Hypersen HPS-3D160 Pro 3D Solid-state LiDAR

Zapytaj o cenę i dostępność na info(@)pronetkrakow.com.pl

Hypersen HPS-3D160 Pro 3D Solid-state LiDAR
Producent: Hypersen Technology Co., Ltd., Chiny

Hypersen HPS-3D160 Pro to przemysłowy, całkowicie półprzewodnikowy LiDAR 3D wykorzystujący technologię ToF (Time-of-Flight – pomiar czasu przelotu światła). Czujnik emituje impulsy światła podczerwonego i na podstawie czasu ich powrotu wyznacza odległość od obiektów znajdujących się w polu widzenia. W odróżnieniu od klasycznych skanujących LiDAR-ów urządzenie nie wykorzystuje mechanicznie obracających się elementów.

HPS-3D160 Pro wykorzystuje źródło światła VCSEL 850 nm oraz matrycę pomiarową o rozdzielczości 160 × 60 punktów, co pozwala na uzyskanie 9600 punktów pomiarowych w jednej klatce. Dane mogą być wykorzystywane do tworzenia map głębi oraz chmur punktów 3D.

Pole widzenia urządzenia wynosi 76° w poziomie × 32° w pionie, a maksymalna częstotliwość pomiarowa wynosi około 35 Hz i może być regulowana. Czujnik umożliwia definiowanie do 16 grup ROI (Region of Interest – obszarów zainteresowania), przy czym każda grupa może obejmować wiele obszarów pomiarowych.

Zakres pomiarowy zależy od współczynnika odbicia badanego obiektu:

0,25–3 m dla obiektu o współczynniku odbicia 10%,
0,25–8 m dla obiektu o współczynniku odbicia 90%.

Dla zakresu około 0,25–2 m producent podaje błąd pomiaru na poziomie ±2 cm, natomiast dla większych odległości, do 8 m, około ±1% mierzonej odległości. Czujnik jest przystosowany do pracy przy oświetleniu otoczenia do 80 000 lx.

HPS-3D160 Pro obsługuje tryby pomiarowe:

Simple-HDR,
Auto-HDR,
Super-HDR.

HDR (High Dynamic Range) pozwala zwiększyć użyteczny zakres pomiaru w sytuacjach, gdy w jednym obrazie występują obiekty o mocno różniących się właściwościach odbijania światła. Urządzenie posiada również wbudowane algorytmy przetwarzania, filtrowania i kompensacji danych.

Dane techniczne
technologia pomiarowa: ToF
konstrukcja: solid-state / bez elementów ruchomych
rozdzielczość: 160 × 60
liczba punktów: 9600 punktów/klatkę
pole widzenia: 76° × 32°
zakres: 0,25–8 m, zależnie od refleksyjności obiektu
dokładność: do ±2 cm
częstotliwość: do 35 Hz, regulowana
długość fali: 850 nm
zasilanie: DC 12–24 V
pobór mocy: około 3–5 W według aktualnej strony produktowej
temperatura pracy: -10°C do +55°C
temperatura przechowywania: -40°C do +85°C
wymiary: 78 × 40 × 30 mm
masa: około 110 g
stopień ochrony: IP67
interfejsy: USB, USB-IO, LAN oraz opcjonalnie RS-232
standardowe izolowane wejście/wyjście optyczne: 1 wejście / 1 wyjście.

Dostępne modele i wersje

W aktualnym katalogu Hypersen rodzina 3D Solid-state LiDAR obejmuje dwa podstawowe modele:

HPS-3D160 Pro

rozdzielczość 160 × 60,
9600 punktów na klatkę,
FOV 76° × 32°,
zasięg do 8 m.

HPS-3D640

rozdzielczość 640 × 480,
307 200 punktów na klatkę,
FOV około 68° × 55°,
zasięg do 5 m dla celu o refleksyjności 90%.

HPS-3D640 zapewnia więc wielokrotnie większą rozdzielczość przestrzenną, natomiast HPS-3D160 Pro oferuje większy deklarowany maksymalny zasięg.

