av protokollet är av typen uint16, som måste konverteras till flytande typ och sedan divideras med 10000 XNUMX innan de sätts in i beräkningsfunktionen.

d_compensateK0 = (flytande)K0/10000.0f；
d_compensateB0 = (flytande)B0/10000.0f；
d_compensateK1 = (flytande)K1/10000.0f；
d_compensateB1 = (flytande)B1/10000.0f；

Bias är av typen int8, som måste konverteras till float-typ och divideras med 10 innan den ersätts i beräkningsfunktionen.

bias = (flyta)Bias /10；

Kommando

Skanna kommando

När en extern enhet skickar ett skanningskommando till GS2 går GS2 in i skanningsläge och matar kontinuerligt tillbaka punktmolndata. Meddelandet är: Kommando skickat: (Skicka adress 0x00, kaskad eller inte, startar alla enheter)

Kommandot mottaget: (I överlappande fall returnerar detta kommando bara ett svar, och adressen är den största adressen, till exempelample: No.3-enhet är kaskadkopplad och adressen är 0x04.)

Datasegmentet är punktmolndata som skannas av systemet, som skickas till serieporten hexadecimalt till den externa enheten enligt följande datastruktur. Datalängden för hela paketet är 322 byte, inklusive 2 byte miljödata och 160 avståndspunkter (S1-S160), som var och en är 2 byte, de övre 7 bitarna är intensitetsdata och de nedre 9 bitarna är avståndsdata . Enheten är mm.

Stoppkommando

När systemet är i skanningsläge har GS2 skickat punktmolndata till omvärlden. För att inaktivera skanningen vid det här tillfället, skicka detta kommando för att stoppa skanningen. Efter att ha skickat stoppkommandot kommer modulen att svara på svarskommandot och systemet går omedelbart in i viloläge. Vid denna tidpunkt är enhetens avståndsenhet i låg strömförbrukningsläge och lasern är avstängd.

Kommandosändning: (skicka adress 0x00, oavsett om det är kaskad eller inte, alla enheter kommer att stängas).

Vid kaskadkoppling, om N (max 3) enheter är anslutna i serie, kommer detta kommando endast att returnera ett svar, där adressen är adressen till den sista enheten, t.ex.ample: om 3 enheter är kaskadkopplade är adressen 0x04.

Ställ in kommandot Baud Rate

När den externa enheten skickar detta kommando till GS2 kan utgångsöverföringshastigheten för GS2 ställas in.

Kommando skickat: (sändningsadress 0x00, stöder endast inställning av överföringshastigheten för alla kaskadkopplade enheter till samma), meddelandet är:

Bland dem är datasegmentet överföringshastighetsparametern, inklusive fyra överföringshastigheter (bps), respektive: 230400, 512000, 921600, 1500000 motsvarande kod 0-3 (observera: den seriella anslutningen med tre moduler måste vara ≥921600, standard är 921600).

I fallet med kaskadkoppling, om N enheter (maximalt stöd 3) enheter är anslutna i serie, kommer kommandot att returnera N svar, motsvarande parametrarna för varje enhet, och adresserna är: 0x01, 0x02, 0x04.

Efter att ha ställt in baudhastigheten måste du mjukstarta enheten.

Ställ in Edge Mode (starkt anti-jamming-läge)
När den externa enheten skickar detta kommando till GS2 kan anti-jamming-läget för GS2 ställas in.

Kommandosändning: (sändningsadress, kaskadadress), meddelandet är:

kommandomottagning

Adress är adressen till modulen som måste konfigureras i kaskadlänken. Mode=0 motsvarar standardläget, Mode=1 motsvarar kantmoden (kärl vänd uppåt), Mode=2 motsvarar kantmoden (kärl nedåt). I kantläget är den fasta uteffekten av lidar 10HZ, och filtreringseffekten av omgivande ljus kommer att förbättras. Mode=0XFF betyder läsning, lidaren återgår till det aktuella läget. Lidar fungerar i standardläge som standard.

Ställ in modul 1: Adress =0x01
Ställ in modul 2: Adress =0x02
Ställ in modul 3: Adress =0x04

Systemåterställningskommando
När en extern enhet skickar detta kommando till GS2, kommer GS2 att göra en mjuk omstart och systemet återställs och startas om.
Kommandosändning: (sändningsadress, kan bara vara den exakta sammanlänkade adressen: 0x01/0x02/0x04)

Adress är adressen till modulen som måste konfigureras i kaskadlänken.

