LiDAR測距應用越來越普及，例如行人檢測、車輛檢測、障礙物探測等自動駕駛應用，以及道閘防砸、高度計等。本項目以北醒TFMini-S Micro LiDAR傳感器為例，演示LiDAR傳感器與Arduino的連接，以及測距結果及顯示。本項目BOM如下：

Arduino Nano開發板 1

TFMini-S LiDAR傳感器 1

JHD162A 16X2 LCD顯示器 1

10K電位器 1

面包板 1

跳線 22

基于激光的精確測距能力，LiDAR是一種精確的激光探測及測距器件。LiDAR工作原理與無線電雷達沒有區別，即由雷達發射系統發送一個信號，經目標反射后被接收系統收集，通過測量反射光的運行時間而確定目標的距離。至于目標的徑向速度，可以由反射光的多普勒頻移來確定，也可以測量兩個或多個距離，并計算其變化率而求得速度。

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項目采用的TFmini-S是一款基于TFmini升級的單點測距雷達，盲區降低為10cm，室外測距性能進一步提升，不同反射率的測距精度得到優化，可以實現穩定、精準、高靈敏和高速的距離測量。

連接TFMini-S LiDAR傳感器與Arduino

TFMini-S LiDAR可通過UART或I2C接口與Arduino連接。本項目采用UART。

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將TFMini傳感器的VCC & GND引腳連接到Arduino開發板的5V & GND引腳，Tx、RX引腳連接到Arduino開發板的D2 & D3引腳。

當然，也可以把Tx and Rx連接在其他引腳上，只要支持軟件串口即可。

源代碼及例程庫

北醒官網、Github都提供有TFMini-S LiDAR傳感器庫文件和例程，具體如下：

include

#include "TFMini.h"

TFMini tfmini;

SoftwareSerial SerialTFMini（2, 3）; //The only value that matters here is the first one, 2, Rx

void getTFminiData（int* distance, int* strength）

{

static char i = 0;

char j = 0;

int checksum = 0;

static int rx[9];

if （SerialTFMini.available（））

{

rx[i] = SerialTFMini.read（）;

if （rx[0] != 0x59）

{

i = 0;

}

else if （i == 1 && rx[1] != 0x59）

{

i = 0;

}

else if （i == 8）

{

for （j = 0; j < 8; j++）

{

checksum += rx[j];

}

if （rx[8] == （checksum % 256））

{

*distance = rx[2] + rx[3] * 256;

*strength = rx[4] + rx[5] * 256;

}

i = 0;

}

else

{

i++;

}

}

}

void setup（）

{

Serial.begin（115200）; //Initialize hardware serial port （serial debug port）

while （!Serial）; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only

Serial.println （"Initializing..."）;

SerialTFMini.begin（TFMINI_BAUDRATE）; //Initialize the data rate for the SoftwareSerial port

tfmini.begin（&SerialTFMini）; //Initialize the TF Mini sensor

}

void loop（）

{

int distance = 0;

int strength = 0;

getTFminiData（&distance, &strength）;

while （!distance）

{

getTFminiData（&distance, &strength）;

if （distance）

{

Serial.print（distance）;

Serial.print（"cm\t"）;

Serial.print（"strength: "）;

Serial.println（strength）;

}

}

delay（100）;

}

這下，Serial monitor開始顯示距離和信號強度，把手在傳感器前面來回移動可觀察到距離在變化，盲區從30cm縮減到10cm。

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如果希望通過LCD顯示測量結果，就需要在前述電路的面包板上加一個16x2 LCD顯示器，并通過10K電位器來調節LCD的對比度。這樣，本項目就實現了便攜式涉及，可以裝起來帶去戶外體驗了。

#include

LiquidCrystal lcd（12, 11, 10, 9, 8, 7）;

#include

#include "TFMini.h"

TFMini tfmini;

SoftwareSerial SerialTFMini（2, 3）; //The only value that matters here is the first one, 2, Rx

void getTFminiData（int* distance, int* strength）

{

static char i = 0;

char j = 0;

int checksum = 0;

static int rx[9];

if （SerialTFMini.available（））

{

rx[i] = SerialTFMini.read（）;

if （rx[0] != 0x59）

{

i = 0;

}

else if （i == 1 && rx[1] != 0x59）

{

i = 0;

}

else if （i == 8）

{

for （j = 0; j < 8; j++）

{

checksum += rx[j];

}

if （rx[8] == （checksum % 256））

{

*distance = rx[2] + rx[3] * 256;

*strength = rx[4] + rx[5] * 256;

}

i = 0;

}

else

{

i++;

}

}

}

void setup（）

{

lcd.begin（16, 2）;

Serial.begin（115200）; //Initialize hardware serial port （serial debug port）

while （!Serial）; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only

Serial.println （"Initializing..."）;

SerialTFMini.begin（TFMINI_BAUDRATE）; //Initialize the data rate for the SoftwareSerial port

tfmini.begin（&SerialTFMini）; //Initialize the TF Mini sensor

}

void loop（）

{

int distance = 0;

int strength = 0;

getTFminiData（&distance, &strength）;

while （!distance）

{

getTFminiData（&distance, &strength）;

if （distance）

{

Serial.print（distance）;

Serial.print（"cm\t"）;

Serial.print（"strength: "）;

Serial.println（strength）;

lcd.setCursor（0, 0）;

lcd.print（"Dis: "）;

lcd.print（distance）;

lcd.print（" cm"）;

lcd.setCursor（0, 1）;

lcd.print（"Str: "）;

lcd.print（strength）;

}

}

delay（500）;

lcd.clear（）;

}

結果顯示，TFMini-S LiDAR傳感器最大測距為12m，由于戶外障礙物比室內少很多，測距準確度高達90％。

審核編輯：湯梓紅