dToF-直接飞行时间


所谓dToF,正如我们前面讲到的那样,是通过发射器发射出激光束,照射到物体上之后,再使用专门的传感器接收反射光信号,通过直接测量从发射到接收的时间差,乘以光速,就能测量出对象物体的相对距离。之所以苹果将dToF称之为“激光雷达”,就是因为除了发射出去的是激光信号而不是无线电波之外,dToF的工作原理其实和雷达是一模一样的。

简单来总结的话,LiDAR、激光雷达,或者说dToF技术的优点,在于测距距离远(可达5-200m)和测量精度高,同时因为是激光,所以抗干扰能力也很强,但缺点是接收端必须要使用精度非常高的特殊传感器,成本难以降低,小型化也比较困难。

激光雷达-LiDAR

iToF-间接飞行时间


iToF就不同了。它发射的并不是“直来直去”的激光束,而是经过了正弦波调制,明暗强度呈现规律变换的光信号。这些光信号照射到物体表面之后,也会原样被反射回来,并被iToF的接收传感器所捕捉。只不过iToF的传感器反应速度没有dToF那么快,无法做到精确感知皮秒、纳秒级别的时间差,因此其所捕捉的,其实是反射回来的信号光强度特征。由于iToF的发射光(和反射光)信号是呈现规律变化的,所以对比发射光和反射光的信号差异,就能间接计算出中间经过了多长时间,从而再乘以光速,得出相对距离。

更糟糕的是,由于iToF实际上是靠感知正弦波光信号的差异来“估算”其从发射到反射回来的距离。假使某个iToF发射器所产生的正弦波光信号每走1米的距离,信号强度的变化就经历一个周期,那么这就会出现一个非常非常严重的问题,即只要每间隔1米的距离,所反射回来的信号特征就会是完全一样的。也就是说,iToF本身其实存在着非常严重的测距不准隐患,或者说,它只能在一个非常短的距离内真正起作用。

相比之下,iToF的优点首当其冲就是可以做到低成本。因为它不需要特殊的高速传感器,所以甚至可以用普通的小尺寸CMOS作为受光单元,可以轻松实现小型和廉价化的设计。但缺点就是我们刚刚提到的作用距离有限,测量精度低等问题。

参考链接

飞行时间深度摄像头(TOF Camera)和激光雷达(LiDAR)在原理上有什么异同?

维感科技:杀入3D ToF传感模组业界的一匹黑马