技术资料
TFS20-L 用户手册
Benewake 北醒
Benewake 北醒
TFS20-L 用户手册
前言
本用户手册包含 TFS20-L 激光雷达的介绍、使用和维护等内容。正式使用前请仔细阅读本手册， 使用过程请严格按照手册所述步骤执行，以避免产品损坏、财产损失、人身损害或/和违反产品 保修条款。 如在使用过程中遇到无法解决的问题，请联系北醒工作人员协助解决。
联系方式
| Parameter | Value |
|---|---|
| 官网地址 | https://ai.benewake.com/zh/products/tfs20-l/ |
| 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◎北醒所有，未经北醒的官方书面许可，请勿对本文档内容进行修改、删减或翻 译。
免责声明 TFS20-L产品不断改进中，其规格参数会发生迭代变化，请以官网最新版本为准。
目录
| Parameter | Value |
|---|---|
| 1产品概述 | ⋯1 |
| 1.1工作原理. | .1 |
| 1.2规格参数 | .1 |
| 1.3结构外观 | .2 |
| 2硬件接口及协议 | …3 |
| 2.1线序说明. | ..3 |
| 2.2 串口数据通信 | 4 |
| 2.3串口输出格式 | 4 |
| 2.412C通信 | 5 |
3自定义配置 3.1帧定义 6 3.2 一般参数配置及说明
| Parameter | Value |
|---|---|
| 4 快速测试步骤 | 9 |
| 4.1 产品测试所需工具 | 9 |
| 4.2测试步骤. | 9 |
| 5 FAQ | ⋯ 11 |
| 附录 | 12C 寄存器列表 ⋯•.12 |
1产品概述
本章主要介绍TFS20-L 的工作原理、规格参数、结构外观和视场角度。 1.1工作原理
TFS20-L 是一款微型化单点激光雷达模组，基于直接测量飞行时间法（dToF）进行距离测量。 发射端的激光器经过发射透镜准直发射出脉冲激光信号，经被测物体的反射，回波信号进入接 收透镜，被接收端的高灵敏度 SPAD 探测器检测到，可计算出发射与回波信号的时间差，根据 光速即可计算被测物体与 LiDAR之间的距离。 1.2 规格参数
表1规格参数
性能参数
| Parameter | Value |
|---|---|
| 测量范围 | 0.2-20m@90%反射率@OKlux,0.2-15m@90%反射率@100Klux 0.2-12m@10%反射率@OKlux，0.2-9m@10%反射率@100Klux |
| 准确度① 士 | 6cm（0.2~6m）， 1%（≥6m） |
| 测距精度② | 2cm（0.2~6m）@10 |
| 帧率 | 0/20/50/100（默认）/250Hz |
| 抗环境光能力 | 100Klux |
光学性能
| Parameter | Value |
|---|---|
| 光源 | VCSEL |
| 中心波长 | 905nm |
| 视场角 | <2° |
| 激光安全等级 | Class 1 Eye-safe 【EN60825】 |
机械电气参数
| Parameter | Value |
|---|---|
| 平均功耗 | ≤0.43W |
| 峰值电流③ | 130mA@3.3V |
| 供电电压 | DC 3.3士9%V |
| 通信电平④ | LVTTL （3.3V） |
| 工作温度 - | 20°C~+60°C |
| 存储温度 - | 40°C~+85°C |
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
| Parameter | Value |
|---|---|
| 尺寸 | 21 ×15 ×7.87mm3 |
| 重量 | 1.35g |
| 硬件接口 | 0.8mm-6P（型号：WFO8006-01207） |
| 防护等级 | 无 |
备注：
① 该准确度为室内25°C、90%反射率背景板下测得，条件变化可能会引起测 量结果变化。 ② 该精度为室内25°C条件下测得，条件变化可能会引起测量结果变化。 ③ 峰值电流为室温环境下测得。 ④LVTTL 电平不能超过 3.3V
1.3结构外观
7.87+0.2 5.93‡02 7.87:0.2
2.52401
0.8+0.1
21:0.2 06.9=0.1
01.9:0.1
a品C］
图1 TFS20-L 尺寸图
©2024醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
2硬件接口及协议
2.1线序说明
连接器端子型号为 WF08006-01207，端子间距 0.8mm
图2 TFS20-L线序
编号 功能 说明 1 3V3 LASER 激光器供电 2 3V3 电源正极 3 UART_TX/2C_SDA 接收/数据 4 UART_RX/I2CSCL 发送/时钟 5 GPIO 通信片选 6 GND 电源地
模组支持 UART、IIC两种通讯方式，但上电时，只能选择其中一种接口运行。如下图：
UART 12C GND 3V3 91 3V3_LASER 2 3V3 HBV LASER 2% 47K 強開成。
| Parameter | Value |
