TF02-i 用户手册
TF02-i 用户手册，含原始资料中的参数、图示与说明。
北醒（北京）光子科技有限公司
前言
尊敬的用户： 您好，感谢您选择北醒的产品。为让产品的使用体验更好，我们特制定此用户手册，以帮助您更加便捷地使用产品。
本用户手册包括 TF02-i 激光雷达测距模组的介绍、使用和维护等相关内容，涵盖常见情况下的使用说明及问题处理措施。请在使用前仔细阅读本手册，谨记注意事项，避免危险，并在使用过程中，严格遵守手册内所述步骤执行。
如果您在使用过程中遇到了无法解决的问题，欢迎您随时联系北醒工作人员协助解决。
联系方式官网地址：www.benewake.com 联系电话：400-880-9610 咨询技术问题，请联系：support@benewake.com 咨询销售事宜或索取介绍资料，请联系：bw@benewake.com
公司总部地址北醒（北京）光子科技有限公司北京市海淀区上地街道海国嘉业科技园 3 层
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免责声明我们的产品还在不断改进和更新，因此 TF02-i 的规格参数可能会发生变化， 请以官网上的最新版本为准。
1 概览
TF02-i 是一款基于 TF02-Pro 升级的单点测距雷达，在通讯接口、输入电压等方面做了优化升级， 适应各种工业场景需求。产品基于 ToF（飞行时间）原理，具有稳定、精准、高灵敏的测量性能。
1.1 产品参数
表 1- 1TF02-i产品参数列表
| 参数名称 | 参数值 | ||
|---|---|---|---|
| 产品性能 | 测量范围 | 90%反射率 | 0.1m~40m |
| 10%反射率 | 0.1m~13.5m | ||
| 准确度① | ±5cm（0.1m~5m），±1%（5m~40m） | ||
| 距离分辨率① | 1cm | ||
| 帧率② | 1Hz~100Hz（可调，默认 100Hz） | ||
| 抗环境光能力 | 100Klux | ||
| 防护等级 | IP65 | ||
| 光学参数 | 人眼安全 | Class1 (IEC60825) | |
| 中心波长 | 850nm | ||
| 光源 | VCSEL | ||
| 视场角③ | 3° | ||
| 电学参数 | 供电电压 | DC 7V~30V | |
| 平均电流 | ≤70mA @12V | ||
| 功耗 | ≤0.85W @12V | ||
| 峰值电流 | 100mA | ||
| 其他 | 尺寸 | 69mm×41.5mm×31.5mm (长*宽*高) | |
| 壳体材质 | ABS/PC/PMMA | ||
| 工作温度 | -20℃~60℃ | ||
| 存储温度 | -30℃~80℃ | ||
| 重量 | 60g（含连接线） | ||
| 线长 | 70cm | ||
提示 1 准确度、距离分辨率、重复精度等均在室内 25℃ 漫反射白板（90%反射率） 条件下测得。
2 帧数可调整，缺省为 100Hz，最高支持 100Hz，自定义帧率数值需要满足如下公式：200/n（n 为≥2 的整数）。
3 视场角为理论值，实际角度值存在一定偏差。
1.2 维护与清洁
• 开启设备前，请检查外露的窗口镜是否清洁，若有脏污请及时清洁。
• 设备使用完后，检查光学器件是否污染，如污染应及时清洁。
• 设备长期在恶劣环境下工作，应定期对光学元件进行清洁。
• 常规清洁前，请断开电源，设备在关闭状态下使用软布向同一方向轻轻擦拭窗口来完成清洁，避免反复擦拭，造成窗口镜的损伤。
• 清洁窗口时，请勿使用酒精进行清洁，以免产品窗口受损。
• 如需深度清洁内部光学元件，请联系 bw@benewake.com 提供专业建议。
1.3 外观与结构
产品外观及尺寸如下图所示：
TF02-i 产品安装时建议使用 M2.5 圆头十字螺丝进行安装。使用前请揭开前端窗口的保护膜， LiDAR 前面板的光学窗口不能被遮挡，且应保持清洁。光学窗口面为 LiDAR 测距零点。
TF02-i 的探测角度为 3°，在不同距离下，光斑的大小即探测范围边长不同。在不同距离探测范围的边长（探测范围形状为正方形），如表 1- 2 所示。
表 1- 2TF02-i光斑探测范围边长
| 距离（m） | 1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 10 | 20 | 30 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 探测范围边长（cm） | 5 | 10 | 16 | 26 | 37 | 52 | 105 | 156 | 208 |
