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EM4 产品手册

1 安全提示

1.1 法律声明

Warning

除非我们另行声明 RoboSense 的所有产品、技术、软件、程序、数据及其他信息（包括文字、图标、照片、音频、视频、图表、色彩组合、版面设计等）的所有权利（报告版权、商标权、专利权、商业秘密及其他相关权利）均归 RoboSense 及其授权方所有。

未经 RoboSense 书面同意，任何人不得以任何方式非法使用本手册中所承载在的任何内容。

“RoboSense”、“速腾聚创”等文字及/或标识，以及其他标识、产品和服务名称等均为 RoboSense 所有，如有宣传、展示等任何使用需要，您必须取得 RoboSense 的事先书面授权。

1.2 使用规范

请按以下要求，规范使用本产品

  1. 请严格遵守国家激光安全相关法律法规；
  2. 请在使用产品前，详细阅读本产品手册；
  3. 请在相关针对的领域范围内使用本产品;
  4. 请避免在爆炸性、高腐蚀性、超越产品 IP 防护等级的环境中使用本产品。

1.3 违规操作

请按规定使用本产品，否则可能会造成产品损坏、财产损失及人员受伤。对违反规定的操作行为，需用户自行承担风险。

  1. 请勿私自拆解、改装本产品（包含配套配件）
  2. 禁止使用非规定供电电源及配套配件
  3. 请避免跌落、碰撞、焚烧等非正常操作
  4. 如发现产品外观受损，请立即停止使用，并及时联系 RoboSense
  5. 如发现产品工作异常等情况,请立即停止使用,并及时联系 RoboSense

1.4 操作人员的要求

本产品的使用，对操作人员的基础专业知识及其他相关资质有一定要求。对无基础知识及未经培训上岗人员的不当操作行为，给产品及人员财产造成损害、伤害、损失等后果 RoboSense 不承担相关责任。

  1. 使用产品前，详细阅读本产品手册；
  2. 禁止违规操作;
  3. 上岗前需经过培训，且有相关工种施工资格；
  4. 有一定的计算机数据连接、电气等基础知识。

1.5 工作安全和特殊危险

使用本产品前，为避免对用户或他人产生意外，同时损坏产品及违反保修条款，请务必仔细阅读并遵循本说明书中的操作及规范。

  1. 激光安全：本产品激光安全等级符合 IEC 60825-1:2014 标准：

  2. 高温注意：注意表面过热标识，谨防发生意外。

  3. 保留说明：请保留所有安全和操作说明，以备将来参考。

  4. 注意警告：请遵守产品和操作说明中的所有警告，以免发生意外。

  5. 产品维修：请勿在缺少官方指导的情况下尝试打开产品进行维修。如需维修，请及时联系 RoboSense

2 产品描述

以下内容描述 EM4-T B 样的状态和功能，后续新版本样机推出后将同步更新产品手册至最新状态。

2.1 产品概要

EM4-T 是一款基于 VCSEL+SPAD-SoC 数字化收发模组+一维转镜扫描的高性能车规级激光雷达。垂直方向上配置了 13 个发射分区，每个分区对应 SPAD-SoC 的 40 线接收，总计 520 线，如图 1 所示。EM4 的最大探测范围为 300 米，非 ROI 区域分辨率为 0.1°（H）x 0.05°（V），ROI 区域可达 0.05°（H）x 0.05°（V）。

图1 EM4-T 工作原理图

2.2 产品结构

EM4-T 结构图如图 2 所示。

图2 产品结构说明图（光心在多边形转镜的旋转中心）

2.3 FOV 分布

EM4-T 的 FOV 分布如表 1、图 3 所示。

表1 EM4-T FOV

规格 水平方向 垂直方向
120° × 25° FOV -60° ~ +60° -12.5° ~ +12.5°

图3 EM4-T FOV 示意图

2.4 规格参数

表2 相关参数规格

传感器
测距能力1 ≥250m @10% NIST, 100klux 精度2（典型值） ± 5 cm@1σ
水平视场角 120° (-60° ~ +60°)
ROI: 40° (-20° ~ +20°)		 水平角分辨率 0.1°
ROI: 0.05°
垂直视场角 25° (-12.5° ~ +12.5°) 垂直角分辨率 0.05°
输出
出点数 非 ROI 模式：
单回波模式：6,240,000 pts/s 双回波模式：12,480,000 pts/s ROI 模式：
单回波模式：8,320,000 pts/s 双回波模式：16,640,000 pts/s *仅压缩模式，支持 ROI 模式下的双回波。
以太网输出 1000Base-T1
输出数据协议 UDP
激光雷达数据包内容 三维空间坐标、反射强度、时间戳等。
机械/电子操作
工作电压 12V（9V~16VDC） 主体尺寸 宽 150mm * 深 120mm * 高 45mm
*全尺寸见图 1
产品功率3 15W（典型值） 工作温度4 -40℃ ~ +85℃
重量 <1000g 存储温度 -40℃ ~ +105℃
时间同步 gPTP 防护等级 IP67/IP6K9K
帧率 10 Hz 盲区 1m

