TF02-Pro 用户手册

TF0 2- P ro 用户手册

Benewake (Beijing) Co., Ltd

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-Pro 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-Pro 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-Pro 是一款中距离激光雷达测距模组，测距性能最高可达 40m，基于 ToF（飞行时间）原理，可广泛应用于无人机定高、智能交通、智能停车场、智慧农业等领域。TF02-Pro 作为升级版本，经过光学系统和算法的升级和优化，在室外强光、不同反射率背景、不同温度下有更好的表现。

1.1 产品参数

表 1- 1TF02-Pro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~1000Hz（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 5V~12V
	平均电流		≤200mA
	功耗		≤1W
	峰值电流		300mA
	通信电平		LVTTL (3.3V)
	通信接口		UART、I2C、I/O
其他	尺寸		69mm×41.5mm×26mm (长*宽*高)
	壳体材质		PC/ABS
	工作温度		-20℃~60℃
	存储温度		-30℃~80℃
	重量		50g（含连接线）
	线长		80cm

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 1000Hz，自定义帧率数值需要满足如下公式：2000/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-Pro 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-Pro 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-Pro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-Pro 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 • 智能交通 • 智能停车场 • 料位检测 • 无人机 • 其他消费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-Pro 外部接线端子型号为普通的 1.25-4P。

表 2- 1 引脚功能及连接说明

线材颜色	功能	说明
红色	VCC	电源正极
白色	RXD/SDA	接收/数据
绿色	TXD/SCL	发送/时钟
黑色	GND	电源地

2.2 电气特性

TF02-Pro 无过压保护或极性保护，请确保接线及供电正常。

参数	数值
输入电压	DC 5V~12V
平均电流	≤200mA
峰值电流	300mA
平均功耗	≤1W
通信电平	LVTTL(3.3V)

3 通信协议与数据格式

3.1 串口数据通信

TF02-Pro 产品串口数据通信默认配置详见表 3- 1。

表 3- 1TF02-Pro数据通信协议——UART默认参数

通信接口	UART
默认波特率	115200
数据位	8
停止位	1
奇偶校验	None

3.2 串口数据输出格式及编码

TF02-Pro 有两种数据输出格式，标准数据输出格式和字符串数据格式，两种格式可通过指令代码相互切换，产品出厂默认为标准数据输出格式。

3.2.1 标准数据输出格式

数据结构：数据帧长度为 9 字节。包含距离信息（Distance）、信号强度信息（Strength）、温度（Temp）、数据校验字节（Checksum）等。数据格式为 16 进制（HEX）。具体数据编码详见表 3- 2。

表 3- 2 标准数据输出格式及编码说明

Byte0-1	Byte2	Byte3	Byte4	Byte5	Byte6	Byte7	Byte8
0x59 59	Dist_L	Dist_H	Strength_L	Strength_H	Temp_L	Temp_H	Checksum
数据编码说明
Byte0	0x59，帧头，每一帧都相同
Byte1	0x59，帧头，每一帧都相同
Byte2	Dist_L 距离值低八位
Byte3	Dist_H 距离值高八位
Byte4	Strength_L 低八位
Byte5	Strength_H 高八位
Byte6	Temp_L 低八位
Byte7	Temp_H 高八位
Byte8	Checksum 为前 8 字节数据的累加和，取累加和的低 8 位

• Dist(Distance)：代表 TF02-Pro 测量输出的距离值，默认单位为 cm，解析为十进制的值范围为 0-4500。实际使用过程中，当信号强度值 Strength≤60 时，Dist 的测量值被认为不可信，Dist 输出值为 4500。当信号强度大于 60 且实际距离在 45~60m 时，Dist 输出值为 4500。当信号强度大于 60 且实际距离超过 60m 时，会有过周期数据出现，此时数据为 0 或其他异常值。

• Strength：指信号强度，默认输出值会在 0-65535 之间。当测距档位一定时，测距越远， 信号强度越低；目标物反射率越低，信号强度越低。

• Temp(Temperature)：表征芯片内部温度值。摄氏度 = Temp / 8 – 256。

3.2.2 字符串数据格式

数据以字符串形式输出，单位为 m，比如测距为 1.21m，则输出字符串 1.21，后跟转义字符\r\n。

3.3 I²C 数据通信

TF02-Pro 同时支持 I²C 数据通信接口，默认配置详见表 3- 3。

表 3- 3TF02-Pro数据通信协议——I²C默认参数

通信接口	I²C
最大传输速率	400kbps
主从模式	从机模式
默认地址	0x10
地址范围	0x01~0x7F

3.4 I²C 模式数据时序说明

与串口通信不同，I2C 通信由主机发起，LiDAR 作为从机只能被动收发数据。主机向 LiDAR 写入配置指令帧后，需要等待足够长的时间，等待处理完该指令后，再进行读取反馈操作，建议等待时间为 100ms。

