RPLIDARA2，是SLAMTEC公司开发的新一代低成本二维激光雷达（LIDAR），它具有每秒高达4000次的高速激光测距采样能力。并配备了SLAMTEC独有的光磁融合（OPTMAG）专利技术，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 A2可以实现在二维平面的6米半径范围内进行360度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。  

RPLIDAR A2的典型旋转频率为10hz (600rpm)，在典型旋转频率下可以实现0.9°的角度分辨率。并可随用户需求，在5-15hz范围内任意调整转转频率。

得益于SLAMTEC的高性能激光三角测距系统，RPLIDR A2在各种室内环境以及无日光直接照射的室外环境下均表现出色。同时，每一台RPLIDAR A2均在出厂前经过了严格检测，确保所发射激光功率符合FDA Class I 人眼安全等级。

用户群体

本系统适用于如下领域：  

1、通用的同步定位与建图(SLAM)

2、环境扫描与3D重建  

3、需要进行长时间连续工作的服务机器人、工业领域

4、家用看护/清洁机器人的导航与定位

5、通用的机器人导航与定位

6、智能玩具的定位与障碍物检测

功能介绍

系统构成及连接

RPLIDAR A2主要包括激光测距核心以及使激光测距核心高速旋转的供电与机械部分。正常工作时，测距核心将开始顺时针旋转扫描。用户可以通过RPLIDAR的通讯接口获取RPLIDAR的扫描测距数据，并通过PWM对旋转电机的启动、停止以及旋转速度进行控制。

RPLIDAR A2系统构成示意图

RPLIDAR A2自身带有转速检测与自适应系统，扫描时角分辨率会自动随着实际旋转频率做出调整。RPLIDAR不需要使用者为其提供复杂的供电系统，这样便降低了总体成本。如果需要了解当前雷达的实际转速，外部系统可以通过通讯接口来获取相关数据。  具体的供电与通讯接口的信息请参考后文的规格信息。

工作原理和使用

RPLIDAR采用了激光三角测距技术，再配合SLAMTEC研发的高速视觉采集处理机构，它可进行每秒高达4000次的测距动作。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的视觉采集系统接收，然后经过嵌入在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。

RPLIDAR A2工作原理示意图  

在电机机构的驱动下，RPLIDAR的测距核心将顺时针旋转，从而实现对周围环境的360度全方位扫描测距检测。

RPLIDAR扫描所得环境示意图

安全性与适用范围

RPLIDAR系统采用低功率的红外线激光器作为发射光源，并采用调制脉冲方式驱动，激光器仅在极短的时间内进行发射动作。因而可以确保对人类及宠物的安全性，可以达到Class I级别的激光器安全标准。  调制的激光可以有效地避免在测距扫描过程当中的环境光与日光的干扰，因此可以在室内环境以及无阳光直射的室外环境下正常使用。

输出数据

在RPLIDAR工作时，每次采样的数据将通过通讯接口输出。每个采样点的数据将包括如下的信息。如果需要具体的数据格式和通讯接口的协议，请与SLAMTEC联系。

RPLIDAR采样点数据帧

RPLIDAR在不断的输出中包含了上述信息的采样点数据帧。外部系统可以通过发送控制指令使RPLIDAR停止输出数据，或者对输出数据的格式进行配置。具体的操作请与SLAMTEC联系。  

高速采样协议与协议兼容性  

RPLIDAR A2使用新扩充的高速采样协议进行4000次/秒的激光扫描测距数据输出。用户必须更新对应的SDK或者改写原有的驱动程序，并使用新的高速采样协议来使用RPLIDAR A2的4000次/秒采样模式。请参考对应的协议文档了解详情。  RPLIDAR A2兼容所有先前RPLIDAR A1型号所使用的通讯协议，用户可以直接替换先前型号的RPLIDAR，并直接用于原有的系统当中。但此时RPLIDAR A2将工作于兼容模式下，系统进行2000次/秒的激光测距。  

自我保护和状态检测

在RPLIDAR工作过程中，为了避免因故障导致设备自身出现损害，并且确保激光器时刻在<3mW的安全输出范围内工作，RPLIDAR带有激光器功耗检测以及传感器健康检查逻辑。在以下故障发生时，RPLIDAR将自动停止扫描工作，并且关闭激光发射器，以避免对自身及外界造成损伤。

1、       激光器发射功率超过限定值

2、       激光器无法正常点亮

3、       雷达扫描系统转速不稳定

4、       雷达扫描系统转速过低

5、       激光信号传感器工作异常

外部系统可以通过通讯接口查询当前系统的工作状态，并且可以尝试重启RPLIDAR来恢复工作。

开发工具与支持

为了方便用户使用RPLIDAR进行产品开发并加速开发周期，SLAMTEC提供了图形化调试界面终端以及可以运行于x86 windows、x86 Linux、arm Linux等平台下的SDK开发包。具体信息请联系SLAMTEC。

Framgrabber图形化调试界面

规格参数

测量性能（仅针对型号A2M3/A2M4）

PLIDAR性能表

*注：三角测距系统距离分辨率将随着实际距离值变化，PLIDAR的理论具体变化情况如下图所示：

PLIDAR测距系统距离分辨率随实际距离变化趋势图

激光功率信息（仅针对型号A2M4）

PLIDAR光学信息表

*注：激光器功率为持续发光功率，实际功率将远低于此值。

光学窗口

为确保RPLIDAR A2的正常工作，请确保外部系统设计时安排合理的空间供RPLIDAR A2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 A2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SLAMTEC了解可行性。    

光学窗口示意图  

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 A2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：

RPLIDAR扫描数据坐标系定义

通讯与接口

RPLIDAR A2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 A2使用XH2.54-5P规范的公头插座，具体接口定义见下图：

RPLIDAR电源接口定义示意图

RPLIDARA2对外接口信号定义

供电接口

RPLIDAR A2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确保雷达正常使用。

仅针对型号A2M3/A2M4

RPLIDAR供电规格参数

数据通讯接口

RPLIDAR A2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：

RPLIDAR串口接口规格信息

扫描电机控制

RPLIDAR A2内部带有具有可调速功能的电机驱动器，可通过接口中的MOTOCTL信号对旋转电机的启动、停止以及旋转速度进行控制。MOTOCTL可视为特定频率和占空比的PWM信号，此时电机的旋转速度将取决于输入MOTOCTL PWM信号的占空比。

下表为MOTOCTL对输入PWM信号的特性要求：

RPLIDAR  MOTOCTL对输入PWM信号特性要求 ：

*注：典型值为在雷达旋转频率为10Hz的时候测得，具体每台雷达在同样的转动速度下，PWM占空比可能存在少量差异。

如果外部系统仅需要控制电机的启动和停止，可直接使用高低电平的直流信号驱动MOTOCTL。此时，当MOTOCTL为低电平信号时，RPLIDAR A2将停止旋转扫描动作。当MOTOCTL为高电平时，RPLIDAR A2将以电机的最快转速转动。

其他参数 （仅针对型号A2M3/A2M4）

RPLIDAR其他参数表

机械尺寸

RPLIDAR A2装配件的尺寸挂个请参考下图：

RPLIDAR机械尺寸图

修订历史

价格

思岚官方淘宝店价格：￥3276.00

奥松代理商价格：￥2800.00

DFROBOT代理商价格：＄448.00

点评

SLAMTEC推出的RPLIDARA2，是服务机器人自主定位导航领域具有里程碑意义的产品革新。它具有每秒高达4000次的高速激光测距采样能力。并配备了SLAMTEC独有的光磁融合（OPTMAG）专利技术，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。