TF02-Pro-W 用户手册

TF0 2- Pr o - W 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-W 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

版权声明本文档版权归©北醒公司所有，未经北醒公司的官方书面许可，请勿改变文档中的内容描述，以及对文档进行修改、删减或翻译。

免责声明我们的产品还在不断改进和更新，因此 TF02-Pro-W 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-W 是一款针对料位检测行业研发量产的新一代单点测距激光雷达，基于 ToF（飞行时间）原理，通过优化光学系统和内置算法，提供稳定、准确、可靠的测距性能，测距性能最高可达 25m。产品配置独特的除尘刷结构，雷达驱动除尘刷完成光学镜面除尘操作，可以在灰尘污染严重、尘土沉积环境中保持测距的准确性，同时开放配置接口用户可自定义除尘配置。

1.1 产品参数

表 1-1TF02-Pro-W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~25m
		10%反射率	0.1m~12m
	准确度①		±6cm（0.1m~6m），±1%（6m~25m）
	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		IP5X
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
	平均电流		≤400mA
	功耗		≤2W
	峰值电流		1A
其他	尺寸		85mm×59mm×43mm (长*宽*高)
	壳体材质		PC/ABS
	工作温度		-20℃~60℃
	存储温度		-30℃~80℃
	重量		90g（含连接线）
	线长		120cm

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。

• 请勿拆卸除尘刷，易造成设备故障，如遇除尘刷异常，请联系 bw@benewake.com 处理。

• 当舵机转轴被粉尘长时间堵塞时，舵机可能由于阻力变大而损坏，请定期清理转轴。

• 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-W 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-W 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，如图 1- 3 所示。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 光斑大小即探测范围边长随探测距离变化所示。

表 1-2 光斑大小即探测范围边长随探测距离变化

探测距离(m)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15	20	22
探测范围边长(cm)	5	10	16	21	26	31	37	42	47	52	79	105	115

提示被探测目标物体的边长应大于 TF02-Pro-W 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，雷达有效量程会减小。

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。

2 物理接口

2.1 线序说明

TF02-Pro-W 外部尾线出厂为散线，线序说明如表 2- 1 所示： 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
黑色	GND	电源地
白色	RXD/SDA	接收/数据
绿色	TXD/SCL	发送/时钟

2.2 电气特性

TF02-Pro-W 产品无过压保护或极性保护，确保接线和供电正常，电气相关参数如表 2- 2 所示。

表 2-2 电气特性

参数	数值
输入电压	DC 4.8V~5.5V
平均电流	≤400mA
峰值电流	1A
平均功耗	≤2W
电平	LVTTL（0~3.3V）

3 通信协议与数据格式

3.1 串口数据通信

TF02-Pro-W 产品使用 UART-LVTTL 接口，串口输出电平为 LVTTL 电平（0-3.3V），串口数据通信默认配置详见表 3- 1。

表 3-1TF02-Pro-W串口数据通信协议

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-W 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，配置方法及指令请见章节 4，出厂默认为标准数据输出格式。

3.2.1 标准数据输出格式

TF02-Pro-W 标准数据输出串口数据格式如表 3- 2 所示，数据均为 16 进制数，每帧数据共计 9 字节，包括：距离（Dist）、信号强度（Strength）、温度（Temp）、数据校验字节（Checksum） 等。其中各字段说明如下： • Dist(Distance)：代表 TF02-Pro-W 测量输出的距离值，默认单位为 cm。

• 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，内部温度值(℃)=Temp/8–256。

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
Byte1	0x59，帧头
Byte2	Dist_L，距离值低八位
Byte3	Dist_H，距离值高八位

Byte4	Strength_L，信号强度值低八位
Byte5	Strength_H，信号强度值高八位
Byte6	Temp_L，温度低八位
Byte7	Temp_H，温度高八位
Byte8	Checksum 为前 8 字节数据的累加和，取累加和的低 8 位

3.2.2 字符串数据格式

TF02-Pro-W 字符串数据格式数据以字符串形式输出，单位为 m，如若模块获取到的测量值为 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-W 同时支持 I²C 数据通信接口，默认配置详见表 3- 3。

表 3-3TF02-Pro-WI²C数据通信协议

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-Pro-WI²C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

4 自定义配置

为了让 TF02-Pro-W 可以更灵活的解决您的问题，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、帧率、除尘刷参数等。

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：由上位机下发至雷达的数据指令帧 • 上行：由雷达上传至上位机或其它终端的数据指令帧设置 TF02-Pro-W 的相关参数，请先将 TF02-Pro-W 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 配置指令

4.2.1 一般参数配置

TF02-Pro-W 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-W常用通信指令说明

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	设置帧率为 0，使用本指令触发单次测试

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))
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。