1 测距能力以 10% NIST 漫反射板作为目标，环境光照度为 100KLux，目标 PoD 为 90%

2 测距精度以 90% NIST 漫反射板作为目标，测试结果会受到环境影响，包括但不限于环境温度、目标物距离等因素

3 产品功耗测试结果会受到外部环境影响，包括但不限于环境温度、目标物的距离、目标物反射强度等因素

4 产品运行温度可能会受到外部环境影响，包括但不限于光照环境、气流变化等因素

2.5 时间同步方式

EM4-T 当前只支持 gPTP（IEEE802.1AS 协议）同步方式。用户如有特殊需求，请联系 RoboSense

2.5.1 gPTP 同步原理

gPTP(general Precise Time Protocol, IEEE802.1AS 协议)是 PTP 在时效性网络（Time-Sensitive Networking）的派生协议。同步机制采用和 PTP 协议一致的 P2P 端延迟机制（Peer Delay Mechanism），同时采用以太网 L2 层通信。与 PTP 不同，gPTP 要求使用硬件方式打时间戳，即硬件时间戳，所以对于交换机和 Master 时钟要求较为严苛，需满足 IEEE802.1AS 协议。

2.5.2 gPTP 接线方式

使用 gPTP 同步方式，需要做以下准备：

  1. gPTP Master 授时主机（即插即用，无需额外配置）；
  2. 以太网交换机;
  3. 支持 gPTP 协议的待授时设备。

提示说明

  1. Master 授时设备属于第三方设备，RoboSense 出货时不包含此配件，需用户自行采购；
  2. RoboSense 产品作为 Slave 设备只获取 Master 发出的时间，不对 Master 时钟源的准确度判断，若解析激光雷达点云时间出现突变，请检查 Master 提供的时间是否准确；
  3. 激光雷达同步之后, Master 断开连接, 点云数据包中的时间则会按照激光雷达内部时钟进行叠加, 激光雷达断电重启后才会被重置。

2.6 帧同步方式

EM4-T 的 SoC 每 400ms 向扫描转镜发射同步脉冲，默认配置下，整百 ms 时间点，转镜处在 FOV 扫描的起始位置。激光雷达从左往右扫描，转镜坐标系 \(15^{\circ}\) 位置（FOV 的 \(-60^{\circ}\) ，FOV 扫描的起始位置），如图 4 所示。

软件版本 V07.00.0A 开始支持 “整百 ms 时间点，转镜处在 FOV 扫描的起始位置”，之前的软件版本可以支持帧扫描起始时间的调整，但是默认值设置下，整百 ms 时间点，转镜不处在 FOV 扫描的起始位置。

图4 转镜坐标系与 FOV 坐标系

V07.00.0A 之前的软件支持配置寄存器实现 FOV 扫描起始时间的调整，调整步进为 1us，相关寄存器信息见表 3：

表3 帧同步寄存器信息

寄存器地址 寄存器长度 操作 数值范围 单位
0x83C4011C 4 Bytes 读/写 0~1000000 us

寄存器配置可通过 LiDARAssistant 小工具实现，详情参见 LiDARAssistant 小工具的说明文档。

V07.00.0A 及之后的软件版本会通过 DID 命令来调整 FOV 扫描起始时间。

3 产品安装

3.1 LiDAR 接线及接口说明

3.1.1 车载以太网线束接口及定义

EM4-T 使用 1 个车载以太网与电源二合一的接口，配套线束如图 5 所示。

图5 车载以太网电源线束

EM4-T 车载以太网电源线束接头及引脚定义见表 4：

表4 车载以太网电源线束接口定义

A 端线序 定义 描述 B 端线序
J1
(TE 2397144-1)		 1 VBat 供电 J3
(Molex 43025-0600)
2 Wakeup 唤醒信号
3 / /
4 GND 接地
5 / /
6 / /
7 1000BASE-T1 N 车载以太网差分回路 J2
(Amphenol NTHCF011A10S)
8 1000BASE-T1 P 车载以太网差分回路

3.1.2 接口盒接口

图6 接口盒示意图

EM4-T 附件接口盒具有电源指示灯及各类的接口，如图 6 所示，可接驳电源输入、RJ45 网口。

表5 接口盒接口定义

连接器 接口 说明
J1 电源唤醒信号 给雷达供电及输出唤醒信号
J2 以太网 1000BASE-T1 车载以太网接口
J3 DC Power 连接器 电源输入
J4 按键开关 唤醒信号控制开关,开关按下时唤醒信号接通
J5 RJ45 1000BASE-TX 工业以太网

3.1.3 电源接口

EM4-T 接口盒电源使用标准 DC 5.5-2.1 接口。

电源正常输入时，电源盒绿色指示灯常亮。当绿色指示灯熄灭，请检查电源输入是否正常，若电源输入正常，即接口盒可能已损坏，请联系 RoboSense

3.1.4 RJ45 网口

接口盒只支持千兆以太网，使用接口盒时网络接口使用标准 RJ45 接口。

3.2 快速连接

EM4-T 的网络参数可配置。在出厂默认状态下，设备采用固定 IP 和端口号模式，详情见表6。

表6 出厂默认网络配置表

设备 IP 地址 MSOP 包端
口号		 DIFOP1 包端
口号		 DIFOP2 包端
口号
EM4-T 192.168.1.200 6699 7788 7766
电脑 192.168.1.102

三大核心输出数据协议定位

  1. MSOP 协议：主数据流输出协议，将激光雷达扫描出来的距离、角度 (\(yaw\))、反射强度等核心信息封装成包输出。
  2. DIFOP1 协议：产品信息输出协议，将激光雷达状态信息封装成包输出。
  3. DIFOP2 协议：产品信息输出协议，将激光雷达 SPAD-SoC 每一线 (\(1 \sim 520\)) 对应的角度 (\(pitch\)) 信息、VCSEL 不同分区角度 (\(yaw\)) 补偿信息、转镜每一面的角度 (\(pitch\)) 补偿信息封装成包输出。