|---|---|
| INT | 44120 SCL HINT |
| 5 6 GND | GND。 |
| 上电时将INT 管脚接地 | 电阻或者直接悬空 上电时 INT 管脚需要上拉一个4.7K的 |
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
2.2 串口数据通信
表2 UART通信协议
| Parameter | Value |
|---|---|
| 接口参数 | 默认值 是否可配置 |
| 波特率 | 115200 可配置 |
| 数据位 | 8 不可配置 |
| 停止位 | 1 不可配置 |
| 奇偶校验 | 无 不可配置 |
备注： 波特率可以设置为9600、19200、38400、57600、115200、230400、 460800、921600。TFS20-L 的默认波特率为115200。配置错误波特率时， 重置为 115200。
2.3串口输出格式
每个数据帧由9个字节的十六进制数组成，详见下表：
表3数据帧
ByteO -1 Byte2 Byte3 Byte4 Byte5 Byte6 Byte7 Byte8 0x59 59 Dist_L Dist_H Strength_L Strength_H Temp_L Temp_H Checksum
数据编码解释
| Parameter | Value |
|---|---|
| ByteO | 0x59，帧头，每一帧都相同 |
| Bytel | 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 |
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
2.4I2C通信
引脚5上拉一个 4.7K的电阻或直接悬空时，TFS20-L启动为I2C通信模式，引脚3为数据线 SDA，引脚4为时钟线SCL，TFS20-L做为I2C从机，默认从机地址为 Ox10，支持最高 400kbps 的时钟频率。I2C 寄存器列表见附录I2C 寄存器列表。 注意：
1. 固件版本V1.4.6及以上的版本支持I2C通信，若固件版本低于V1.4.6 或出现无 法通信的情况，请升级固件或联系技术支持人员。
2. 本文档中的12C从机地址是 7-bit的数值，可用范围是［Ox08，0x77］，十进制［8， 119］。I2C开始信号后发送的第一个字节，需要先将7-bit的地址左移一位（乘以2），再 补充最低位的读写标志。如 TF-Luna 的默认从机地址为Ox10，写操作地址为0x20，读操 作地址为 0x21。通过12C写寄存器后，TFS20-L需要一段时间进行处理才能生效，如果用 户需要读回寄存器值进行验证，建议在写操作之后等待 100ms 在进行读操作。
写寄存器时序： Start SlaveAddr Ack Register Addr Ack Datal Ack DataN Ack Stop 读寄存器时序： Start Slave Addr W Ack Register Addr Ack Stop
Start SlaveAddr Ack Datal Ack DataN Nack Stop
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
3 自定义配置
3.1帧定义
TFS20-L 中的一些参数客户可以进行自定义配置，例如数据帧格式、帧率等，可以通过发送特 定指令进行更改，所有参数在配置成功后均会保存在 Flash 中，重新上电时无须再次配置。 配置参数时请遵循特定格式和规则，避免发送随机的指令。 注意：所有配置指令均为16 进制数（HEX）发送。
表4 TFS20-L指令格式
ByteO Bytel Byte2 Byte3 ~ ByteN-2 ByteN-1 Head Len Payload Checksum
指令编码解释
ByteO Head：指令帧的帧头（固定值，0×5A） Bytel Len：指令帧总长度（包含 Head 和 Checksum，单位为字节） Byte2 ID：代表不同功能指令的解析方式 Byte3-N-2 Data：数据段，根据ID 进行解析，数据为小端格式 ByteN-1 Checksum：对从Head 到Payload 的所有字节进行求和计算，取低8位 3.2一般参数配置及说明
设置 TFS20-L的相关参数，请先将TFS20-L与PC建立连接，连接方式参考4.2，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。 在发送完参数配置指令后，默认掉电保存。
表5 常用的配置指令
| Parameter | Value |
|---|---|
| 可配置项 下行指令 | 上行指令 说明 出厂配置 |
| 5A 04 01 5F | 5A 07 01 VIV2V3 1 |
| 获取固件版本 | SU⑨ 版本号V3.V2.V1 |
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
| Parameter | Value |
|---|---|
| 输出帧率① 5A 06 03 LL HH | 5A 06 03 LL HH SU 仅支持 100Hz |