Återställ modul 1: Adress =0x01
Återställ modul 2: Adress =0x02
Återställ modul 3: Adress =0x04

DATAANALYS

Diagram 3 DATASTRUKTURBESKRIVNING

Innehåll	Namn	Beskrivning
K0(2B)	Enhetsparametrar	(uint16) Vänster kameravinkelparameter k0 koefficient (se avsnitt 3.3)
B0(2B)	Enhetsparametrar	(uint16) Vänster kameravinkelparameter k0 koefficient (se avsnitt 3.3)
K1(2B)	Enhetsparametrar	(uint16) Höger kameravinkelparameter k1 koefficient (se avsnitt 3.3)
B1(2B)	Enhetsparametrar	(uint16) Den högra kameravinkelparametern b1 koefficient (se avsnitt 3.3)
FÖRDOM	Enhetsparametrar	(int8) Den aktuella kameravinkelparameterns bias-koefficient (se avsnitt 3.3)
ENV(2B)	Miljödata	Omgivande ljusintensitet
Si(2B)	Avståndsmätningsdata	De lägre 9 bitarna är avståndet, de övre 7 bitarna är intensitetsvärdet

Avståndsanalys
Formel för avståndsberäkning: Avstånd = (_ ≪ 8|_) &0x01ff, enheten är mm.
Styrkeberäkning: Kvalitet = _ ≫ 1
Vinkelanalys
Riktningen för laseremission tas som fronten av sensorn, projektionen av lasercirkelns centrum på PCB-planet tas som origo för koordinaterna, och det polära koordinatsystemet etableras med den normala linjen för PCB-planet som 0-gradersriktningen. Medurs riktning ökar vinkeln gradvis.

För att konvertera originaldata som överförts av Lidar till koordinatsystemet i ovanstående figur krävs en serie beräkningar. Konverteringsfunktionen är som följer (för detaljer, se SDK):

Kontrollera kodanalys
Kontrollkoden använder en-byte-ackumulering för att kontrollera det aktuella datapaketet. Själva pakethuvudet och kontrollkoden med fyra bytes deltar inte i kontrolloperationen. Kontrollkodslösningsformeln är:

Kontrollsumma = ADD1()
= 1,2, … ,

ADD1 är den kumulativa formeln, det betyder att ackumulera siffrorna från nedsänkt 1 till slut i elementet.

OTA UPPGRADERING

Uppgradera arbetsflöde

Skicka protokoll

Diagram 4 OTA DATAPROTOKOLLFORMAT (LITEN ENDIAN)

Parameter	Längd (BYTE)	Beskrivning
Packet_Header	4	Datapakethuvud, fast som A5A5A5A5
Device_Address	1	Anger enhetens adress
Pack_ID	1	Datapaket-ID (datatyp)

Data_Len	2	Datalängd för datasegment, 0-82
Data	n	Data, n = Data_Len
Check_Sum	1	Checksumma, kontrollsumman för de återstående byten efter att rubriken har tagits bort

KABEL 5 OTA UPPGRADERINGSINSTRUKTIONER

Instruktionstyp	Pack_ID	Beskrivning
Start_IAP	0x0A	Skicka det här kommandot för att starta IAP efter påslagning
Running_IAP	0x0B	Kör IAP, överför paket
Complete_IAP	0x0C	Slut på IAP
ACK_IAP	0x20	IAP-svar
RESET_SYSTEM	0x67	Återställ och starta om modulen på den angivna adressen

Start_IAP-instruktion

Kommandosändning

Datasegment Dataformat:
Data[0~1]: Standard är 0x00;

DATA[2~17]: Det är en fast teckenverifieringskod:
0x73 0x74 0x61 0x72 0x74 0x20 0x64 0x6F 0x77 0x6E 0x6C 0x6F 0x61 0x64 0x00 0x00
Se att skicka meddelande

A5 A5 A5 A5 01 0A 12 00 00 00 73 74 61 72 74 20 64 6F 77 6E 6C 6F 61 64 00 00 C3

Kommandomottagning: På grund av FLASH-sektoroperationer är returfördröjningen lång och varierar mellan 80 ms och 700 ms)

Ta emot dataformat

Adress: moduladressen;
ACK: Standard är 0x20, vilket indikerar att datapaketet är ett bekräftelsepaket; Data[0~1]: Standard är 0x00;

Data[2]: 0x0A indikerar att svarskommandot är 0x0A;
Data[3]: 0x01 indikerar normal mottagning, 0 indikerar onormal mottagning;
Referens att ta emot:
A5 A5 A5 A5 01 20 04 00 00 00 0A 01 30

Running_IAP-instruktion

Kommandosändning

Den fasta programvaran kommer att delas under uppgraderingen, och de första två byten av datasegmentet (Data) indikerar förskjutningen av detta datasegment i förhållande till den första byten i den fasta programvaran.