提示被探测目标物体的边长应大于 TF02-i 的探测范围边长，当被探测物体的边长小于探测范围边长时，LiDAR 有效量程会减小。
1.4 设备存储
• 设备请存储在温度-30℃~80℃，相对湿度≤60%的环境下，保证通风无腐蚀性气体影响。
• 设备在存储之前，请确保所有的断路开关或防尘盖都已插入或盖上，以保证设备的清洁。
• 存储时间超过三个月，使用前请进行工作试验，保证设备正常状态下使用。
• 请勿打开外壳进行手册说明以外的装配或保养，以免影响产品防护性能，造成产品失效。
1.5 应用介绍
使用本产品时，请详细阅读规格书、用户手册及用户手册中所提到的注意事项，以确保在额定规格范围内使用本产品。同时，请遵守如下应用规范： 该产品设计用于以下场景 • 机器人 • 智能交通 • 智能设备 • 无人机 • 其他工业类产品如果超出上述应用范围使用本产品，请仔细评估拟应用产品对可靠性的要求是否和本产品相匹配， 或随时联系北醒工作人员协助解决。
2 物理接口
2.1 线序说明
TF02-i 接线端子型号为 MH1.25-7P-W/B，芯线：AWG26 直径 0.404mm，截面积 0.129mm2。
外部接线端子图示如图 2- 1。相关引脚功能说明请见表 2- 1。
表 2- 1 引脚功能及连接说明
| Pin | 线材颜色 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | 红色 | VCC | 电源正极 |
| 2 | 白色/黄色 | RS485-B/CAN_L | RS485-B/CAN 总线 |
| 3 | 绿色 | RS485-A/CAN_H | RS485-A/CAN 总线 |
| 4 | N/A | / | / |
| 5 | 蓝色/橘黄色 | UART_RXD | 串口接收（调试） |
| 6 | 棕色 | UART_TXD | 串口发射（调试） |
| 7 | 黑色 | GND | 电源地 |
注意 1 RS-485 和 CAN 接口为不同硬件版本；请勿将串口调试线与 RS485 或 CAN 总线混接，否则会导致雷达 MCU 损坏。
2 不支持使用引脚 5 和 6 的串口调试线。
2.2 电气特性
表 2- 2TF02-i电气特性
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 输入电压 | DC 7V~30V |
| 平均电流 | ≤70mA@12V |
| 峰值电流 | 100mA |
| 平均功耗 | ≤0.85W@12V |
3 通信协议与数据格式
TF02-i 支持 RS-485 和 CAN 两种通信接口，两种接口硬件不同，无法通过指令切换，采购前请确认产品型号。
3.1 RS-485 通信协议
3.1.1 通信协议
RS-485 接口下默认为 Modbus 协议，详细通信协议请见表 3- 1，默认波特率为 115200，默认地址为 0x01。
表 3- 1TF02-i数据通信协议——RS-485
| 参数 | 参数值 |
|---|---|
| 通信接口 | RS-485 |
| 默认波特率 | 115200 |
| 数据位 | 8 |
| 停止位 | 1 |
| 奇偶校验 | None |
提示 TF02-i 支持 9600、14400、19200、38400、43000、57600、76800、115200（默认）、128000、230400、256000 波特率。基于通讯可靠性考虑，在 Modbus 协议下， 不建议使用 115200 以上的波特率通信。
3.1.2 Modbus 协议参数配置说明
3.1.2.1 数据获取指令说明
TF02-i Modbus 协议使能时，获取雷达测量值的指令格式如表 3- 2： 表 3- 2Modbus协议获取距离值指令格式
| 地址域 | 功能码 | 寄存器地址 | 寄存器数量 | CRC_Low | CRC_High | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 01（默认） | 03 | 00 | 00 | 00 | 01 | xx | xx |
测量值数据返回时上行指令格式如表 3- 3： 表 3- 3TF02-IModbus协议测量值上行指令格式
| 地址域 | 功能码 | 数据长度 | Dist_High | Dist_Low | CRC_Low | CRC_High |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 01（默认） | 03 | 02 | XX | XX | xx | xx |