用户在使用产品时，需要确保电脑的 IP 设置与产品处于同一网段（例如：192.168.1.x，其中 \(x\) 的取值范围为 \(1 \sim 254\) 且不与雷达冲突），子网掩码为 255.255.255.0

如果未知产品网络配置信息，请连接产品并使用 Wireshark 抓取产品输出包进行分析。配置网络与连接方式如下：

  1. 连接激光雷达

    连接方式如图 7 所示。

    • 激光雷达与接口盒之间通过车载以太网电源线束进行物理连接。
    • PC 与接口盒之间使用千兆工业以太网通过 RJ45 网口接头进行连接。
    • 通电后，在正常工作情况下，激光雷达接口盒的绿色指示灯会常亮。

    图7 接口盒连接示意图

  2. 通过 Wireshark 抓包，解析 ARP 报文进行本地 IP 配置

    • 如上步骤，激光雷达与 PC 完成连接后，启动 Wireshark（第三方网络解析工具），选择正确的网口，开始抓包；
    • 通过 Wireshark 的搜索框，输入 ARP 进行搜索激光雷达与 PC 间的互寻址报文，如图 8 所示：

    图8 解析 ARP 报文

    • 如 6 所示，Source 列中的 SutengIn 字样为激光雷达的信息源，提示 192.168.1.200 为 Source IP，即为激光雷达 IP，再请求访问 192.168.1.102，即为 PC IP。如若本地 IP 非请求访问的 IP，则需配置 PC 的本地 IP 为 192.168.1.102 详情操作见步骤3，如若可以正常访问，则跳转至步骤4。

  3. 配置 PC 的本地 IP

    • 在控制面板中，通过网络与 Internet进入网络与共享中心，在查看活动网络内容中，点击对应的以太网连接，进入对应的以太网状态，点击其中的属性设置；
    • 双击Internet 协议版本 4 (TCP/IPv4)，进入 IP 信息设置，使用静态 IP 进行配置；
    • 将本地 IP 地址设置为 192.168.1.102，子网掩码 255.255.255.0，点击确认，完成 PC 的静态 IP 设置。

  4. 连接完成

提示说明

  1. 时间同步模块 (gPTP) 非出厂标配产品，如需使用相关功能，请自行购买。
  2. 以上配置本地静态 IP 仅以 Windows 系统操作为例，其它操作系统请以实际为准。
  3. EM4-T 采用静态 ARP 列表，只在雷达上电之后、还没与上位机连接之上之前发送 ARP 报文。雷达与上位机正常通讯之后如果更换上位机，雷达需要重新上电才能与新的上位机通讯。

4 产品使用

4.1 产品坐标系

车辆坐标系的定义基准如下：

  • 坐标原点：车前轴中心
  • \(X\) 轴：向前为正
  • \(Y\) 轴：向左为正
  • \(Z\) 轴：竖直向上为正

如图 9 所示：

图9 车辆坐标示意图

产品的坐标系原点与方向定义如下：

  • 坐标原点：LiDAR 光心
  • \(X\) 轴：向前为正
  • \(Y\) 轴：向左为正
  • \(Z\) 轴：竖直向上为正

如图 10 所示：

图10 激光雷达坐标示意图

4.2 RSView 使用

在 EM4-T 的数据可视化方面，可以使用 Wireshark 和 tcpdump 等免费工具来捕获原始数据，而 RSView 可以帮助用户更方便地可视化原始数据。

4.2.1 软件功能

RSView 提供了将 EM4-T 数据进行实时可视化的功能，其核心特性与支持格式如下：

  • 数据记录与回放：支持将实时数据记录并保存为 .pcap 文件格式的数据。目前软件还不支持 .pcapng 格式的文件。
  • 多维度数据显示：将测得的距离测量值显示为一个点（点云）。支持多种自定义颜色来显示数据，例如：反射强度、时间、距离、水平角度和激光线束序号。
  • 数据导出：所显示的数据能够导出保存为 .csv 格式。

核心功能清单

  1. 通过以太网实时显示数据
  2. 将实时数据记录保存为 PCAP 文件
  3. 从记录的 PCAP 文件中进行回放
  4. 拥有不同类型可视化模式（距离、时间、水平角度等）
  5. 用表格形式显示点的具体数据
  6. 将点云数据导出为 CSV 格式文件
  7. 拥有测量距离工具
  8. 支持将回放数据的连续多帧同时显示
  9. 支持显示或隐藏 EM4-T 中个别线束（通道）
  10. 支持裁剪显示

