TOF激光雷达测距原理

如今，激光雷达已广泛应用于机器人、无人驾驶等多个领域，作为机器感知最重要的传感器，激光雷达发挥了巨大作用，根据技术原理的不同，激光雷达主要可分为三角测距激光雷达与TOF激光雷达，目前在国内大多数企业主要以三角测距激光雷达为主，基于TOF原理的激光雷达也逐渐迎来蓬勃发展。今天我们就先来聊聊TOF激光雷达。

以现下较热的TOF激光雷达RPLIDAR S1为例，RPLIDAR S1包括了激光测距核心以及使激光测距核心高速旋转的供电与机械部分。正常工作时，测距核心将开始顺时针旋转扫描。用户可以通过 RPLIDAR的扫描测距数据，以及对电机的旋转速度进行控制。

TOF激光雷达RPLIDAR S1 系统构成示意图

同时，RPLIDAR S1还自带转速检测与自适应系统，扫描时角分辨率会自动随着实际旋转频率做出调整。无需使用者为其提供复杂的供电系统。

其主要工作原理是基于激光飞行时间测距技术，再配合思岚科技研发的高速激光采集处理机构，能进行每秒9200次的测距动作，在测距过程中，RPLIDAR S1将发射经过调制的红外激光信号，该激光信号在照射到目标物体后产生的反光将被 RPLIDAR S1 的激光采集系统接收，然后经过嵌入在 RPLIDAR S1 内部的DSP处理器实时解算，被照射到的目标物体与 RPLIDAR S1 的距离值以及当前的角度信息将从通讯接口中输出。

TOF激光雷达RPLIDAR S1的工作原理示意图

在电机机构的驱动下，激光雷达的测距核心将顺时针旋转，从而实现对周围环境的 360 度全方位扫描测距检测。

TOF激光雷达扫描所得环境示意图

基于TOF原理的RPLIDAR S1激光雷达，目前可实现40米的测距距离，同时也是国内目前体积最小的激光雷达，即使在远距离物体条件下，这款TOF激光雷达也能保证测量的精度不发生改变，同时在室外及更大场景中，其性能依旧稳定。