3.1.2.2 功能码说明
TF02-i 支持的功能码如表 3- 4： 表 3- 4 功能码说明
| 功能码 | 说明 |
|---|---|
| 03 | 读寄存器 |
| 06 | 写寄存器 |
3.1.2.3 可访问寄存器地址
• 所有寄存器地址均为 16 进制，寄存器值均为 16bit 定义； • 配置参数后，要保存配置，重启后才会生效。
功能码 03 可访问寄存器如表 3- 5。
表 3- 5 功能码03(只读)可访问寄存器
| 寄存器地址 | 定义 | 说明 |
|---|---|---|
| 00 00 | Dist | 距离值，单位 cm |
| 00 01 | Strength | 信号强度值 |
| 00 03 | 时间戳 High 16bit | 时间戳高 2 字节，雷达启动的相对时间，单位 ms |
| 00 04 | 时间戳 Low 16bit | 时间戳低 2 字节，雷达启动的相对时间，单位 ms |
| 00 06 | 软件版本号 High 16bit | 00 + 主版本号 |
| 00 07 | 软件版本号 Low 16bit | 次版本号 + 修正版本号 |
功能码 06 可访问寄存器如表 3- 6。
表 3- 6 功能码06(只写)可访问寄存器
| 寄存器地址 | 定义 | 说明 |
|---|---|---|
| 00 80 | 保存配置 | 可写入任意寄存器值，都会执行保存配置操作 |
| 00 81 | 关机/重启 | 寄存器值说明： 0-关机（关机暂不支持） 1-重启； |
| 00 82 | Modbus 协议关闭 | 寄存器值说明： 1-关闭 Modbus 协议其他-回复错误 |
| 00 83 | 波特率 High | 配置波特率，保存后重启生效 |
| 00 84 | 波特率 Low | 配置波特率，保存后重启生效 |
| 00 85 | Slave ID | 配置设备地址，保存后重启生效(默认 0x01) |
| 00 86 | fps | 配置帧率，保存后重启生效（默认 100Hz） |
| 00 87 | 工作模式 | 配置工作模式，保存后重启生效，寄存器值说明： 0-连续（默认） 1-触发；其他-回复错误 |
| 00 88 | 低功耗模式 | 配置低功耗模式，保存后重启生效，寄存器值说明： 0-不使能（默认） >0 且小于等于 10-使能(其值为内部采样频率) |
|---|---|---|
| 00 89 | 恢复出厂设置 | 可写入任意寄存器值，保存后重启生效 |
3.1.3 RS-485 通信参数配置
表 3- 7TF02-iRS-485串口模式常用指令集
| 功能 | 下行指令 | 上行指令 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 使能 Modbus | 5A 05 15 01 75 | 5A 05 15 01 75 | 保存后重启生效。 |
| 信号强度低阈值和低阈值输出值 | 5A 07 22 XX LL HH SU |
5A 07 22 XX LL HH SU |
出厂默认，Strength≤60 后，Dist 输出值为 4500。 XX=60/10=6(DEC)=06(HEX)， 4500(DEC)=1194(HEX) ， LL=94 ， HH=11 |
| 保存配置 | 5A 04 11 6F | 5A 05 11 00 70 |
表 3- 8TF02-iModbus常用指令集
| 功能 | 下行指令 | 上行指令 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 获取距离值 | 01 03 00 00 00 01 84 0A |
01 03 02 DH DL CL CH |
DH、DL 是 Dist 的高 8bit 和低 8bit； CL、CH 是 CRC 的低 8bit 和高 8bit。 |
| 获取距离值和信号强度值 | 01 03 00 00 00 02 C4 0B |
01 03 04 DH DL SH SL CL CH |
DH、DL 是 Dist 的高 8bit 和低 8bit； SH、SL 是 Strength 的高 8bit 和低 8bit。 |
| 获取版本号 | 01 03 00 06 00 02 24 0A |
01 03 04 00 VM VS VC CL CH |
VM、VS、VC 分别是版本的主、次、 修正版本号。 |
| 设置波特率 | 01 06 00 83 BH1 BH2 CL CH 01 06 00 84 BL1 BL2 CL CH |
