LiDAR測(cè)距應(yīng)用越來(lái)越普及，例如行人檢測(cè)、車(chē)輛檢測(cè)、障礙物探測(cè)等自動(dòng)駕駛應(yīng)用，以及道閘防砸、高度計(jì)等。本項(xiàng)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(cè)距結(jié)果及顯示。本項(xiàng)目BOM如下：

Arduino Nano開(kāi)發(fā)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(cè)距能力，LiDAR是一種精確的激光探測(cè)及測(cè)距器件。LiDAR工作原理與無(wú)線電雷達(dá)沒(méi)有區(qū)別，即由雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)信號(hào)，經(jīng)目標(biāo)反射后被接收系統(tǒng)收集，通過(guò)測(cè)量反射光的運(yùn)行時(shí)間而確定目標(biāo)的距離。至于目標(biāo)的徑向速度，可以由反射光的多普勒頻移來(lái)確定，也可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)距離，并計(jì)算其變化率而求得速度。

?

項(xiàng)目采用的TFmini-S是一款基于TFmini升級(jí)的單點(diǎn)測(cè)距雷達(dá)，盲區(qū)降低為10cm，室外測(cè)距性能進(jìn)一步提升，不同反射率的測(cè)距精度得到優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、精準(zhǔn)、高靈敏和高速的距離測(cè)量。

連接TFMini-S LiDAR傳感器與Arduino

TFMini-S LiDAR可通過(guò)UART或I2C接口與Arduino連接。本項(xiàng)目采用UART。

?

將TFMini傳感器的VCC & GND引腳連接到Arduino開(kāi)發(fā)板的5V & GND引腳，Tx、RX引腳連接到Arduino開(kāi)發(fā)板的D2 & D3引腳。

當(dāng)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(kù)

北醒官網(wǎng)、Github都提供有TFMini-S LiDAR傳感器庫(kù)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(kāi)始顯示距離和信號(hào)強(qiáng)度，把手在傳感器前面來(lái)回移動(dòng)可觀察到距離在變化，盲區(qū)從30cm縮減到10cm。

?

如果希望通過(guò)LCD顯示測(cè)量結(jié)果，就需要在前述電路的面包板上加一個(gè)16x2 LCD顯示器，并通過(guò)10K電位器來(lái)調(diào)節(jié)LCD的對(duì)比度。這樣，本項(xiàng)目就實(shí)現(xiàn)了便攜式涉及，可以裝起來(lái)帶去戶外體驗(yàn)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(jié)果顯示，TFMini-S LiDAR傳感器最大測(cè)距為12m，由于戶外障礙物比室內(nèi)少很多，測(cè)距準(zhǔn)確度高達(dá)90％。

審核編輯：湯梓紅