表 3- 4TF02-ProI²C模式数据时序说明

Start	Addr	W	A	Byte0	A	---	ByteN	A	Stop
	Wait 100ms
Start	Addr	R	A	Byte0	A	---	ByteN	A	Stop

写指令

读指令

3.5 I/O 数据通信

TF02-Pro 支持 I/O 模式输出，用于探测某一距离范围内是否存在目标物，通过引脚 3（绿色） 的高低电平变化，反馈范围内是否存在物体，I/O 模式工作方式如图 3- 1 所示。其中：

• Dist：临界值，滞回区间的近端值，单位 cm，默认为 0； • Zone：滞回区间，单位 cm，默认为 0。

当 Zone 设置为 0 时，目标距离小于 Dist 引脚 3 输出近区电平，目标距离大于 Dist 引脚 3 输出远区电平。如果目标距离恰好在 Dist 处，可能由于测距的波动性导致引脚 3 电平频繁高低跳变。可以通过设置 Zone，形成滞回区间，避免该问题。当 Zone 不为 0 时，目标距离大于 Dist+Zone 时触发高低电平的跳变，目标距离小于 Dist 时触发电平的跳变。高电平：3.3V；低电平：0V。

TF02-Pro 支持三种 I/O 模式，默认为 mode0，代表关闭 I/O 模式。mode 参数如下： • Mode0：数据输出模式； • Mode1：I/O 模式，电平近高远低； • Mode2：I/O 模式，电平近低远高。

4 自定义配置

为了让 TF02-Pro 可以更灵活的解决您的问题，特开放用户自定义配置产品参数的功能。用户可通过发送相关指令来修改产品的原有参数，如输出数据格式、输出帧率等。

请根据需求修改产品配置，切勿频繁尝试不相关指令，以免指令发送错误造成不必要的损失；请务必按照本说明书所列指令进行产品配置，切勿发送未声明的指令。

4.1 配置指令说明

针对文中出现的配置指令，请参考如下概念说明： • 多字节数据采用小端模式传输，即数据的低字节保存在数据帧的低地址中，如下示例： 设置帧率为 1000Hz，参见表 4- 1 帧率配置项，十进制数 1000 对应十六进制为 0x03E8， 则在数据帧中变现为： 0x5A 0x06 0x03 0xE8 0x03 0x4E • 下行：由上位机下发至 LiDAR 的数据指令帧 • 上行：由 LiDAR 上传至上位机或其它终端的数据指令帧设置 TF02-Pro 的相关参数，请先将 TF02-Pro 与 PC 建立连接，通过 TF 上位机或者其他串口调试软件，给产品发送相关配置指令，客户也可以通过自己的串口工具发送相关指令。所有指令在 UART 及 I2C 模式下通用。

4.2 参数配置指令

TF02-Pro 通信指令参数配置详见表 4- 1。所有配置完成后，均需要执行保存设置指令，否则重启后配置失效。

表 4- 1TF02-Pro参数配置指令说明

配置项	下行指令	上行指令	说明
获取固件版本	5A 04 01 5F	5A 07 01 V1 V2 V3 SU①	版本号 V3.V2.V1
系统复位②	5A 04 02 60	5A 05 02 00 61	配置成功
		5A 05 02 01 62	配置失败
帧率③	5A 06 03 LL HH SU	5A 06 03 LL HH SU	1-1000Hz，出厂默认 100Hz
单次触发指令	5A 04 04 62	数据帧	将帧率设置为 0，使用本指令触发测试
输出模式	5A 05 05 01 65	5A 05 05 01 65	标准 9 字节(cm)，出厂默认

	5A 05 05 02 66	5A 05 05 02 66	字符串格式(m)
	5A 05 05 06 6A	5A 05 05 06 6A	标准 9 字节(mm)
波特率④	5A 08 06 H1 H2 H3 H4 SU	5A 08 06 H1 H2 H3 H4 SU	出厂默认 115200；数据的低字节保存在数据帧的低地址；例： 256000(DEC)=3E800(HEX ）， H1=00,H2=E8,H3=03,H4=00
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
通信接口设置	5A 05 0A MODE SU	/	00（UART），出厂默认； 01（I2C）
修改 I2C 从机地址	5A 05 0B ADDR SU	5A 05 0B ADDR SU	修改 I2C_slave_addr，出厂地址 0x10
获取测距结果	5A 05 00 01 60	数据帧 ( 标准 9 字节 (cm))	仅 I2C 模式下可用
	5A 05 00 06 65	数据帧 ( 标准 9 字节 (mm))
I/O（开关量） 模式使能	5A 09 3B MODE DL DH ZL ZH SU	/	MODE 取值： 00: 标准数据模式，出厂默认； 01: I/O 模式，近高远低； 02: I/O 模式，近低远高。 DL/DH 为 Dist 的低/高 8 字节； ZL/ZH 为 Zone 的低/高 8 字节
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
低功耗模式使能	5A 06 35 0X 00 SU	5A 06 35 0X 00 SU	X（HEX）取值范围 0~A： X＞0 时，低功耗模式使能； X=0 时，低功耗模式关闭
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
保存设置⑤	5A 04 11 6F	5A 05 11 00 70	配置成功
		5A 05 11 01 71	配置失败

