TIM系列激光雷達參數：

一、測量原理

激光發射器發出激光脈沖，當激光碰到物體后，部分激光反射回激光接收器。通過計算發射接收脈沖時間差， 可以計算出距離值。 激光掃描器連續不停的發射激光脈沖，由旋轉的光學機構將激光脈沖按一定角度間隔（角度分辨率）發射至掃描角度內的各個方向而形成一個二維掃描面。

TiM5xx通過激光二極管(laser diode)發出脈沖激光束。如果其中一束激光脈沖擊中物體或人，就會在物體表面反射。反射在TiM5xx的接收機中由光電二極管檢測。

TiM5xx采用了SICK自行開發的HDDM / HDDM+技術(High Definition Distance Measurement，簡稱HDDM+)，該方法基于傳統的激光時間飛行（time-of flight）技術。在掃描器功耗極低的情況下，仍能做到很高可靠性。相比于傳統單脈沖測量方式，HDDM技術的每個測量點由多次激光脈沖的測量值取均值組成。TiM5xx計算從光束發射到接收反射所需的過境時間到物體的距離，這種“飛行時間測量”（time-of flight, TOF）的原理也被雷達系統以類似的方式使用。

HDDM的優勢∶

· 激光測量點之間無間隙

·對低反射率物體的檢測能力更強

· 抗環境粉塵及煙霧的干擾能力更強

·抗環境光干擾能力更強

二、激光掃描器的工作模式

● 檢測（Detection）

在掃描器的掃描范圍內，設置不同形狀的檢測區域，當掃描器檢測到有物體進入該區域時，通過開關量信號輸 出檢測結果。通常用于設備防撞、物體檢測、區域安防等。

● 測量（Ranging）

在掃描器的掃描范圍內，通過數據接口輸出每個激光脈沖測量點的距離及對應角度值，據此獲得二維輪廓值。 通常用于測量物體的外型輪廓及體積。TIM系列產品分為檢測型（TIM3XX）以及測量型（TIM5XX）。

三、掃描范圍

掃描在270°扇區上（-45°-225°）執行。

1、光下：TiM55x/TiM56x最大掃描范圍為10米，TiM57x/TiM58x為25米。能掃到物體反射率> 50%的自然表面（例如白色的房子墻）。

2、暗面：掃描范圍為8 m，反射率>10%。

四、掃描頻率

TiM5xx的掃描頻率為15hz，即每秒執行15個測量過程，并通過以太網接口實時持續提供測量結果。測量方法是從多個脈沖形成一個平均值，以確定單個測量值。在1°(TiM55x)和0.33°(TiM56x/TiM57x/TiM58x)的角度分辨率下，84次測量的平均值形成一個測量點。

五、電氣安裝

1、各接口及其連接

TiM561可以使用Ethernet或者USB 2.0（輔助）接口傳輸數據。

①“電源/輸出”連接：

②以太網連接：

③可選附件：

2、傳感器的安裝對準

　　將TIM掃描角的90°軸對準需要監控的區域中心。設備光學外罩上的“?”標記指示了90°的位置。 （TIM掃描范圍： -45～225度）

在 TIM 外殼上紅圈的位置，有個菱形標記，表示掃描平面的水平位置。

3、供電電壓

TiM5xx的供電電壓要求為9-28V之間的直流電源（根據IEC 60364-4-41標準穩定的保護超低電壓[SELV]）。電源必須能夠提供至少5W的功率。

4、注意事項

• 打開USB插口蓋或連接USB線后，TiM5xx不得與濕氣、灰塵接觸。此時，TiM5xx不對應任何指定的IP框等級。

• 使用USB連接提供的密封，以防止與水分和污垢接觸。

• 操作USB接口時，可能受到ESD/EMC干擾，導致USB連接中斷。若要繼續數據傳輸，請斷開USB線纜與TiM5xx的連接，并重新連接以建立聯系。如果需要重新建立TiM5xx與PC的通信，請在SOPAS配置軟件中選擇“communication > GO ONLINE”。

• TiM5xx與其他設備的電氣連接只能在系統不帶電時連接或斷開，否則可能導致設備損壞。

• TiM5xx的所有連接線長度不得超過3m，以確保與CE一致。

• 應根據適用的標準選擇和執行來自客戶電力系統的供電電纜的導電截面。

• 從電源角度出發，在電源電纜開始處外接0.8 A延時保險絲保護TiM5xx。

• 所有連接到TiM5xx的電路必須設計為SELV或PELV電路(SELV =安全特低電壓，PELV =保護特低電壓)。

• 當設置啟動設備與5針M12公連接器，不要電線預留針(如錫焊柱)!?在連接工作完成并仔細檢查接線工作后，方可接通TiM5xx的電源電壓。

六、測量值輸出

• 以下所有電報示例均參考CoLa-A協議。

1、電報（通信格式）

TiM5xx發出的電報語法中的各個部分用一個空格（ASCII碼32,20h）隔開，這在向TiM5xx發出的請求中也是必要的。

（1）二進制電報 (CoLa B)

二進制電報是掃描儀的基本協議。所有值都是十六進制代碼，并分組為兩個數字對(= 1字節)。該字符串由四部分組成：報頭、數據長度、數據、校驗和(CS)。

①報頭：4 × STX (02 02 02 02)表示電報的開始。

②數據長度：通過指示第三部分中的數字對的數量來定義數據部分(命令部分)的大小。數據長度本身的大小是4個字節，這意味著數據部分最多可以有168 = 4294967295個數字對。