01 06 00 83 BH1 BH2 CL CH 01 06 00 84 BL1 BL2 CL CH |
BH1、BH2、BL1、BL2 分别为波特率的高、次高、次低、低字节； 例如修改波特率为 9600（0x000025 80) ） ， BH1=00 BH2=00 CL=78 CH=22, BL1=25 BL2=80 CL=D2 CH=D3 |
| 修改 Slave ID | 01 06 00 85 IH IL CL CH |
01 06 00 85 IH IL CL CH |
IH、IL 为 ID 的高字节和低字节。 修改 ID 为 2 ， IH=00 IL=02 CL=19 CH=E2 |
| 修改帧率 | 01 06 00 86 FH FL CL CH |
01 06 00 86 FH FL CL CH |
FH、FL 为帧率的高字节和低字节。 修改帧率为 100（0x0064），FH=00 FL=64 CL=69 CH=C8 |
| 低功耗模式 | 01 06 00 88 LH LL CL CH |
01 06 00 88 LH LL CL CH |
LH、LL 为低功耗的采样速率高字节和低字节。 例如修改为 5Hz 低功耗模式 ， LH=00 LL=05 CL=C9 CH=E3 |
| 保存配置 | 01 06 00 80 00 00 88 22 |
01 06 00 80 00 00 88 22 |
保存后重启生效 |
|---|---|---|---|
| 关闭 Modbus | 01 06 00 82 00 01 E8 22 |
01 06 00 82 00 01 E8 22 |
保存后重启生效 |
| 恢复出厂设置 | 01 06 00 89 00 00 58 20 |
01 06 00 89 00 00 58 20 |
注意 1 TF02-i 只支持 RTU 模式在串行链路中进行通信。
配置示例： 1) 在 RS-485 串口模式下，输入指令： 5A 05 15 01 75 // 使能 Modbus 协议 5A 04 11 6F // 保存配置重启后即进入 Modbus 协议模式，可输入 Modbus 指令操作。
2) 在 Modbus 协议模式下，输入指令： 01 06 00 82 00 01 E8 22 // 默认地址 01，关闭 Modbus 协议 01 06 00 80 00 00 88 22 // 默认地址 01，保存配置重启后退出 Modbus 协议。
3.2 CAN 通信协议
3.2.1 通信协议
TF02-i 的 CAN 通信协议支持客户自定义协议参数或定制化服务，CAN 协议波特率及 ID 可修改， 协议内容如下表。
表 3- 9TF02-i数据通信协议——CAN
| 参数 | 默认值 |
|---|---|
| 通信接口 | CAN |
| 默认波特率 | 250kbps |
| 发送 ID | 0x00000003 |
| 接收 ID | 0x00000003 |
| 帧格式 | 标准帧 |
注意 1 0 为广播 ID，不可设置发送、接收 ID 为 0； 2 TF02-i-CAN 通信协议仅支持常用波特率，如下：1000kbps，900 kbps，800 kbps，666 kbps，500 kbps，400 kbps， 250 kbps， 200 kbps，160 kbps， 125 kbps， 100 kbps。
3.2.2 CAN 通信数据帧
CAN 协议下的数据格式如表 3- 10 所示，数据均为 16 进制数，每帧数据共计 8 字节，数据包含实测距离信息，即 DIST，单位为 cm；信号强度，即 Strength；时间戳信息，单位 ms。
表 3- 10TF02-ICAN通信数据格式
| 数据位 | 定义 | 说明 |
|---|---|---|
| Byte0 | Dist_L | 距离值低 8 位 |
| Byte1 | Dist_H | 距离值高 8 位 |
| Byte2 | Strength_L | 信号强度低 8 位 |
| Byte3 | Strength_H | 信号强度高 8 位 |
| Byte4 | 时间戳 | 时间戳低 8 位 |
| Byte5 | 时间戳 | 时间戳次低 8 位 |
| Byte6 | 时间戳 | 时间戳次高 8 位 |
| Byte7 | 时间戳 | 时间戳高 8 位 |
3.2.3 CAN 组网
CAN 总线网络主要挂在 CAN_H 和 CAN_L，各个节点通过两条线进行信号的串行差分传输，为了避免信号的反射和干扰，建议在总线两端接上 120Ω的终端电阻，常用如图 3- 1 所示。