Warianty HPS-3D160 Pro

Dokumentacja producenta dla wersji Pro identyfikuje również warianty:

HPS-3D160-U Pro,
HPS-3D160-L Pro,
HPS-3D160-I Pro.

Różnice dotyczą przede wszystkim interfejsów komunikacyjnych i wejść/wyjść. Dokumentacja wersji 1.5 wskazuje opcje LAN, USB i USB-IO oraz różną konfigurację izolowanych I/O dla wariantów U, I i L.

Należy jednak zaznaczyć, że aktualna strona Hypersen nie prezentuje już U, L i I jako oddzielnych produktów, lecz podaje jeden model HPS-3D160 Pro z dostępnymi interfejsami USB, RS-232, USB-IO i LAN.

Oprogramowanie wymagane do działania

Sam czujnik posiada wbudowany procesor i algorytmy przetwarzania danych, dlatego podstawowe obliczenia odległości wykonywane są bezpośrednio przez urządzenie. Do komunikacji z komputerem, systemem przemysłowym lub własną aplikacją potrzebne jest jednak oprogramowanie komunikacyjne albo integracja poprzez SDK.

1. Oprogramowanie klienckie Hypersen

Producent udostępnia dokumentację dla dedykowanej aplikacji komputerowej opisanej jako:

HPS3D-160-pro Client Software

Oprogramowanie służy m.in. do komunikacji z czujnikiem, konfiguracji parametrów oraz wyświetlania danych pomiarowych. Oficjalne centrum pobierania Hypersen zawiera instrukcję „HPS3D-160-pro Client Software Operation Manual”.

W materiałach dotyczących wersji USB aplikacja występuje również jako HPS3D_Client / HPS-3D160.exe. Dla połączenia USB w systemie Windows może być wymagany odpowiedni sterownik urządzenia.

2. HPS3D SDK

Do integracji czujnika z własnym oprogramowaniem wykorzystywany jest HPS3D SDK – Software Development Kit.

Dokumentacja producenta potwierdza dostępność SDK dla:

Windows,
Linux,
SCM – Single-Chip Microcomputer, czyli systemów opartych na mikrokontrolerach.

Producent udostępnia również dokument HPS 3D-160-pro SDK User Manual.

SDK pozwala aplikacji użytkownika komunikować się bezpośrednio z LiDAR-em i odbierać dane pomiarowe, zamiast korzystać z gotowego programu PC.

3. Linux / Raspberry Pi

HPS-3D160 może być również integrowany z komputerami pracującymi pod kontrolą Linux, w tym Raspberry Pi. Dostępne implementacje wykorzystują HPS3D SDK, kompilowane bezpośrednio dla systemu Linux.

4. Protokół komunikacyjny

Hypersen udostępnia także dokumentację HPS-3D-160 Simple Communication Protocol V1.1. Pozwala to na integrację czujnika z własnym systemem bez konieczności wykorzystywania aplikacji graficznej producenta.

Co jest faktycznie wymagane?

W przypadku standardowej pracy z komputerem najprostszym rozwiązaniem jest:

HPS-3D160 Pro + interfejs USB/LAN + oprogramowanie klienckie Hypersen.

W przypadku integracji z własną aplikacją, robotem, AGV, systemem automatyki lub komputerem przemysłowym stosuje się:

HPS-3D160 Pro + HPS3D SDK lub protokół komunikacyjny.

Nie ma więc obowiązku ciągłego używania dedykowanego programu Hypersen. Po integracji urządzenie może przekazywać dane bezpośrednio do aplikacji użytkownika.

Typowe zastosowania

HPS-3D160 Pro może być wykorzystywany między innymi w:

robotach mobilnych i AGV/AMR,
wykrywaniu i omijaniu przeszkód,
automatyce przemysłowej,
kontroli stref bezpieczeństwa,
detekcji obecności osób i obiektów,
określaniu położenia i wymiarów obiektów,
systemach kontroli dostępu,
monitorowaniu przestrzeni magazynowej,
systemach transportowych i logistycznych,
aplikacjach wykorzystujących mapę głębi lub chmurę punktów 3D.