4.2.2 安装 RSView

重要安装须知

  1. 路径限制：软件的解压路径请勿出现中文字符。
  2. 无需安装：该软件为绿色免安装版，解压后直接运行可执行文件即可正常使用。

4.2.3 使用 RSView

LiDAR 与 PC 连接完成后，打开 RSView 按照以下引导步骤在线播放点云：

首先左上角菜单栏选择 File → Open Sensor

在弹出的窗口中 Sensor Type 下拉菜单选择 RSEM4 确认无误后单击 OK

在弹出的新窗口中，配置 LiDAR 的协议端口号。默认配置如下，确认后单击 OK 即可在线播放点云：

  • MSOP Port（MSOP 包端口号）：默认状态下为 6699
  • DIFOP Port（DIFOP2 包端口号）：默认状态下为 7766

可通过 F1 键打开软件使用指南，或通过软件菜单栏 Help → RS-LiDAR User Guide 进行查阅。

4.3 通信协议

EM4-T 与电脑之间的通信采用以太网作为物理媒介，上层传输层使用 UDP 协议。

其输出的数据包主要分为以下三大核心类型：

  • MSOP 数据包

    • 固定格式：固定长度均为 1084 字节

    • 压缩格式：包长度不固定，动态拆包

  • DIFOP1 数据包

    协议数据包的固定长度均为 256 字节

  • DIFOP2 数据包

    协议数据包的固定长度均为 1162 字节

对于 MSOP 的压缩格式，数据包在网络传输中遵循以下拆包机制：

  • 当数据包总长度大于 1396 Bytes 时，自动开始拆包
  • 拆分后的第一个数据包长度固定为 1320 Bytes

EM4-T 与电脑之间的通信协议主要分为三类，其详细的字段映射、字节偏移及解析规范详情参见表7。

表7 产品协议一览表

(协议/包) 名称 简写 功能 类型 包大小 每秒发送次数
Main data Stream Output Protocol MSOP 扫描数据输出 UDP 固定模式：1084 Bytes NROI+单回波：24,000 次
NROI+双回波：48,000 次
ROI+单回波：32,000 次
压缩模式：
1) 不拆包，变长，上限 1396Bytes
2) 拆包，第一包 1320Bytes，第二包：变长 		/
Device Information Output Protocol 1 DIFOP1 产品信息输出 UDP 256 Bytes DIFOP1：100 次
Device Information Output Protocol 2 DIFOP2 产品信息输出 UDP 1162 Bytes DIFOP2：0.5 次

4.3.1 主数据流输出协议（MSOP）

I/O 类型：产品输出，电脑解析。

出厂默认端口号为 6699。

固定模式下，基本结构如图 11 所示：

图11 MSOP Packet 数据包定义示意图

详细定义见表8。

表8 MSOP 数据表

变量 偏置 (Byte) 长度 (Byte) 内容
pkt_head 0 4 帧头：55aa5aa5
pkt_cnt 4 2 表示包计数，非压缩模式：
1.1 NROI 模式
单回波，包计数范围：1~2400 *一帧点云共有 1200 列，每列分为 2 包，260 个像素封为一包，第一包和第二包分别为此列的 1-260 行和 261-520 行，以此类推。 双回波，包计数范围：1~4800 *一帧点云共有 1200 列，每列分为 4 包，130 个像素封为一包，第一包到第四包分别为此列的 1-130 行、131-260 行、261-390 行和 391-520 行，以此类推。 1.2 ROI 模式
单回波，包计数范围：1~3200 *一帧点云共有 1600 列，每列分为 2 包，260 个像素封为一包，第一包和第二包分别为此列的 1-260 行和 261-520 行，以此类推。 双回波，不支持
ROI_compression_mode 6 1 0x00：非压缩 + NROI
0x01：非压缩 + ROI
reserved 7 1 保留
return_mode 8 1 0：双回波
4：最强回波
5：最后回波
6：最近回波
time_mode 9 1 时钟同步模式：
0x00：内部时钟
0x03：gPTP
timestamp 10 10 时间戳：
Byte0~5：s
Byte6~9：us
frame_sync 20 1 帧同步
0x00：没有同步
0x01：同步
同步：FOV 扫描起始时间波动小于 0.6ms，并保持 50ms 以上。
frame rate 21 1 0x0A：10Hz
column_num 22 2 NROI 列数：0~1199
ROI 列数：0~1599
yaw_angle 24 2 yaw 角度：单位为 0.01 deg
pack mode 26 1 压缩/非压缩模式
0x01：非压缩模式
surface id 27 1 当前转镜面
0x01：A
0x02：B
0x03：C
0x04：D
vcsel_interval 28 1 奇偶 VCSEL 分区之间的时间差有符号数，范围：-128~127us；中心值：256us
reserved 29 1 保留
lidar_type 30 1 默认值：0x70
main_temp 31 1 主 FPGA 温度
单位：°C
偏置：-80°C
*实际温度 = (数值 - 80)°C
point data 1-260 32 1040 260 像素点云数据，
1) 单回波：第 2m-1 (m=1,2,...,1200/1600) 包，point data n 为第 n 个像素的回波；第 2m (m=1,2,...,1200/1600) 包，point data n 为第 n+260 个像素的回波。
2) 双回波：第 4m-3 包 (m=1,2,...,1200)，point data 2n-1 (n=1,2,...,130) 为第 n 个像素的第一回波，point data 2n (n=1,2,...,130) 为第 n 个像素的第二回波；
第 4m-2 包 (m=1,2,...,1200)，point data 2n-1 (n=1,2,...,130) 为第 n+130 个像素的第一回波，point data 2n (n=1,2,...,130) 为第 n+130 个像素的第二回波；
第 4m-1 包 (m=1,2,...,1200)，point data 2n-1 (n=1,2,...,130) 为第 n+260 个像素的第一回波，point data 2n (n=1,2,...,130) 为第 n+260 个像素的第二回波；
第 4m 包 (m=1,2,...,1200)，point data 2n-1 (n=1,2,...,130) 为第 n+390 个像素的第一回波，point data 2n (n=1,2,...,130) 为第 n+390 个像素的第二回波；
DataLength 1072 2 E2E Profile4 Data Length：04 3C
Counter 1074 2 E2E Profile4 Counter：00 00~FF FF
DataId 1076 4 E2E Profile4 Data Id：00 00 0E 5D
Crc32 1080 4 E2E Profile4 Crc32