Data[0~1]:Package_Shift = Data[0]+ Data[1]*256；
Data[2]~Data[17]: är en fast sträng verifieringskod:

0x64 0x6F 0x77 0x6E 0x6C 0x6F 0x61 0x64 0x69 0x6E 0x67 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 Data[18]~Data[81]: firmware data；
Se att skicka meddelande
A5 A5 A5 A5 01 0B 52 00 00 00 64 6F 77 6E 6C 6F 61 64 69 6E 67 00 00 00 00 00 +
(Data[18]~Data[81]) + Check_Sum

Kommandomottagning

Adress: is moduladressen;
ACK: Standard är 0x20, vilket indikerar att datapaketet är ett bekräftelsepaket;

Data[0~1] : Package_Shift = Data[0]+ Data[1]*256 indikerar firmwaredataförskjutningen för svaret. Det rekommenderas att bedöma offset som en skyddsmekanism när svaret detekteras under uppgraderingsprocessen.

Data[2]=0x0B indikerar att svarskommandot är 0x0B;
Data[3]=0x01 indikerar normal mottagning, 0 indikerar onormal mottagning;

Referens att ta emot
A5 A5 A5 A5 01 20 04 00 00 00 0B 01 31

Complete_IAP-instruktion

Kommandosändning

Data[0~1]: Standard är 0x00;
Data[2]~Data[17]: Det är en fast sträng verifieringskod:
0x63 0x6F 0x6D 0x70 0x6C 0x65 0x74 0x65 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00

Data[18]~Data[21]: krypteringsflagga, typ uint32_t, krypterad firmware är 1, icke-krypterad firmware är 0;

Se att skicka meddelande:
A5 A5 A5 A5 01 0C 16 00 00 00 63 6F 6D 70 6C 65 74 65 00 00 00 00 00 00 00 00 + (uint32_t krypteringsflagga) + Check_Sum

Kommandomottagning

Ta emot dataformat:

Adress: är moduladressen;
ACK: Standard är 0x20, vilket indikerar att datapaketet är ett bekräftelsepaket;
Data[0~1]: Standard är 0x00;

Data[2]: 0x0C indikerar att svarskommandot är 0x0C;
Data[3]: 0x01 indikerar normal mottagning, 0 indikerar onormal mottagning;
Se det mottagna meddelandet:
A5 A5 A5 A5 01 20 04 00 00 00 0C 01 32

RESET_SYSTEM Instruktion
Se kapitel 3.8 Systemåterställningskommando för detaljer.

Frågor och svar

F: Hur bedömer man att återställningen är framgångsrik efter att ha skickat återställningskommandot? Krävs fördröjning?
- A: Den framgångsrika exekveringen kan bedömas enligt svarspaketet för återställningskommandot; det rekommenderas att lägga till en fördröjning på 500 ms efter att ha mottagit svaret innan du utför efterföljande operationer.

F: Modul 4 tar emot en del serieportdata som inte överensstämmer med protokollet efter återställning, hur ska man hantera det?
- A: Power-on-loggen för modulen är en sträng av ASCII-data med 4 0x3E-rubriker, som inte påverkar den normala dataparsningen med 4 0xA5-rubriker och kan ignoreras. På grund av den fysiska länken kan loggarna för nr 1 och nr 2 moduler inte tas emot.
F: Hur hanterar man om uppgraderingsprocessen avbryts av ett strömavbrott och omstart?
- A: Skicka kommandot Start_IAP igen för att återuppgradera.
F: Vad är den möjliga orsaken till den onormala uppgraderingsfunktionen i kaskadtillståndet?
- A: Bekräfta om den fysiska länken är korrekt, till exempel om punktmolndata från de tre modulerna kan tas emot;
- Bekräfta att adresserna för de tre modulerna inte står i konflikt, och du kan försöka tilldela adresserna på nytt;
- Återställ modulen som ska uppgraderas och starta sedan om försöket;
Q: Varför är den lästa versionsnummer 0 efter kaskaduppgraderingen?
- A: Det betyder att moduluppgraderingen misslyckades, användarna måste återställa modulen och sedan uppgradera igen.

