“虹科激光雷达：飞行时间原理 vs FMCW原理”

fmcw被认为是lidar规则的修改者。 但是，这项技术真的有可能改变这一领域吗？ FCW已经可以广泛应用于传感器吗？ 为什么很多激光雷达制造商想继续依赖飞行时间的原理？

无论是扫描、旋转还是闪光技术，所有激光雷达传感器都有共同点。 用光束检测周围的环境。 但是，测量距离的原理不同。 其中两个最有名的原理是飞行时间原理( tof )和FM连续波原理) fmcw )。

一、飞行时间的原理:激光脉冲测距

飞行时间的原理是通过发射激光脉冲来测量传感器到物体的距离。 激光脉冲是指在短时间间隔内相继发射多个准直光脉冲。 它们被物体反射，被探测器重新收集。 计算激光脉冲的发送和接收所需的时间，得到从传感器到物体的距离。

这个原理是最常用的测距方法。 用这个方法测定的数据可信度很高。 可以用廉价的激光源实现。 但是，tof也有一点局限性。 例如，为了检测更远的距离，激光准直超过了最大值，由于人眼的安全规定，高准直脉冲的发送功率受到了严格限制。 处理这个问题的方法有很多。 例如，像彩虹科固体激光雷达中采用的mems反射镜一样，使用尺寸特别大的mems发射镜定制设计lidar传感器。 这样，使用飞行时间原理的传感器就可以测量远距离物体。 这是因为它是许多激光雷达传感器制造商的首选测量方法。

飞行时间原理

(/s2/)二、代替脉冲激光测距法的频率调制(/s2/) )。

为了避免峰值激光脉冲带来的挑战，也可以发射连续激光束。 通过调频测量到物体的距离。 但是调频是什么意思呢？ 也就是说，发射的激光束反复调制和“线性调频”，信号的频率一次又一次地变化。 激光束照射到物体上时，反射后的光的频率会发生变化。 反射光返回探测器是因为与发射时的频率相比，根据两频率之差计算出物体的位置新闻，其值与距离成正比。 该物体在移动的情况下，可以结合多普勒效应计算出物体的运动速度。

fmcw原理

三、测量速度

飞行时间的原理可以测量物体飞向的速度，但不像fmcw那样直接测量。 tof的原理只能使用记录的数据点测量传感器和物体之间的距离。 因为这个物体的速度需要根据多次测量结果进行计算。 发射多个脉冲，可以根据物体和传感器之间距离的变化和脉冲频率的变化计算出速度。

四、相干探测器和同轴传感器的设计

光线相干辐射的情况下，调频当然必须连续检测。 FCW采用相干检测器。 这个探测器非常灵敏，因为只有特定的相干光需要滤波和记录。 灵敏度提高意味着数据不受其他光的影响。 因此，fmcw具有良好的信噪比。 同时，即使是弱反射的物体，也可以在更远的距离进行检测。 但是，飞行时间的测量在这方面也毫不逊色。 同轴设计为只有在与发光完全相同的立场返回检测器的激光脉冲被捕获。 这种设计将过滤阳光和其他激光雷达传感器的信号。

五、飞行时间原理仍然是比较可靠的测量技术

那么，调频测量的原理更好吗？ 这种说法太笼统了。 这两种做法各有优缺点。 但是，飞行时间与fmcw相比，一个明显的特征是其迅速发展和成熟。 飞行时间原理多年来一直应用于激光雷达传感器。 fmcw还处于起步阶段。 这个技术又多又复杂，现在也很贵。 这是因为对激光源的要求很高。 在汽车领域，激光雷达传感器的价格整体昂贵，产业化是当前面临的重要问题。 因此，fmcw模块必须比tof激光探头模块目前的价格便宜得多，fmcw原理将得到更广泛的应用。 随着技术的飞速发展，单一芯片集成fmcw成为可能，从长远来看非常有吸引力。 毕竟，除了价格以外，缩小激光雷达的体积尺寸是所有激光雷达制造商努力的方向。