用TFMini LiDAR传感器和Arduino实现激光测距
lidar测距应用越来越普及，例如行人检测、车辆检测、障碍物探测等自动驾驶应用，以及道闸防砸、高度计等。本项目以北醒tfmini-s micro lidar传感器为例，演示lidar传感器与arduino的连接，以及测距结果及显示。本项目bom如下：
arduino nano开发板 1
tfmini-s lidar传感器 1
jhd162a 16x2 lcd显示器 1
10k电位器 1
面包板 1
跳线 22
基于激光的精确测距能力，lidar是一种精确的激光探测及测距器件。lidar工作原理与无线电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一个信号，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定，也可以测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度。
项目采用的tfmini-s是一款基于tfmini升级的单点测距雷达，盲区降低为10cm，室外测距性能进一步提升，不同反射率的测距精度得到优化，可以实现稳定、精准、高灵敏和高速的距离测量。
连接tfmini-s lidar传感器与arduino
tfmini-s lidar可通过uart或i2c接口与arduino连接。本项目采用uart。
将tfmini传感器的vcc & gnd引脚连接到arduino开发板的5v & gnd引脚，tx、rx引脚连接到arduino开发板的d2 & d3引脚。
当然，也可以把tx and rx连接在其他引脚上，只要支持软件串口即可。
源代码及例程库
北醒官网、github都提供有tfmini-s lidar传感器库文件和例程，具体如下：
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）;
}
这下，serial monitor开始显示距离和信号强度，把手在传感器前面来回移动可观察到距离在变化，盲区从30cm缩减到10cm。
如果希望通过lcd显示测量结果，就需要在前述电路的面包板上加一个16x2 lcd显示器，并通过10k电位器来调节lcd的对比度。这样，本项目就实现了便携式涉及，可以装起来带去户外体验了。
#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（）;
}
结果显示，tfmini-s lidar传感器最大测距为12m，由于户外障碍物比室内少很多，测距准确度高达90％。
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tfmini-s lidar传感器 1
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10k电位器 1
面包板 1
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基于激光的精确测距能力，lidar是一种精确的激光探测及测距器件。lidar工作原理与无线电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一个信号，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定，也可以测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度。
项目采用的tfmini-s是一款基于tfmini升级的单点测距雷达，盲区降低为10cm，室外测距性能进一步提升，不同反射率的测距精度得到优化，可以实现稳定、精准、高灵敏和高速的距离测量。
连接tfmini-s lidar传感器与arduino
tfmini-s lidar可通过uart或i2c接口与arduino连接。本项目采用uart。
将tfmini传感器的vcc & gnd引脚连接到arduino开发板的5v & gnd引脚，tx、rx引脚连接到arduino开发板的d2 & d3引脚。
当然，也可以把tx and rx连接在其他引脚上，只要支持软件串口即可。
源代码及例程库
北醒官网、github都提供有tfmini-s lidar传感器库文件和例程，具体如下：
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）;
}
这下，serial monitor开始显示距离和信号强度，把手在传感器前面来回移动可观察到距离在变化，盲区从30cm缩减到10cm。
如果希望通过lcd显示测量结果，就需要在前述电路的面包板上加一个16x2 lcd显示器，并通过10k电位器来调节lcd的对比度。这样，本项目就实现了便携式涉及，可以装起来带去户外体验了。
#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
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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（）;
}
结果显示，tfmini-s lidar传感器最大测距为12m，由于户外障碍物比室内少很多，测距准确度高达90％。
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