UPPMÄRKSAMHET

Under kommandointeraktion med GS2, förutom kommandot stopp skanning, kan andra kommandon inte interageras i skanningsläge, vilket lätt kan leda till meddelandetolkningsfel.
GS2 kommer inte automatiskt att börja mäta när strömmen slås på. Den måste skicka ett startskanningskommando för att gå in i skanningsläget. När du behöver stoppa avståndet, skicka ett kommando för att stoppa skanningen för att stoppa skanningen och gå in i viloläge.

Starta GS2 normalt, vår rekommenderade process är:
Första steget:
skicka kommandot Get Device Address för att få adressen till den aktuella enheten och antalet kaskader, och konfigurera adressen;
Andra steget:
skicka kommandot get version för att få versionsnumret;
Tredje steget:
skicka ett kommando för att erhålla enhetsparametrar för att erhålla vinkelparametrarna för enheten för dataanalys;
Fjärde steget:
skicka ett startskanningskommando för att få punktmolndata.
Förslag för design av ljusgenomsläppande material för GS2 perspektivfönster:
Om frontluckans perspektivfönster är designat för GS2, rekommenderas det att använda infrarödgenomsläpplig PC som sitt ljusgenomsläppliga material, och det ljusgenomsläppande området måste vara plant (planhet ≤0.05 mm), och alla områden i Planet ska vara transparent i 780nm till 1000nm bandet. Ljushastigheten är större än 90 %.
Den rekommenderade proceduren för att upprepade gånger slå på och av GS2 navigationskortet:
För att minska strömförbrukningen för navigationskortet, om GS2 behöver slås på och stängas av upprepade gånger, rekommenderas det att skicka ett stoppavsökningskommando (se avsnitt 3.5) innan avstängning och sedan konfigurera TX och RX för navigationskort till hög impedans. Dra sedan VCC lågt för att stänga av den. Nästa gång strömmen slås på drar du först upp VCC, konfigurerar sedan TX och RX som normala ut- och ingångslägen, och utför sedan kommandointeraktion med linjelasern efter en fördröjning på 300 ms.

Om den maximala väntetiden efter varje GS2-kommando skickas:
- Hämta adress: delay 800ms, get version: delay 100ms;
- Hämta parametrar: fördröjning 100ms, börja skanna: fördröjning 400ms;
- Stoppa skanning: fördröjning 100ms, ställ in baudhastighet: fördröjning 800ms;
- Ställ in kantläge: fördröjning 800ms, start OTA: fördröjning 800ms;

REVIDERA

Datum	Version	Innehåll
2019-04-24	1.0	Skriv ett första utkast
2021-11-08	1.1	Ändra (Ändra protokollramverket för att slå samman vänster och höger kameradata; Förslag för att lägga till perspektivfönstermaterial; Lägga till baudhastigheten inställningskommando)
2022-01-05	1.2	Ändra mottagningsbeskrivningen av kommandot för att få enhetens adress och beskrivningen av vänster och höger kameror
2022-01-12	1.3	Lägg till kantläge, komplettera K, B, BIAS beräkningsbeskrivning
2022-04-29	1.4	Ändra beskrivningen av kapitel 3.2: Kommandot Erhåll versionsinformation
2022-05-01	1.5	Ändra adresskonfigurationsmetoden för kommandot mjuk omstart
2022-05-31	1.6	1) Uppdatera avsnitt 3.7 2) Avsnitt 3.8 RESET-kommandot lägger till ett enda svar 3) Lade till kapitel 5 OTA-uppgradering
2022-06-02	1.6.1	1) Ändra arbetsflödet för OTA-uppgradering 2) Ändra Q&A för OTA

www.ydlidar.com

Dokument/resurser

YDLIDAR GS2 UTVECKLING Linjär Array Solid LiDAR-sensor [pdf] Användarmanual
GS2 DEVELOPMENT Linear Array Solid LiDAR-sensor, GS2 DEVELOPMENT, Linear Array Solid LiDAR-sensor, Array Solid LiDAR-sensor, Solid LiDAR-sensor, LiDAR-sensor, sensor

Referenser

Användarmanual

YDLIDAR GS2 UTVECKLING Linjär Array Solid LiDAR-sensor

ARBETSMEKANISM

SYSTEMKOMMUNIKATION

DATAPROTOKOLL

Kommando

DATAANALYS

OTA UPPGRADERING

Skicka protokoll

Start_IAP-instruktion

Running_IAP-instruktion

Complete_IAP-instruktion

Frågor och svar

UPPMÄRKSAMHET

REVIDERA

Dokument/resurser

Referenser

Lämna en kommentar

Avbryt svar