其中每个 point data 的详细定义见表 9：

表9 point data n 数据包定义

point data n (4 Bytes)
变量 偏置 (Byte) 长度 (Byte) 内容
radius 0 2 径向距离，距离分辨率为 5mm
intensity 2 1 反射率，取值范围为 0~255
point_attribute 3 1 点的属性
0x00：正常点
0x08：雨雾噪点标记

压缩模式下，第一包和第二包 MSOP 的详细定义见表 10、表 11：

表10 第一包 MSOP 数据包定义

变量 偏置 (Byte) 长度 (Byte) 内容
pkt_head 0 4 帧头：55aa5aa5
pkt_cnt 4 2 表示包计数，压缩模式下，每帧总包数不固定。
单回波，对每列的点云数据进行压缩，压缩后若包长度小于等于 1396Bytes，则每列对应 1 包，若包长度大于 1396Bytes，则每列对应 2 包，总包数不固定；
双回波，先对每列点云的第一回波进行压缩，若第一回波压缩后的数据长度小于等于 1396Bytes，则为 1 包，若包长度大于 1396Bytes，则为 2 包。然后，对第二回波进行压缩，若第二回波压缩后的数据长度小于等于 1396Bytes，则为 1 包，若包长度大于 1396Bytes，则为 2 包。
ROI_compression_mode 6 1 0x02：压缩 + NROI
0x03：压缩 + ROI
Reserved 7 1 保留
return_mode 8 1 0：双回波
4：最强回波
5：最后回波
6：最近回波
time_mode 9 1 时钟同步模式：
0x00：内部时钟
0x03：gPTP
timestamp 10 10 时间戳：
Byte0~5：s
Byte6~9：us
frame_sync 20 1 帧同步
0x00：没有同步
0x01：同步
同步：FOV 扫描起始时间波动小于 0.6ms，并保持 50ms 以上。
frame rate 21 1 0x0A：10Hz
column_num 22 2 NROI 列数：0~1199
ROI 列数：0~1599
yaw_angle 24 2 yaw 角度：单位为 0.01 deg
pack mode 26 1 bit0~3 是压缩/非压缩模式标志位：
3：压缩模式。
*对于压缩模式，包长度大于 1396Bytes，开始拆包，第一个包是 1320 Bytes， bit7~4 是分包标志位：
0：没有分包
1：第一包
2：第二包
surface id 27 1 当前转镜面
0x01：A
0x02：B
0x03：C
0x04：D
vcsel_interval 28 1 奇偶 VCSEL 分区之间的时间差
有符号数，范围：-128~127us；中心值：256us
reserved 29 1 保留
lidar_type 30 1 默认值：0x70
main_temp 31 1 主 FPGA 温度
单位：°C
偏置：-80°C
*实际温度 = (数值 - 80)°C
point data 32 x(x≤1363) 整列所有像素点的单个回波的径向距离 radius(2Bytes) 构成第一个压缩块，反射率 intensity 和属性 point_attribute(2Bytes) 构成第二个压缩块。
第一个 MSOP 包长度大于 1396Bytes，拆成两包，第一个包长度为 1320Bytes。

表11 第二包 MSOP 数据包定义

变量 偏置 (Byte) 长度 (Byte) 内容
pkt_head 0 4 帧头：55aa5a02
pkt_cnt 4 2 表示包计数，压缩模式下，每帧总包数不固定。
若第一个 MSOP 包长度大于 1396Bytes，则会拆包，此时存在第二个 MSOP 包。
reserved 6 2 保留
point data 8 y 整列所有像素点的单个回波的径向距离 radius(2Bytes) 构成第一个压缩块，反射率 intensity 和属性 point_attribute (2Bytes) 构成第二个压缩块。
第一个 MSOP 包长度大于 1396Bytes，拆成两包，第一个包长度为 1320Bytes，第二包长度不固定。
DataLength 8+y 2 E2E Profile4 Data Length：04 3C
Counter 10+y 2 E2E Profile4 Counter：00 00~FF FF
DataId 12+y 4 E2E Profile4 Data Id：00 00 0E 5D
Crc32 16+y 4 E2E Profile4 Crc32

其中 point data 压缩块结构见表 12：

表12 压缩块结构

模式 总长度 初值 起始前向差值 ... 末尾前向差值
2bit 14bit 16bit 4bit 4bit 4bit 4bit ... 4bit 4bit 4bit 4bit
0 1 初值 - ... -
1 n+1 初值 diff_0 diff_1 diff_2 diff_3 ... diff_n-4 填 0 填 0 填 0
2 n+1 初值 diff_0 diff_1 ... diff_n-2 填 0
3 n+1 初值 org_0 ... org_n-1

4.3.2 产品信息输出协议（DIFOP1&DIFOP2）

设备信息输出协议（Device Info Output Protocol，简称：DIFOP）属于产品输出、电脑解析的 I/O 类型。

EM4-T 在运行过程中会输出两种不同的 DIFOP 数据包。

协议类型 出厂默认端口号 发射周期
DIFOP1 7788 10ms
DIFOP2 7766 2s

用户可以通过读取 DIFOP1 解读当前使用设备的各种参数的具体信息。

DIFOP1 数据包中主要封装了以下核心设备参数：

  • 设备基础信息：设备序列号 (\(S/N\))、固件版本信息。
  • 兼容与网络：上位机驱动兼容性信息、网络配置信息。
  • 运行与诊断：校准信息、电机运行配置、运行状态、故障诊断信息。

