激光雷达的近亲 --- ToF传感器及其应用

因为身边不断出现的无人驾驶测试车，激光雷达对大家不再陌生。今天我们来聊聊与激光雷达在基本成像原理上相同的另外一种传感器，即飞行时间(ToF)传感器，这也是目前在科技创新领域大红大紫的另一种传感器，欢迎有相关经验的群友分享自己的经验、看法和观点。

在测距上机理上，超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等，其实都是ToF飞行时间传感器。

大家常说的ToF 传感器，常指激光器ToF 传感器，用在手机、机器人等领域，这类传感器的市场领跑者是艾迈斯和英飞凌，国内也有部分厂商在跟进，颇受资本追捧。

ToF技术广泛用于成像，其基本成像原理上ToF 相机与LiDAR相同，都采用飞行时间测距技术（包括利用APD或SPAD的直接测距法，和相干波调制的间接测量法）。

通过连续发射光脉冲照射被测物体，再接收返回的光波，经探测光脉冲飞行的时间计算出被测物体到传感器的距离。这很像3D激光传感器，只不过3D激光传感器，采用逐点扫描，而ToF相机则是同时得到整幅图像的深度信息，而且ToF传感器实现的像素尺寸比一般图像传感器的尺寸要大得多。

ToF相机的优点在于：能够实时地快速地计算深度信息，且深度计算不受物体表面灰度特征的影响，深度计算精度不会随距离改变而变化，基本上可以保证厘米级的精度，尤其适用于一些大范围距离变化且高速的应用场合，测量距离可以通过调整发射脉冲的频率来控制。而且测量误差在测量范围内基本恒定，抗干扰能力也较强，特别适合机器人、无人驾驶、AGV等领域。

消费级的ToF传感器, 例如深度相机，已经广泛地应用在3D建模、电影动画、手势识别、体感姿态识别等许多智能消费电子产品方面，发展空间广阔。