‘333体育’三角测距与TOF激光雷达，你了解多少？

本文摘要：激光雷达普遍应用于服务机器人、无人驾驶、无人机、AGV叉车等领域，已沦为众多智能设备的核心传感器，它的重要性也是不言而喻。

激光雷达普遍应用于服务机器人、无人驾驶、无人机、AGV叉车等领域，已沦为众多智能设备的核心传感器，它的重要性也是不言而喻。就目前市面上的主流激光雷达产品而言，用作环境观测和地图建构的雷达，按技术路线大体可以分成两类，一类是三角测距激光雷达，另一类是TOF雷达。这两个名词坚信很多人并不陌生，但是要说这两种方案从原理、性能到成本上究竟孰优孰劣，以及背后的原因是什么，或许每个人都还某种程度有所困惑。

今天我们就来闲谈下现下大冷的三角测距激光雷达及TOF激光雷达。三角测距激光雷达与TOF激光雷达原理阐述三角法的原理如下图右图，激光器升空激光，在照射物体后，反射光由线性CCD接管，由于激光器和探测器间隔了一段距离，所以依照光学路径，有所不同距离的物体将不会光学在CCD上有所不同的方位。按照三角公式展开计算出来，就能推论出有被测物体的距离。

光看原理，是不是实在一挺非常简单。然而TOF的原理更为非常简单。如图2右图，激光器升空一个激光脉冲，并由计时器记录下出射的时间，修得光经接收器接管，并由计时器记录下修得的时间。两个时间相加即获得了光的“飞行中时间”，而光速是一定的，因此在未知速度和时间后很更容易就可以计算出来出有距离。

惜的是，要是所有事情做到一起都如同想要一起一样非常简单，那世界就过于幸福了。这两种方案在明确构建时都会有各自的挑战，但是比起一起，TOF要攻下的考验似乎要非常少。TOF雷达的构建难题主要在于：1.首先是计时问题。

在TOF方案中，距离测量依赖时间的测量。但是光速太快了，因此要取得准确的距离，对计时系统的拒绝也就显得很高。一个数据是，激光雷达要测量1cm的距离，对应的时间跨度大约为65ps。

略为熟知电气特性的同学应当就告诉这背后对电路系统意味著什么。2.其次是脉冲信号的处置。这里面又分两个部分：a)一个是激光的：三角雷达里对激光器驱动完全没什么拒绝，因为测量倚赖的激光脉冲的方位，所以只必须一个倒数光出射就可以了。

但是TOF却敢，不光要脉冲激光，而且质量还无法太差，目前TOF雷达的出射光脉长都在几纳秒左右，下降沿堪称拒绝越快越好，因此每家产品的激光驱动方案也是有强弱之分的。b)另一个是接收器的。一般来说脉冲时刻辨别只不过是对下降沿的时间辨别，因此在对脉冲信号处理时，必需确保信号尽可能不要杂讯。

另外，即便信号没杂讯，由于脉冲信号不有可能是一个理想的方波，因此在同一距离下对有所不同物体的测量也不会造成前沿的变动。比如对同一方位的白纸和黑纸的测量，有可能获得如下图的两个脉冲信号，而时间测量系统必需测得这两个前沿是同一时刻的（因为距离是同一距离），这就必须尤其的处置。

除此以外，接收端还面对着信号饱和状态、底噪处置等等问题，可以说道困难重重。

本文来源：333体育-www.vitali-cq.com