用户可以通过读取 DIFOP2 帮助解析点云。

DIFOP2 数据包中主要封装了以下核心补偿参数：

  • Pitch 角信息：激光雷达 SPAD-SoC 每一线 (\(1 \sim 520\)) 对应的角度 (\(pitch\)) 信息。
  • Yaw 角补偿：VCSEL 不同分区角度 (\(yaw\)) 的补偿信息。
  • 转镜补偿：转镜每一面的角度 (\(pitch\)) 补偿信息。

数据包的基本结构如表 13，14 所示。

表13 DIFOP1 数据表

Difop1 变量 偏置 (Byte) 长度 (Byte) 内容
Header StatusHdr 0 4 0xA5FF005A
Version Reserved 4 20
SW Version 24 3
HW Version 27 2
SerialNumber IntSN 29 6
CusSN 35 16 Customer SN
WorkInformation Reserved 51 1
FrameRate 52 1 0x0A：10Hz
WaveMode 53 1 0x00：DoubleWave
0x04：StrongestWave
Reserved 54 10
Lidar_Heater_Status 64 1 bit0：Lidar_Heater_Switch
0b0：Heating off
0b1：Heating on
bit1-7：Reserved
Reserved 65 24
TimeSyncInformation TimesyncMode 89 1 0x00：internal local timer
0x03：gPTP timer
TimesyncStatus 90 1 0x00：failed
0x01：Success
0x02：Timeout
TimeStamp 91 10 0-5 bytes：Second
6-9 bytes：MicroSecond
NetParameter PhyMasterSlaveMode 101 1 0x02：slave
SrcIP 102 4 192.168.1.200
NetMask 106 4 255.255.255.0
MacAddress 110 6
MsopDstIp 116 4 192.168.1.102
MsopSrcPort 120 2 6699
MsopDstPort 122 2 6699
Difop1DstIp 124 4 192.168.1.102
Difop1SrcPort 128 2 7788
Difop1DstPort 130 2 7788
Difop2DstIp 132 4 192.168.1.102
Difop2SrcPort 136 2 7766
Difop2DstPort 138 2 7766
DoIPDstIp 140 4 192.168.1.102
DoIPSrcPort 144 2 13400
Reserved 146 10
Voltage & Temp MCU_VMON_RX_D1V1 156 2
MCU_VMON_F_1V0 158 2
MCU_VMON_F_1V8 160 2
MCU_VMON_F_2V5 162 2
MCU_VMON_M_3V3 164 2
MCU_VMON_A_3V3 166 2
MCU_VMON_WAKE_EXT 168 2
MCU_IMON_WINDOW 170 2
MCU_VMON_WINDOW 172 2
MCU_VMOM_SYS_5V 174 2
MCU_VMOM_VIN 176 2
PL_VMOM_M_1V2 178 2
PL_VMON_CHG 180 2
PL_VMON_VOP 182 2
RX_VT4_N 184 2
RX_3V3 186 2
Res3 188 4
TEMP_RX_Sensor 192 1 Phy = INT-100，单位℃
TEMP_FPGA1 193 1 Phy = INT-100，单位℃
TEMP_MCU 194 1 Phy = INT-100，单位℃
TEMP_MOTOR 195 1 Phy = INT-100，单位℃
TEMP_FPGA2 196 1 Phy = INT-100，单位℃
TEMP_TXR1 197 1 Phy = INT-100，单位℃
TEMP_RX 198 1 Phy = INT-100，单位℃
TEMP_WINDOW 199 1 Phy = INT-100，单位℃
TEMP_TXR2 200 1 Phy = INT-100，单位℃
Reserved 201 5
Humidity_Sensor_Value 206 1 Phy = INT*1，单位%
Temperature_Sensor_Value 207 1 Phy = INT-100，单位℃
Dew_Point 208 1 Phy = INT-100，单位℃
Reserved 209 7
Fault Internal_Power_Supply_Fault 216 3
LiDAR_Temperature_Fault 219 3
Internal_Software_Fault 222 3
Internal_Performance_Fault 225 4
LidarFunctionFault 229 1 bit0：Window_Blockage_Error
0b0：False
0b1：True
bit1：gPTP_Sync_Error
0b0：False
0b1：True
bit2-7：Reserved
ExtPowerSupplyFault 230 1 bit0：Battery_High
0b0：False
0b1：True
bit1：Battery_Low
0b0：False
0b1：True
bit2-7：Reserved
External_Communication_Fault 231 2
FaultStatus Reserved 233 11
E2E DataLength 244 2 0x0100
Counter 246 2 0x0000-0xFFFF
DataId 248 4 0x00000E5C
Crc32 252 4

表14 DIFOP2 数据表

Difop2 变量 偏置 (Byte) 长度 (Byte) 内容
Header InfoHdr 0 4 0xA5FF00AE
Reserved Reserved 4 63
AngleInformation SurfaceCnt 67 1 0x04
HalfVcselPixelCnt 68 1 0x14
HalfVcselCnt 69 1 0x1A
HalfVcselYawOffset 70 26 byte0-1：vcsel 1
...
byte24-25：vcsel 13
PixelPitch[1~520] 96 1040 byte0-1：pixel 1 pitch
...
byte1038-1039：pixel 520 pitch
SurfacePitchOffset 1136 8 byte0~1：镜面 A
byte2~3：镜面 B
byte4~5：镜面 C
byte6~7：镜面 D
Reserved 1144 6
E2E DataLength 1150 2
Counter 1152 2 0x0000~FFFF
DataId 1154 4 0x00005AA5
Crc32 1158 4

