dToF雷达和三角雷达对比分析

01   激光雷达

扫地机领域激光雷达简介及分类

dToF&三角法

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射光信号，然后通过接收物体反射回来的光信号，通过信号处理和数据处理，便获得目标的相关信息，比如探测到的距离、方位、高度、速度等。

目前市面上扫地机领域的主流激光雷达产品，按技术路线大体可以分为两类，一类是dToF（Direct Time of Flight，直接时间飞行法）雷达，另一类是三角测距法雷达。

02   原理简介      

三角法的原理

激光以一定的入射角度照射被测物体，激光在物体表面发生反射和散射，反射光由图像传感器接收，由于激光器和探测器间隔了一段距离，所以依照光学路径，不同距离的物体将会成像在图像传感器上不同的位置。因此通过三角算法公式，计算出被测物体与基线的距离值，就能推导出被测物体的距离。

dToF的原理

激光器发射一个激光脉冲，并由计时器记录下发射的时间；回返光经接收器接收，并由计时器记录下回返的时间。两个时间相减即得到了光的“飞行时间”，而光速是一定的，因此在已知速度和时间后很容易就可以计算出距离。

03   优劣势对比

#	三角测距激光雷达	ToF雷达
技术实现难度	中	高
性能	中	优
成本	低	高
应用环境	室内短距离	室内长距离/室外

 

通过表格中对技术实现难度、性能、成本、应用环境四个方面的对比，可看出这两种分类方法的区别。

技术实现难度

dToF雷达的实现难点主要在2个方面，一个是SPAD在工艺和器件设计方面具有较高技术难度；另一个是dToF要求极高的计时精度和处理速度。因此，dToF技术实现难度要高于三角法。

性能

01   测量距离  

三角法在室内短距离环境下，可呈现较好的测量效果。但从原理上，dToF雷达因其技术优势，可覆盖从近端到远端的广泛量程。

02   帧率  

根据目前市面上的产品，三角法雷达的帧率一般不大于2kHz。dToF在完成一次测量时只需要一个光脉冲，实时时间分析也能很快响应，所以采样率能做到更高。

北极芯微最新的PCI图像传感器线阵解决了三角法受限问题，图像传感器的读取速度提升了1个数量级，大幅提升了三角法雷达的帧率，可媲美dToF。

03   精度  

dToF雷达在几十米的测量范围内能保持毫米级别定位精度，而三角法在近距离下的精度虽然很高，但是随着距离越来越远，其测量的精度会逐渐变差。

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  成本 在扫地机等短距离雷达产品领域，相较于dToF雷达百元级价位的费用，三角法因其几十元的高性价比优势，得到厂商和用户的青睐。     应用环境

三角雷达的场景主要是在室内短距离应用，比如扫地机器人避障，而dToF因其性能优势，应用则更为广泛。再加上dToF雷达半固态的设计，使得其具有更优秀的防护效果。

 

总结：三角法和dToF孰优孰劣？其实并无绝对的高低之分，它们优势各异，用户需根据应用场景的不同而选择适合的方案。

编辑：黄飞