| Su@ | 0/20/50/100/250HZ |
| 单次触发指令 5A 040462 | 数据帧 将输出帧率设置为0后， |
可通过本指令触发测试
输出模式 5A 05 05 0165 5A 05 05 0165 标准9字节（cm）
5A 05 05 06 6A 5A 05 05 06 6A 标准9字节（mm） /
设置波特率②例：
5A 08 06 H1 H2 5A 08 06 H1 H2 H3 256000（DEC）=3E800（HEX
波特率② H3 H4SU H4SU）， 115200
H1=00,H2=E8,H3=03,H4=
| Parameter | Value |
|---|---|
| 输出开关③ 5A 05 07 0066 | 5A 05 07 00 66 关闭数据输出 |
| 5A 05 07 01 67 | 5A 05 07 0167 使能数据输出 / |
| 校验和开关 5A 05 08 01 68 | 5A 05 08 0168 使能校验和 / |
| 5A 05 0800 67 | 5A 05 08 0067 不使能校验和 |
| 修改示例 | Strength≤100 |
| 后， | Dist 输出值修改力 |
1200。 Strength
| Parameter | Value |
|---|---|
| 信号强度低阈 5A O7 22XXLL | 5A07 22 XXLL HH <300 |
| 值和低阈值输 | XX=100/10=10（DEC）=0A（ 后，Dist |
| 出值 HHOO | SU HEX） 输出值为 |
1200（DEC）=4BO（HEX） 500
LL=BO,HH=04
备注： ① 配置项主要用于调整产品的输出频率。输出频率默认值为100HZ，支持自 定义配置，支持频率为0、20、50、100、250HZo ② 波特率可以设置为9600、19200、38400、57600、115200、230400、 460800、921600。TFS20-L的默认波特率为 115200。配置错误波特率时， 重置为115200。 ③ 每次上电需发送使能开关指令。 ④ ‘SU’代表校验和将低8位放入指令中 例如，将波特率修改为460800，首先将460800 更改为HEX（0×00 0708 00），然后计算校验和为 0x77，可以得到如下指令-5A 08 06 00 08 0700
©2024北醒（北京）光子科技有限公司 版权所有 更新：08/26/2024
⑤不需要发送保存指令，发送特定配置指令后即刻生效并保存。
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
4 快速测试步骤
4.1 产品测试所需工具
TFS20-L TTL- USB 板 USB-TypeC线 电脑 上位机软件 4.2 测试步骤
（1） 上位机测试软件下载 请到北醒官网 （https://ai.benewake.com/zh/resources/downloads/tfs20-l/） 下载TFS20-L 上位机软件。 注意：解压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） 设备连接
图3正确连接示意图
如上图所示，连接『TFmini/TFmini-S』、『TTL-USB 转接板』和『USB 线』，确保无松动， 再将『USB线』与『电脑』连接。 （3） 上位机连接与读数 如图5，打开TF上位机，选择『① TFmini/TFmini-S』，并选择自动识别的占用串口（这里是 『②COM57』）。 然后，点击『CONNECT』进行上位机连接。连接成功后，右侧『④ TIME LINE CHART』区域 会出现连续输出的数据图像，下方『⑥ REAL TIME DATA』区实时显示当前测试距离（Dist）、 每秒有效数据量（Effective Points） 和信号强度（Strength）。
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
| Parameter | Value |
|---|---|
| K BENEWAKE TF | About| - |
| Control Panel | Workspaces |
| SETTINGS TIME LINE CHART | DYNAMIC CURSOR |
| Product Type： ④）00- | - 12m |
Benewake TFmini| ① Serial Port： COM92 - 9.6m DISCONNECT 400- FUNCTION gm Pix Mode ③ istancel 300- -7.2m Data Amout FREEZE CLEAR
200- -4.8m
| Parameter | Value |
|---|---|
| Device Command： 42 57 02 00 00 00 00 00 | 100 |
| SEND COMMAND | -2.4m |
| DATA RECORDING ⑤ | 。 20181502028020728020.0 - 0m |
| Rename data file： | Number of Points（a.u.） |
（⑥） TIME DATA