注意 1 SU 为数据校验和，校验和默认关闭。

2 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。

3 自定义帧率需要满足如下公式：2000/n（n 为≥2 的整数）。

4 可配置如下常用波特率：9600，14400，19200，38400，56000，57600， 115200，128000，230400，256000，460800，512000，750000，921600，）。

当帧率较高时 ，建议使用高波特率以确保数据传输稳定。 发送修改波特率指令后，需要保持通电，切换为目标波特率后，发送保存设置指令才能使设置生效。

5 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 测试指南

5.1 测试工具

TF02-Pro	TTL-USB 板	USB 连接线	电脑	TF 上位机软件

5.2 测试步骤

1) TF 上位机软件下载： 请到北醒官网（http://www.benewake.com/download）下载 TF02-Pro 上位机软件。软件使用详见附录一 TF 上位机使用说明。

2) 设备连线： 连接 TF02-Pro、TTL-USB 转接板和 USB 线，确保无松动，再将 USB 线与电脑连接。

3) 上位机连接： 打开 TF 上位机软件，如图 5- 1，点击①“Product”选择 TF02Pro，点击② “COM”选择占用的串口（示例中为 COM9），波特率③“Baudrate”选择 115200，点击“CONNECT”，TF 上位机连接 TF02-Pro。

连接成功后，相关探测信息显示，说明如下： 区域④“TIME LINE CHART”：连续测量数据输出曲线； 区域⑤“REAL-TIME DATA”：显示当前测量值，距离值 Dist、信号强度 Strength、每秒有效数据量 Effective Points。

提示

1 解压安装 TF 上位机软件前请关闭杀毒软件，避免上位机软件中的文件被当成病

毒删除，上位机目前仅支持在 Windows 系统上运行。

2 TTL - USB 板有两个 4P 连接端子，使用标有“TTL_UART”丝印的连接口。

3 若区域④“TIME LINE CHART”没有数据，请检查连接和线序，TF02-Pro 上电成

功，正面看发射透镜内会有微弱的红光。

6 固件升级

TF02-Pro 支持固件升级，当用户产品无法满足当前的使用需求，且北醒官方有相应的固件更新后，用户可通过“Updater_BENEWAKE”上位机更新产品固件。请联系技术支持人员获取固件升级上位机。

TF02-Pro 固件升级所需要的工具与快速测试步骤中描述的基本一致，同样需要 TTL-USB 板建立 TF02-Pro 与电脑的连接。升级过程如下： 1) 设备连接后，打开 Updater_BENEWAKE 上位机，配置①COM 选择占用串口（示例中为 COM9），配置②波特率为 115200，点击③Connect 建立 TF02-Pro 与上位机连接，如图 6- 1 所示。

2) 连接后，点击④Open Bin 选择需要更新的固件文件，文件上传完成后会有提示⑥Read bin done。随后点击⑤Download Bin 开始固件升级，如图 6- 2 所示。

3) 进度条增长至 100%，升级完成，并提示⑦Jump done，如图 6- 3。

注意 Updater_BENEWAKE 上位机和固件文件需要放在纯英文路径下。

7 常见问题及处理

1) 正常使用 TF02-Pro 情况下，有时距离值会跳变为 4500。

原因： 由于测试环境不同（被测目标的反射率和环境光干扰等），TF02-Pro 探测的信号强度会受到不同程度的影响。为保证测量数据的可靠性和稳定性，TF02-Pro 内部做了算法剔除，当信号强度低于 60 时，默认状态下 TF02-Pro 的距离值会反馈为 4500，仅用于提示用户该数据不可信。

处理措施： 请您将此类数值当作触发信号，以保证在 TF02-Pro 输出不可信数据时，您的系统可采用其他可信数据做下一步判断决策。

2) LiDAR 输出距离值与实际距离误差较大。

原因①： TF02-Pro 数据通信协议解析错误。

处理措施： 检查数据通信解析方式，如错误，请查看数据格式，调整解析方式。

原因②： 限于 TF02-Pro 的物理原理，被测目标为高反射率（镜面、光滑瓷砖等）或透明（玻璃、水等） 物质时，可能出现所述现象。

处理措施： 请尽量避免在此种情况下使用。

原因③： 产品透镜处有杂物遮盖。

处理措施： 请用干燥的无尘布轻轻将杂物擦除。

3) TF02-Pro 输出异常距离值 65535.

