Hokuyo URG-04LX-UG01 LiDAR

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider

Abbildung 1: Der Lidar URG-04LX

Einleitung

Der Hokuyo URG-04LX-UG01 ist ein Lasersensor für Flächenscans. Die Lichtquelle des Sensors ist ein Infrarotlaser mit einer Wellenlänge von 785 nm und Lasersicherheit der Klasse 1. Der Scanbereich ist ein 240º-Halbkreis mit einem maximalen Radius von 4000 mm. Der Neigungswinkel beträgt 0,36º und der Sensor gibt die an jedem Punkt gemessene Entfernung aus (683 Schritte). Der Laserstrahldurchmesser beträgt weniger als 20 mm bei 2000 mm mit einer maximalen Divergenz von 40 mm bei 4000 mm. Das Prinzip der Entfernungsmessung basiert auf der Berechnung der Phasendifferenz, wodurch eine stabile Messung mit minimalem Einfluss der Farbe und Reflexion des Objekts möglich ist.

Abb. 2: Sichtbereich des URG-04LX

Abb. 2 zeigt den Sichtbereich des Sensors auf ein weißes Ziel der Größe 70 mm x 70 mm. Die Reichweite variiert abhängig von Größe und Reflektionseigenschaften des Objektes.

Technische Daten

Name des Produkts	Laser Entfernungsmesser
Lichtquelle	Halbleiter Laserdiode (Wellenlänge 785 nm) Laser Klasse 1 (IEC60825-1)
Versorgungsspannung	5 V DC ±5 %, USB Versorgung
Maximale Reichweite	0,002 m bis 5,6 m
Stromaufnahme	500 mA (800 mA Anlaufstrom)
Messbereich	0,006 m bis 4 m
Messauflösung	0,001 m
Genauigkeit (20 mm - 1000 mm)	± 0,03 m
Genauigkeit (1000 mm - 4000 mm)	± 3 %
Horizontaler Scanwinkel	240 °
Winkelauflösung	0,36 °
Anzahl Scanschritte	683
Scangeschwindigkeit	100 ms/scan
Schnittstelle	USB-Mini (5 Pin) 2.0 FS Modus mit 12 Mbps, Kommunikationsprotokoll SCIP2.0
Umgebungstemperatur	-10 °C - 50 °C
Umgebungsluftfeuchte	≤85 %
Lagertemperatur	-25 °C - 75 °C
Umgebungslichtbeständigkeit	10000 Lx
Vibrationsbeständigkeit	Doppelte Amplitude 1,5 mm bei 10 Hz – 55 Hz, jeweils 2 Stunden in X-, Y- und Z-Richtung und $98\,m/s^2$ bei 55 Hz – 150 Hz in 2-Minuten-Sweep, jeweils 1 Stunde in X-, Y- und Z-Richtung
Beschleunigungsbeständigkeit	$196\,m/s^2$, 10 Mal each in X, Y and Z Richtung
Schutzklasse	Optik: IP64 Gehäuse: IP40
Isolationswiderstand	10 MΩ für 500 V DC
Gewicht	160 g
Gehäuse	Polycarbonat
Abmessung (BxTxH)	50 mm x 50 mm x 70 mm(s. Technische Zeichnung)
Baujahr	2010

Qualitätsreferenzwert

Eigenschaft	Daten
Vibrationsfestigkeit im Betrieb	$19,6\,m/s^2$ bei 10 Hz – 150 Hz mit 2-Minuten-Sweep, jeweils 0,5 Stunden in X-, Y- und Z-Richtung
Stoßfestigkeit im Betrieb	$49\,m/s^2$, 10 Mal je in X-, Y- and Z-Richtung
Winkelgeschwindigkeit	360 °/s
Winkelbeschleunigung	$\pi/2\,rad/s^2$
Lebensdauer	5 Jahre
Lautstärke	25 dB bei 300 mm Abstand

Wichtige Bedienhinweise

• Die Versorgungsspannung beträgt 5 Volt Gleichstrom. Der Sensor wird beschädigt, wenn eine hohe Spannung angelegt wird.
• Die USB-Busleistung reicht beim Start von URG-04LX-UG01 auf einigen PCs möglicherweise nicht aus.
• Verwenden Sie das mit dem Sensor mitgelieferte Zusatzkabel, um das Problem zu vermeiden.
• Der maximale Datenschritt beträgt 683 Punkte. Die Winkelauflösung des Sensors beträgt 0,3515625 ° (360 °/1024 Schritte) und der Winkelbereich beträgt (683 °-1 °)·360 °/1024 Schritte = 239,765625 °.
• Die Winkelauflösung kann vom Host angegeben werden. Weitere Informationen finden Sie in der Kommunikationsprotokollspezifikation.
• Der USB-Treiber ist eine Kommunikationsgeräteklasse (CDC), die vom Standardbetriebssystem unterstützt wird. Das Gerät wird als COM-Port mit demselben Dienstprogramm verbunden.
• Plug-and-Play-Funktion wird nicht unterstützt.

Weiterführende Links

• Hokuyo_Lidar_Objekterkennung_mit_Matlab/Simulink
• Hokuyo_URG-04LX-UG01_Matlab_Beispiel
• Kommunikation_Hokuyo_LiDAR
• Lidar Einführung
• Anleitung_zur_Erstellung_einer_S-Funktion_für_Hokuyo_URG-04LX-UG01

SVN

• SVN: SW und Datenblätter
• URG Driver for Win
• URG Data Viewer (UrgBenriStandard 1.8.1)

Datenblätter

• Datenblatt
• Kommunikationsprotokoll
• Technische Zeichnung