RECORD FOLDER Dist: 428 Effective Points（per sec）： 100 Strength: 136
图4上位机界面及显示
说明： 如果『④ TIME LINE CHART』区没有数据，请检查连接和线序，TFS20-L上电成功，正面看发 射透镜内会有微弱的红光。 距离输出 Dist值，跟据输出单位不同会有所区别，默认单位为cm。如果通过指令修改TFS20- L的距离单位为mm，上位机并不能区分，『④ TIME LINE CHART』单位仍为cm。例如， TFS20-L 实际测量距离为 1m，以mm 为单位则输出 1000，通过该上位机读取的数值为 1000， 但上位机上的单位不会变化，仍显示cm。
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
5 FAQ
1. 雷达连接上位机后，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 TFS20-L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。
2. TFS20-L工作一段时间后会发热 这是产品正常工作状态。芯片与电路板持续工作后，轻微发热属于正常现象
3. TFS20-L 没有数据输出。 原因①：V1.4.0版本上电默认不输出数据，需要发送使能输出的指令。 处理措施：上电后发送使能输出指令 5A 05 07 0167。 原因②：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，TFS20-L发射镜头 内会有微弱红光。 检查 TFS20-L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。
4. TFS20-L是否支持超低功耗模式？ 不支持，目前待机功耗约 145mW。平均功耗约430mW，若使用10000mAh电池供电，可维持 约6天。
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024
| Parameter | Value |
|---|---|
| 附录 | I2C 寄存器列表 |
| Address R/W Name | Initial Description |
| 0x00 | Value |
| R R DIST_LOW | cm |
0x02 0x01 DIST_HIGH
RR AMP_LOW
0x04 0x03 R AMP_HIGH Ox0s RRR TEMP_LOW 0.01摄氏度 Ox06 TEMP_HIGH
| Parameter | Value |
|---|---|
| Ox07 TICK_HIGH TICK_LOW | 时间戳 |
| Ox08-0X09 | 保留 |
| OXDA VERSION_REVISION | 修订版本 |
| Ox0B VERSION_MINOR | 次版本 |
| OxOD OXOF Ox0C R VERSION_MAJOR | 主版本 |
| ox10-0×1D | 保留 |
| R SN | - 存放第一个字节 生产编码，ASCII 码，14 字节，Ox10 |
| OXLE-OXIF | 保留 |
| 0x20 0x21 w W SAVE SHUTDOWN/REBOOT | 写0x01：保存当前寄存器值 |
| 0x22 W/R SLAVE_ADDR | 0x10 写0x02：重启 |
| 0x23 W/R MODE | 0x00 范围：［0x08,0x77］ |
0x01：指令触发模式 OX00：连续工作模式
0x24 W TRIG_ONE_SHOT - OxO1：触发一次测距，仅指令触发模式 0x25 W/R ENABLE 0x01 下有效
0x00：雷达关闭 OxO1：雷达开启
| Parameter | Value |
|---|---|
| 0x26 W/R FPS_LOW | 0x64 帧率 |
| 0x28 0x27 W/R FPS_HIGH | 0x00 |
| 0x29 W | 保留 |
| Ox2A AMP_THR_LOW RESTORE_FACTORY_DEFAULTS | 0x2C 写0x01：恢复出厂寄存器值 |
| W/R | 定为 DUMMY_DIST AMP 阈值，AMP低于阈值后，距离固 |
| 0x2B ox2C W/R W/R DUMMY_DIST_LOW AMP_THR_HIGH | 0×01 |
OxFF 当 AMP 低于 AMP_THR 输出的距离
| Parameter | Value |
|---|---|
| 0x2D W/R DUMMY_DIST_HIGH | OxFF 值，cm |
| Ox2E W/R MIN_DIST_LOW | 0x00 最小距离值，mm，DUMMY_DIST 不受 |
| Ox2F W/R MIN_DIST_HIGH | 该限制 |
| 0x30 W/R MAX_DIST_LOW | 0x00 |
OxFF 最大距离值，mm，DUMMY_DIST 不受
0x31 W/R MAX DIST_HIGH 该限制 0x3A-O×3F R SIGNATURE OxFF TFS20-L’
©2024北醒（北京）光子科技有限公司•版权所有 更新：08/26/2024