4.4 点云解析说明

EM4-T 通过解析 MSOP 包中的 timestamp 字段得到时间戳信息，总长度为 10 个字节：

前 6 个字节为 s 表示从 1970-01-01 00:00:00 (UTC 时间) 开始的秒数。

后 4 个字节为 us 存储微秒数 (\(0 \sim 999999\))。

读取时间后先将 16 进制数转化为 10 进制秒数，以 1970-01-01 00:00:00 为基数计算出 UTC 时间，再加上所在时区的时差计算出真实的时间。

同一列 VCSEL 的奇偶分区时间不同，时间戳表示同一列全部完成检测的时间，即偶数分区像素点的时间，EM4-T 解析 MSOP 包中的 vcsel_interval 字段得到奇偶 VCSEL 分区之间的时间差，格式为 1 个字节的有符号数（补码），范围为 \(-128 \sim 127\mu\text{s}\)，中心值为 \(256\mu\text{s}\)，偶数分区时间减去时间差得到奇数分区时间。

\[ \text{偶数分区时间} = \text{timestamp} \]
\[ \text{奇数分区时间} = \text{timestamp} - (256\mu\text{s} + \text{vcsel_interval}) \]

示例

已知条件：

  1. 某一 MSOP 包中的 timestamp 字段读取值为：00 00 00 68 7E 7F 12 00 00 00 64

  2. vcsel_interval 字段读取值为：01 00 00 11

计算步骤：

  1. timestamp 前 6 位十六进制数转十进制数得到 1754393106s，后 4 位十六进制数转十进制数得到 100us

  2. 以 1970-01-01 00:00:00 为基数推算 1754393106 秒后为 2025-08-04 11:25:06。假设所在时区为 UTC+8 北京时间，真实可读时间为 2025-08-04 19:25:06，零 100us。即该 MSOP 包中偶数 VCSEL 分区像素点的时间为：2025-08-04 19:25:06，零 100us

  3. vcsel_interval 字段转换为有符号的十进制数为 -67us

  4. 根据公式 \(100\mu\text{s} + 256\mu\text{s} - 67\mu\text{s}\) 得到 289us。即该 MSOP 包中奇数 VCSEL 分区像素点的时间为：2025-08-04 19:25:05，零 811us

EM4-T 通过解析 MSOP 包中某一像素点的 intensity 字段可以得到该字段反射率信息，输出形式为反射率分区，范围为 \(0 \sim 255\)。分区数字越小，反射率越小，反之亦然。

示例

某一 MSOP 包中第二个像素点的 intensity 字段读取值为 6E；

十六进制 6E 转换为十进制为 110，表示第二个像素点的反射率在 110 分区。

  • Yaw 角 (\(\theta\))：EM4-T 通过解析 MSOP 包中 yaw_angle 字段（补码形式），根据 DIFOP2 包中 HalfVcselYawOffset 字段（补码形式）补偿修正得到 yaw 角 (\(\theta\))，单位为 0.01°
  • 径向距离 (\(r\))：解析 MSOP 包中某一像素点的 radius 字段得到径向距离 \(r\)，单位为 mm
  • 像素间距 (PixelPitch)：解析 DIFOP2 包中对应像素点的 PixelPitch 字段（补码形式），根据 SurfacePitchOffset 字段（补码形式）补偿修正得到 Pitch 角 (\(\varphi\)) 信息，单位为 0.01°

第 \(j\) (\(j = \text{A, B, C, D}\)) 转镜面上第 \(n\) 列第 \(i\) 个像素点的 \(yaw(j, i)\) 和 \(pitch(j, i)\) 等于：

\[ yaw(j, i) = yaw\_angle + \text{HalfVcselYawOffset}([i/20]+1) \]
\[ Pitch(j, i) = \text{PixelPitch}(i) + \text{SurfacePitchOffset}(j) \]

得到笛卡尔坐标系下 \(x\)、\(y\)、\(z\) 坐标，坐标转换如图 12 所示：

图12 点云坐标示意图

计算公式和示例如下:

\[ \begin{aligned} x &= r * \cos(pitch) * \cos(yaw) \\ y &= r * \cos(pitch) * \sin(yaw) \\ z &= r * \sin(pitch) \end{aligned} \]

已知条件：

  • A 转镜面某一 MSOP 包中 yaw_angle 字段读取值为：15 50
  • 第 22 个像素点的 radius 字段读取值为：00 03 9E A5
  • DIFOP2 包中 HalfVcselYawOffset 第二分区对应 Byte2-3 读取值为：FF FD
  • PixelPitch 字段中第 22 个像素对应 Byte42-43 读取值为：F9 F6
  • SurfacePitchOffset 字段中镜面 A 对应 Byte0-1 读取值为：00 0F

参数转换（十六进制补码转十进制）：

  • 十六进制数补码 15 50 转十进制数为 \(+5456\)，FF FD 转十进制数为 \(-3\) (单位 0.01°) 则 \(yaw \text{ 角} = 54.53^\circ\)
  • 十六进制数 00 03 9E A5 转十进制数为 \(263,197\text{ mm}\) 则径向距离 \(r = 263.197\text{ m}\)
  • 十六进制数 F9 F6 转十进制为 \(-1546\)，00 0F 转十进制数为 \(+15\) 则 \(pitch \text{ 角} = -15.31^\circ\)

