激光雷达的测距方法主要包括以下几种，以下为中文说明：

1. 飞行时间法（Time-of-Flight, ToF）

• 原理：通过测量激光脉冲发射到目标并反射回接收器的时间差（(\Delta t)）计算距离。
  公式：( \text{距离} = \frac{c \cdot \Delta t}{2} )（(c)为光速）。
• 类型：
  • 直接ToF（dToF）：直接测量脉冲往返时间，适用于远距离（百米级），精度较高。
  • 间接ToF（iToF）：通过调制激光相位并检测相位差间接推算时间，适合中短距离（数十米），分辨率高。
• 应用：自动驾驶、地形测绘。

2. 相位测距法（Phase-Shift Measurement）

• 原理：对激光束进行连续调制（如正弦波），通过比较发射与反射信号的相位差计算距离。
  公式：( \text{距离} = \frac{c \cdot \phi}{4\pi f} )（(\phi)为相位差，(f)为调制频率）。
• 特点：短距离精度可达毫米级，但易受噪声干扰，测程较短（一般＜100米）。
• 应用：工业精密测量、室内导航。

3. 调频连续波法（FMCW, Frequency-Modulated Continuous Wave）

• 原理：发射频率线性变化的连续激光束，通过反射信号与发射信号的频率差（差频）计算距离和速度。
  公式：距离 (R = \frac{c \cdot f_{\text{差}}}{2 \cdot \text{调制斜率}})。
• 优势：
  • 同时测距与速度（利用多普勒效应）。
  • 抗环境光干扰强，适用于复杂场景。
• 应用：高端自动驾驶（如无人车避障）、移动机器人。

4. 三角测距法（Triangulation）

• 原理：发射激光到目标表面，接收器在固定基线距离外捕捉反射点，通过激光点位置与基线的几何关系解算距离。
  公式：基于相似三角形或三角函数计算。
• 特点：结构简单，近距离精度高（毫米级），但测程短（一般＜10米），易受遮挡影响。
• 应用：工业自动化（如零件尺寸检测）、扫地机器人。

方法对比表

选择依据

• 远距场景（如自动驾驶）：ToF或FMCW。
• 高精度短距（如工业检测）：相位法或三角法。
• 动态目标测速：FMCW。
• 成本敏感场景：三角法或直接ToF。

以上方法根据激光雷达的应用需求（测程、精度、环境、成本）综合选择，现代激光雷达常结合多种技术提升性能。