提示组网使用情况下，建议联系北醒技术人员，沟通使用细节。
3.2.4 CAN 参数配置
CAN 参数配置指令格式如下所示： 表 3- 11TF02-iCAN通信参数配置指令格式
| 字节 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5-8 | 9-12 | 13 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 描述 | 0x5A | 0x0E | 0x51 | Type | Baudrate | Recv_id | Send_id | Check_sum |
| 默认值 | 0 | 8 | 0x00000003 | 0x00000003 |
其中各字段可选参数如下： Type：0（标准帧，默认），1（扩展帧）； Recv_id：TF02-i 接收 ID，小端格式； Send_id：TF02-i 发送 ID，小端格式； Baudrate：波特率代码，默认 250kbps，对应值 0x08，各波特率与 Byte4 数值对应如下表： 表 3- 12Byte4数值与波特率对应表
| Byte4 值 | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 波特率（Kbps） | 1000 | 900 | 800 | 666 | 500 | 400 |
| Byte4 值 | 8 | 10 | 11 | 14 | 16 | |
| 波特率（Kbps） | 250 | 200 | 160 | 125 | 100 |
指令配置示例： 举例 1：设置标准帧，波特率 500kbps，接收 ID=0x00000010，发送 ID=0x00000020，配置指令如下。
5A 0E 51 00 05 10 00 00 00 20 00 00 00 EE 举例 2：设置扩展帧，波特率 250kbps，接收 ID=0x0000AABB，发送 ID=0x0000CCDD，配置指令如下。
5A 0E 51 01 08 BB AA 00 00 DD CC 00 00 D0
3.2.5 其他参数配置
表 3- 13TF02-i常用参数配置
| 功能 | 下行指令 | 上行指令 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 获取版本号 | 5A 04 01 5F | 5A 07 01 V1 V2 V3 SU |
版本号 V3.V2.V1 |
| 输出帧率① | 5A 06 03 LL HH SU① |
5A 06 03 LL HH SU |
1-100Hz，默认 100Hz，LL、HH 分别为帧率低八位和高八位 |
| 单次触发指令 | 5A 04 04 62 | 数据帧 | 将帧率设置为 0，使用本指令触发测距 |
| 系统复位③ | 5A 04 02 60 | 5A 05 02 00 61 | 配置成功 |
| 5A 05 02 01 62 | 配置失败 | ||
| 数据输出开关 | 5A 05 07 00 66 | 5A 05 07 00 66 | 关闭数据输出 |
| 5A 05 07 01 67 | 5A 05 07 01 67 | 使能数据输出 | |
| 信号强度低阈值和低阈值输出值 | 5A 07 22 XX LL HH SU |
5A 07 22 XX LL HH SU |
出厂默认，Strength≤60 后，Dist 输出值为 4500。 XX=60/10=6(DEC)=06(HEX) ， 4500(DEC)=1194(HEX) ， LL=94 ， HH=11 |
| 恢复出厂设置 | 5A 04 10 6E | 5A 05 10 00 6F | 配置成功 |
| 5A 05 10 01 70 | 配置失败 |
| 保存配置④ | 5A 04 11 6F | 5A 05 11 00 70 | 配置成功 |
|---|---|---|---|
| 5A 05 11 01 71 | 配置失败 | ||
| 配置 120Ω端接电阻⑤ | 5A 05 60 01 C0 | 5A 05 60 01 C0 | 使能 120Ω端接电阻 |
| 5A 05 60 00 BF | 5A 05 60 00 BF | 不使能 120Ω端接电阻 |
注意 1 自定义帧率需要满足如下公式：200/n（n 为≥2 的整数）。
2 SU 为数据校验和，校验和默认关闭。
3 系统复位指令发送后，请保持通电并等待 1s，否则有可能导致无法复位。
4 所有配置完成后，均需执行保存设置指令，否则设备重启后配置失效。
5 120Ω端接电阻默认不使能。