计算该像素点的 \((x, y, z)\) 坐标信息如下：

\[ x = 263.197 * \cos(-15.31^\circ) * \cos(54.53^\circ) = 147.31\text{ m} \]
\[ y = 263.197 * \cos(-15.31^\circ) * \sin(54.53^\circ) = 206.75\text{ m} \]
\[ z = 263.197 * \sin(-15.31^\circ) = -69.49\text{ m} \]

5 故障诊断

本章列举了部分在使用产品的过程中常见的问题以及对应的问题排查方法，详情参见表 15。

表15 常见故障排查方法表

故障现象 解决方法
接口盒上面红/绿色指示灯不亮/闪烁 检查接口盒与电源端的连接线是否松动；
检查线束是否破损。
产品在启动时不断重启 检查输入电源连接和极性是否正常；
检查输入电源的电压和电流是否满足要求（12 V 电压输入条件下，输入电流≥2 A）；
Wireshark 可以收到数据但是 RSView 不显示点云 关闭电脑防火墙，并且运行 RSView 通过防火墙；
确认电脑的 IP 配置和产品设置的目的地址一致；
确认 RSView 中 Sensor Network Configuration 设置正确；
确认 RSView 安装目录或配置文件存放目录不包含任何中文字符；
确认 Wireshark 中收到的数据包是 MSOP 类型的包。
产品存在频发的数据丢失 确认网络中是否有大量的其它网络数据包或网络冲突；
确认网络中是否存在其它网络产品以广播模式发送大量数据造成传感器数据阻塞；
确认电脑的性能和接口性能是否满足要求；
移除其它所有网络产品，直连电脑确认是否存在丢包现象。
无法同步 gPTP 时间 确认雷达固件是否与需要的同步模式匹配；
在 gPTP 时间同步方式下：
确认 gPTP Master 同步协议是否符合当前 gPTP 协议；
确认 gPTP Master 是否正常工作。
产品通过路由器后无数据输出 关闭路由器的 DHCP 功能或在路由器内部设置传感器的 IP 为正确的 IP。

6 产品维护

6.1 运输与物流

运输不当会导致产品损坏

  1. 应采用防震防潮包装材料包装产品，以避免运输途中损毁。建议使用原始包装；
  2. 运输过程务必小心轻放，避免磕碰、摔落等危险行为；
  3. 每次运输收到货物时，必须详细检查交付货物清单与是否有损坏（含产品与包装）；
  4. 如若有运输损坏，请拒绝收货，并及时联系 RoboSense

6.2 存储

Note

  1. 请将产品存储于室内常温、干燥的环境中；
  2. 请轻拿轻放，避免产品遭受磕碰、摔落等；
  3. 产品应存放于安全环境中，避免腐蚀、机械冲击及暴露于超过防护等级的环境中；
  4. 请定期检查所有组件和包装的状态，建议检查周期为 3 个月。

6.3 产品清洁

为了能够准确地感知周围环境 RS-LiDAR 需保持环形防护罩洁净。

6.3.1 注意事项

Note

  1. 请在清理 RS-LiDAR 前仔细并完整的阅读本节的内容，否则不当的操作可能会损坏产品。
  2. 激光雷达在环境比较恶劣的情况下使用时，需及时清理表面的脏污保持激光雷达清洁，否则会影响激光雷达的正常使用。

6.3.2 需要的材料

  1. 洁净的无尘布；
  2. 温度适中的中性溶液（如肥皂水、蒸馏水、99%浓度乙醇等）。

6.3.3 清洁方法

  1. 如果激光雷达的表面只是粘附了一些灰尘/粉尘：

    • a. 首先用洁净的无尘布，蘸取少量的中性溶液；
    • b. 其次轻轻地对激光雷达表面拭擦清洁；
    • c. 最后用一块干燥洁净的无尘布将其擦干。

  2. 如果激光雷达表面沾上了泥浆等块状异物：

    • d. 首先应使用洁净水喷洒在激光雷达脏污部位表面让泥浆等异物脱离（注意：不能直接用无尘布将泥浆擦掉，这样做可能会划伤表面特别是防护罩表面）；
    • e. 其次用温的肥皂水喷洒在脏污部位，因肥皂水的润滑作用可加速异物的脱离。再次用纤维布轻轻试擦激光雷达表面，但注意不要擦伤表面；
    • f. 最后用洁净的水清洗激光雷达表面肥皂的残留（如果表面仍有残留，可用 \(99\%\) 乙醇对其再次清洁），同时用一块干燥的无尘布擦干即可。

7 售后

如果“故障诊断”章节未能解决问题，请及时联系 RoboSense

官网：https://www.robosense.cn/contact

邮箱：support@robosense.cn

电话：0755-86325830/15338772453

提示

  1. 请在收到 RoboSense 售后服务回信确认后，再寄回产品；
  2. 产品只能使用原包装或等效的软垫防潮包装寄。

附录A TE 接头 Pin 脚定义

接插件引脚定义
Pin 号 定义 连接器型号
1 VBat TE 2397179-1
2 Wakeup
3 /
4 GND
5 /
6 /
D1 1000BASE-T1 N
D2 1000BASE-T1 P