③數據：包括將字母和字符轉換為十六進制的實際命令(根據ASCII圖表)，以及轉換為十六進制的十進制數字或具有特定內在含義的固定十六進制值的參數(無轉換)。命令和參數之間總是有一個空白(20)，但不同的參數值之間沒有。校驗和最終用于驗證電報是否已被正確傳輸。

④校驗和：長度為1字節，CRC8。用異或運算計算。

• CRC：循環冗余校驗碼(Cyclic Redundancy Check)，是數據通信領域中最常用的一種查錯校驗碼，其特征是信息字段和校驗字段的長度可以任意選定。循環冗余檢查（CRC）是一種數據傳輸檢錯功能，對數據進行多項式計算（例如CRC-8：x8 + x2 + x + 1），并將得到的結果附在幀的后面，接收設備也執行類似的算法，以保證數據傳輸的正確性和完整性。從性能上和開銷上考慮，均遠遠優于奇偶校驗及算術和校驗等方式。

（2）ASCII電報 (CoLa A)

ASCII電報是二進制電報的替代。由于ASCII電報的字符串長度可變，當使用帶有PLC（可編程邏輯控制器）的掃描儀時，建議使用二進制電報。

ASCII電報的優點是命令可以明文寫入。字符串只由兩部分組成：框架和數據部分。

幀用<STX>和<ETX>指示每個電報的開始和停止。數據部分包括帶有字母和字符(明文)的實際命令、十進制（需要特殊指示符）或十六進制（例如：頻率為25Hz = +2500(十進制)= 09C4 (十六進制)）的參數值以及具有特定內在含義的固定十六進制值。由于前導零被刪除，所有命令部分和參數部分之間總是需要一個空格。

注意：無論發送的代碼是什么，設備都將確認參數值始終為十六進制代碼。

作為CoLa A中的另一種選擇，根據用戶的偏好，所有值都可以直接用十六進制編寫。然而，這意味著所有字母和字符的1:1轉換，包括數字和通過ASCII圖表的固定十六進制值。

2、變量類型

變量類型是在測量數據輸出電報的語法中給出的。以下是可能的變量類型：

• 表中“Length”列中的信息指的是數值參數的二進制傳輸。

• 表中“Value range”列中的信息指的是變量類型在數學上可能的值范圍。參數的實際取值范圍可能有所不同。（見后文測量值輸出格式）

3、命令基礎

4、測量值的請求

接通電源電壓后，TiM5xx初始化，綠色LED將亮起，表示它已準備好運行。TiM5xx開始準備自動測量。它以15赫茲的頻率連續掃描視野內的周圍輪廓。它通過覆蓋以前的值，不斷地將每個測量過程(掃描)中確定的值保存在其測量值存儲器中。

（1）單個輸出測量值

如果需要測量過程中的數據，TiM5xx將發送最近一次掃描的測量值。

請求：

?<STX>sRN LMDscandata<ETX>

TiM5xx應答：

?<STX>sRA LMDscandata (內容見技術信息文檔第24頁第5.3章測量值輸出）<ETX>

電報結構：sRN LMDscandata

電報的部分描述變量類型長度（字節）值的范圍

命令類型	請求(按名稱讀取SOPAS)	字符串string	3	sRN
命令	數據請求	字符串string	11	LMDscandata

（2）連續輸出測量值

如果需要來自正在進行的測量過程的數據，TiM5xx發送來自連續掃描的測量值，直到使用相同的電報再次停止測量值的輸出。

①開始輸出

請求：

?<STX>sEN LMDscandata 1<ETX>

TiM5xx應答 (確認請求)：

?<STX>sEA LMDscandata 1<ETX>

TiM5xx應答 (測量值輸出)：

?<STX>sSN LMDscandata (內容見技術信息文檔第24頁第5.3章測量值輸出）<ETX>

②停止輸出

請求：

?<STX>sEN LMDscandata 0<ETX>

TiM5xx應答 (確認請求)：

?<STX>sEA LMDscandata 0<ETX>

電報結構：sEN LMDscandata MeasurementStartStop

電報的部分描述變量類型長度（字節）值的范圍

命令類型	請求(按名稱讀取SOPAS)	字符串string	3	sEN
命令	數據請求	字符串string	11	LMDscandata
MeasurementStartStop		枚舉Enum8	1	0-停止 1-開始

5、登錄必需的用戶級別

七、使用方法

1、SOPAS Engineering Tool V3 軟件

SOPAS Engineering Tool V3軟件可以用于配置傳感器參數，或者進行測試。在Windows上裝好軟件后通過USB接口連接TiM561，第一次會提示安裝對應的SOPAS驅動SDD (SOPAS device driver) 。

2、在下拉菜單中選擇“打開設備窗口”，將會彈出TiM561設備的界面，可以在這個界面中對傳感器的參數進行一些配置，或是查看激光數據。

3、當我們更改了某些參數后有兩種保存方式：點擊SOPAS工具欄上的“Download all parameters to device” ，將設置保存到設備RAM中（掉電丟失，用于調試時使用）。點擊“Save Permanently” （第二個畫圈的圖標）， 將參數設置保存到設備中非易失性存儲器中，掉電不丟失。

4、TIM561除了能輸出距離值，還可以將反射率數據輸出。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的TIM系列激光雷达的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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