原因： 当遇到高反射率的被测物时（如镜面，水等），接收信号会饱和，此时 Strength=65535，Dist 输出值会变为 65534；当信号强度不足、低于 60 后，Dist 输出值会变为最大值 4500。

处理措施： 请尽量避免在此种情况下使用。

4) TF02-Pro 没有数据输出。

原因： 产品出厂前会经过严格的审检，以保证出厂的产品都可正常使用。因此可能是运输或者使用过程中的意外情况导致工作异常。

处理措施： 检查供电是否正常，电压是否在额定电压范围内。如供电正常，TF02-Pro 发射镜头内会有微弱

红光。

检查 TF02-Pro 接线顺序是否正确，连接是否可靠。

检查数据解析是否正确，请按照说明书说明的数据格式进行解析。

如仍未解决问题，请联系技术支持。

5) LiDAR 连接上位机后，无数据输出。

原因①： 目前上位机仅支持 Windows 操作系统，其他系统暂不支持。

处理措施： 更换为 Windows 操作系统的 PC。

原因②： TTL - USB 板连接不良。

处理措施： 检查 TTL -USB 板与 TF02-Pro 和 PC 的连接是否正确可靠。

原因③： 串口驱动未正确安装。

处理措施： 重新插拔 USB 连接线，尝试重新安装驱动，或去网上直接搜索驱动程序下载安装。

如果仍不能正常使用上位机，请联系我司技术支持。

6) TF02-Pro 在白板 40m 处精度变差、数据波动变大。

原因： 前端镜筒周围有金属材质的物体。

处理措施： 将镜筒附近的金属物体移开或更换为非金属材质。如果您的安装位置中镜筒周围的金属材质不可变更，同时对极限的距离下数据稳定性和误差有较高要求，请联系我司技术支持。

附录一 TF 上位机使用说明

TF 上位机目前仅支持在 windows 系统下使用，适用于北醒光子科技有限公司的 TF 系列产品， 但仅限于按照串口通信协议输出的产品，TF02-Pro 具体操作细节见下列说明。

Product：产品型号选择，如本文中使用 TF02-Pro。

COM：选择 LiDAR 占用的电脑端口号。

Baudrate：选择 LiDAR 配置的串口通信波特率，TF 系列 LiDAR 默认波特率为 115200。

CONNECT/DISCONNECT：点击 CONNECT 按钮，建立与 LiDAR 的连接；当点击 DISCONNECT 按钮，取消 LiDAR 连接。

2) 功能区 FUNCTION

Frame rate：设置帧率，下拉框中列出可选帧率，选择后立即上校，可在区域⑥中 Effective Points 出查看到帧率变化。

Output Control：控制 LiDAR 数据输出，默认 ON。

SAVE SETTING：保存配置，修改 Frame rate 或 Output Control 后，需要执行 SAVE SETTING， 否则 LiDAR 重启后更改的配置丢失。

RESTORE DEFAULT SETTING：恢复出厂设置。

Drawing/Pt：默认是 10，即上位机每接收 10 个数据，把 10 个点的数值取平均后在区域④内绘制一个点。可按需修改（为防止上位机卡顿，数值最好≥10），输入数值后，通过回车键使能。

Draw AMP：在区域④内绘制信号强度 Strength 的数据曲线，勾选后立即生效。

FREEZE/CLEAR：暂停/取消按钮，点击 FREEZE 后，上位机暂停，用于分析区域④中数据曲线； 点击 CLEAR 后，清除区域④内的数据曲线，重新开始绘图。

3) 数据录制区 DATA RECORDING

数据录制：在 Date file name 文本框中输入需要保存的数据文件命名，勾选 Time Stamp 后， 保存的数据添加时间戳，通过 RECORD 按钮录制 TF 系列 LiDAR 数据，保存进命名文件中，再次点击 FINISHED 结束录制。

FOLDER：打开文件夹，可以查看 RECORD 记录的数据文件。

4) 数据图形区 TIME LINE CHART

TF 上位机根据接收到的数据绘制连续的测距图像，纵坐标表示当前测距，横坐标表示有效点计数。

5) 指令发送区 CUSTOM COMMAND

COMMAND：进行串口指令的发送，需要注意的是输入指令完成后点击回车键，然后再点击上方的 SEND 按钮。

6) 实时数据区 REAL-TIME DATA

Dist：测距值，默认单位 cm。

Strength：信号强度，取值范围 0~65535。

Effective Points（per sec）：标识 TF 系列 LiDAR 每秒刷新的有效数据量。