雷射雷達類型:TOF雷達VS三角測距雷達

2020-11-22 OFweek維科網

如今，雷射雷達已被廣泛應用於機器人、無人駕駛、AR／VR、3D列印等多個領域，根據應用領域的不同，雷射雷達的類型也存在一定差異，機器人是目前雷射雷達應用最為火熱的領域之一，按照不同的技術路線，可將機器人雷射雷達分為TOF雷射雷達及三角測距雷射雷達兩大類型。

TOF雷射雷達

TOF雷射雷達是一種進行光飛行的時間的測量方法，顧名思義就是發射出一道雷射，然後會有一種二極體來進行雷射的回波檢測，再使用一個很高精度的計時器去測量光波發射到目標物引起反饋再回來的時間差，而光速具有不變性，再將時間差乘以光速便可得到目標物體的距離。

對於TOF的測距原理，如果再加以細分，還可再分為脈衝式及相位式兩種。

脈衝式比較簡單直接，就是發出一道雷射的脈衝，然後再檢測雷射的相關信息。這個是目前TOF雷射雷達採用的主流方式。

相位式則是連續的發射雷射。但是接收到的回波信號會由於光速傳播的特性，相位上會有差距。當檢查相位時就可以轉過來處理這個距離。這種方式的優勢在於成本相對更低，但其主要問題是測量的速度沒法提高。

現下較熱的RPLIDAR S1雷射雷達便採用了脈衝式TOF測距原理，其配合思嵐科技研發的高速雷射採集處理機構，能進行每秒9200次的測距動作，在測距過程中，RPLIDAR S1將發射經過調製的紅外雷射信號，該雷射信號在照射到目標物體後產生的反光將被 RPLIDAR S1 的雷射採集系統接收，然後經過嵌入在 RPLIDAR S1 內部的DSP處理器實時解算，被照射到的目標物體與 RPLIDAR S1 的距離值以及當前的角度信息將從通訊接口中輸出。

基於TOF原理的RPLIDAR S1雷射雷達，目前可實現40米的測距距離，同時也是業內體積最小的雷射雷達之一，即使在遠距離物體條件下，這款TOF雷射雷達也能保證測量的精度不發生改變，同時在室外及更大場景中，其性能依舊穩定。

三角測距雷射雷達

三角測距雷射雷達是一種基於圖像處理的方法，就像我們給人拍照，人距離相機的遠近會決定TA在成像裡的大小，這就是三角測距的一種原理應用。像connect體感攝像頭，Intel研發的RealSense都會使用到三角測距法，三角測距法採用了一種特製的攝像頭，能拍攝出雷射的光斑的特性，從而能反推出距離。

相比TOF雷射雷達，三角測距雷射雷達的成本會有很大降低，本質上來說就是一個攝像頭加一個處理晶片。當然三角測距雷射雷達也有一些缺點，它會有解析度的限制，如解析度不高，物體又較遠，可能會出現看不清的情況，同理，三角測距法對於遠距離的物體來說，便會看的不是很清楚，所以對算法具有很高挑戰。如果算法不夠優秀，即使測量四五米開外的物體就會出現問題。

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