如今，激光雷達已被廣泛應用于機器人、無(wú)人駕駛、AR/VR、3D 打印等多個(gè)領(lǐng)域，根據應用領(lǐng)域的不同，激光雷達的類(lèi)型也存在一定差異，機器人是目前激光雷達應用最為火熱的領(lǐng)域之一，按照不同的技術(shù)路線(xiàn)，可將機器人激光雷達分為 TOF 激光雷達及三角測距激光雷達兩大類(lèi)型。

TOF 激光雷達

TOF 激光雷達是一種進(jìn)行光飛行的時(shí)間的測量方法，顧名思義就是發(fā)射出一道激光，然后會(huì )有一種二極管來(lái)進(jìn)行激光的回波檢測，再使用一個(gè)很高精度的計時(shí)器去測量光波發(fā)射到目標物引起反饋再回來(lái)的時(shí)間差，而光速具有不變性，再將時(shí)間差乘以光速便可得到目標物體的距離。

對于 TOF 的測距原理，如果再加以細分，還可再分為脈沖式及相位式兩種。

脈沖式比較簡(jiǎn)單直接，就是發(fā)出一道激光的脈沖，然后再檢測激光的相關(guān)信息。這個(gè)是目前 TOF 激光雷達采用的主流方式。

相位式則是連續的發(fā)射激光。但是接收到的回波信號會(huì )由于光速傳播的特性，相位上會(huì )有差距。當檢查相位時(shí)就可以轉過(guò)來(lái)處理這個(gè)距離。這種方式的優(yōu)勢在于成本相對更低，但其主要問(wèn)題是測量的速度沒(méi)法提高。

現下較熱的 RPLIDAR S1 激光雷達便采用了脈沖式 TOF 測距原理，其配合思嵐科技研發(fā)的高速激光采集處理機構，能進(jìn)行每秒 9200 次的測距動(dòng)作，在測距過(guò)程中，RPLIDAR S1 將發(fā)射經(jīng)過(guò)調制的紅外激光信號，該激光信號在照射到目標物體后產(chǎn)生的反光將被 RPLIDAR S1 的激光采集系統接收，然后經(jīng)過(guò)嵌入在 RPLIDAR S1 內部的 DSP 處理器實(shí)時(shí)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。

基于 TOF 原理的 RPLIDAR S1 激光雷達，目前可實(shí)現 40 米的測距距離，同時(shí)也是業(yè)內體積最小的激光雷達之一，即使在遠距離物體條件下，這款 TOF 激光雷達也能保證測量的精度不發(fā)生改變，同時(shí)在室外及更大場(chǎng)景中，其性能依舊穩定。

三角測距激光雷達

三角測距激光雷達是一種基于圖像處理的方法，就像我們給人拍照，人距離相機的遠近會(huì )決定 TA 在成像里的大小，這就是三角測距的一種原理應用。像 connect 體感攝像頭，Intel 研發(fā)的 RealSense 都會(huì )使用到三角測距法，三角測距法采用了一種特制的攝像頭，能拍攝出激光的光斑的特性，從而能反推出距離。

相比 TOF 激光雷達，三角測距激光雷達的成本會(huì )有很大降低，本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是一個(gè)攝像頭加一個(gè)處理芯片。當然三角測距激光雷達也有一些缺點(diǎn)，它會(huì )有分辨率的限制，如分辨率不高，物體又較遠，可能會(huì )出現看不清的情況，同理，三角測距法對于遠距離的物體來(lái)說(shuō)，便會(huì )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(yōu)秀，即使測量四五米開(kāi)外的物體就會(huì )出現問(wèn)題。

上表是詳細對比，實(shí)際上來(lái)說(shuō)，TOF（Time of Flight）方法在性能上比較占優(yōu)，但成本相對更高。而三角測距法則相反，在成本上，它是一種非常占優(yōu)的方案。但是其缺點(diǎn)在于如果軟件的復雜度不夠高，在進(jìn)行遠距離的測量的時(shí)候，性能就會(huì )下降得特別快。

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