4.2.2 除尘刷运动及配置

4.2.2.1 除尘刷运动说明

TF02-Pro-W 除尘刷以固定周期工作，默认模式下每 4 小时进行 1 次除尘操作，每次除尘操作由雷达驱动除尘刷往返摆动 1 次。TF02-Pro-W 每次加电启动后，也会进行 1 次除尘操作。此外， 客户可通过指令控制雷达立即进行除尘操作，可修改除尘操作中除尘刷摆动次数，可保存设置。

除尘操作过程中，雷达不进行测量，无数据输出。

对于除尘刷位置如图 4- 1 所示，除尘刷不工作的时候停止在 A 位置，工作的时候从 A 位置运动到 B 位置，再返回到 A 位置，保证接收、发射光学窗口被全部清洁。

4.2.2.2 除尘刷参数配置

针对除尘刷运动，客户可自定义除尘周期、除尘刷往返次数，也可立即启动除尘刷，详细配置指令请参考表 4- 2 所示，切勿发送用户手册中未声明的指令。

配置除尘刷参数时需要按照以下 3 个步骤顺序进行： 1) 进入配置模式，发送：AA 55 F0 00 01 00 00 02 回显：AA 55 F0 00 01 00 00 02 表示成功发送； 2) 配置产品参数，发送：AA 55 F0 00 EE FF GG HH（详细配置请见表 4- 2） 回显：AA 55 F0 00 EE FF GG HH 表示成功发送； 3) 退出配置模式，发送：AA 55 F0 00 00 00 00 02 回显：AA 55 F0 00 00 00 00 02 表示成功发送。

表 4-2TF02-Pro-W除尘刷参数配置指令列表序号配置项下行指令说明

1	手动启动除尘刷	AA 55 F0 00 00 00 00 B0	在默认的除尘间隔时间内，可通过此指令在任意时间启动除尘刷进行工作
2	修改除尘周期	AA 55 F0 00 EE FF 00 B2	EE：除尘周期（单位：min）的高八字节，FF：除尘周期的低八字节
3	修改除尘刷往返次数	AA 55 F0 00 EE 00 00 B3	EE：一个除尘周期内除尘刷的往返运动次数

注意 1 除尘刷参数配置请严格安装步骤顺序执行。

2 配置项②若参数错误，回显为 AA 55 F0 03 EE FF 00 B2。除尘周期最小为 1min，若温度较高（大于 40℃），建议设置周期不小于 30min。

3 配置项③若参数错误，回显为 AA 55 F0 03 EE 00 00 B3。除尘刷往返次数最大可设置数值为 10。

5 测试指南

5.1 测试工具

表 5-1TF02-Pro-W快速测试工具

TF02-Pro-W	TTL-USB 板	USB 连接线	电脑	BW_TFDS 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）下载最新版本 BW_TFDS 上位机软件。软件使用详见附录一 BW_TFDS 上位机使用说明。

2) 设备连线： 如图 5- 1，连接 TF02-Pro-W、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 BW_TFDS 软件，如图 5- 2，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”，BW_TFDS 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 BW_TFDS 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 若区域④“TIME LINE CHART”没有数据，请检查连接和线序，TF02-Pro-W 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-W 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-W 固件升级所需要的工具与测试指南步骤中描述的基本一致，同样需要 TTL-USB 板建立 TF02-Pro-W 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-W 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 常见问题及解答

Q1：请问 TF02-Pro-W 支持其他电压供电吗？ A1：TF02-Pro-W 标准供电为 DC 4.8V~5.5V，如果您有其他供电电压需求，可联系销售人员咨询定制事宜，或参考产品 TF02-Pro-W-485，支持 7~30V 电压供电。

Q2：请问 TF02-Pro-W 的发散角（光斑）可以变大或变小吗？ A2：您好，此项属于定制需求，需要联系销售人员咨询。发散角是在产品设计之初根据所定产品性能确定的，发散角的确定还需要光学系统和产品结构的紧密配合，因此无法轻易更改，需要定制。

Q3：TF02-Pro-W 串口版可以传输多远呢？可否直接延长连接线增加传输距离？ A3：您好，TF02-Pro-W 串口版数据传输的有效传输距离为 2m 左右。如果您需要更长距离的数据传输，建议将串口通信转换为其他如 RS485 通信后，再延长数据线进行传输。

Q4：TF02-Pro-W 正常环境下连续工作寿命？ A4：TF02-Pro-W 质保期是一年，正常环境下可以使用三年以上，舵机的寿命高于雷达本身的寿命，雨刮为橡胶材质，长期工作会有磨损，在默认模式（4h 工作一次）下，寿命可以达到 3 年， 雨刮是可更换的配件。

Q5：TF02-Pro-W 是否支持 RS485 通讯接口、模拟量输出以及 MODBUS 协议？ A5：TF02-Pro-W 暂不支持除 TTL 串口以外的接口，协议是北醒标准协议，如需 MODBUS 协议请参考产品 TF02-Pro-W-485。如果有相关需求可以洽谈批量定制。

附录一 BW_TFDS 上位机使用说明

BW_TFDS 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，具体操作细节见下列说明。

Product：产品型号选择，如本文中选择 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。