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激光雷达与3D成像技术-之 TOF探测

激光雷达

3D成像

飞行时间

3星 · 超过75%的资源需积分: 50 85 下载量 125 浏览量更新于2023-03-16 评论 2 收藏 1.78MB PDF 举报

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结合激光雷达的实现方式，描述飞行时间（TOF）的探测方法。讲述主流的探测手段和分析其优缺点。请尊重原创，转载请说明。

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“科络实验室”专题--激光雷达与3D成像

--- TOF探测

“科络实验室”原创文章，转载请注明来源。http://www.clocklab.tech/

激光雷达定义：

激光雷达是目前相对成熟的测距和 3D 成像方式，是激光技技术与雷达技术相结合的产物。

激光雷达 LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)，是激光探测及测距系统的简称。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。

图 - 激光雷达定义

激光雷达工作原理：

 向目标发射探测信号(激光束)；

 接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)；

 与发射信号进行比较，获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、

姿态、甚至形状等参数。

图 - 激光雷达工作原理图

CLOCK-LAB

科络实验室

激光雷达测距原理:

常见的探测原理是飞行时间(TOF, time of flight)探测法，记录脉冲激光发射到返回之间的

时间差，通过公式计算出与目标物之间的距离

图 - 激光测距仪

激光雷达基本结构：

激光发射器（二氧化碳激光器，半导体激光器），光学望远镜，接受探测器（光电倍增

管，半导体光电二极管，雪崩光电二极管，红外、可将管二维探测器），信息处理系统。

图 - 激光雷达结构图

激光雷达分类：

见下图，根据扫描方式和 TOF 的探测来分类，本文主要以下图为结构来描述激光雷达。

图 - 激光雷达分类

TOF 探测原理：

脉冲式激光雷达是将对目标距离的测量转换成了对激光飞行时间的测量，也就是把距离信

息用时间表示：

测量精度主要取决与时间鉴别部分和时间间隔测量部分，时钟计算单元的精度也就决定了

最终的测量精度。当测量距离为 500m 时，光脉冲的往返时间间隔则为：Δt=3.3us，若时间测量

单元的时钟频率为 300MHz，则在Δt 时间内有 1000 个脉冲，这就相当于在检测中一个脉冲的

误差会引起 0.5m 的测量误差。

TOF 探测-直接探测（距离选通 1）：

为了获得脉冲激光返回的时间，探测器

循环进行积分，每次积分窗口为一个激光脉

冲的时间宽度，通过多次窗口选通曝光来获

得激光脉冲的返回时间。

图 – TOF 距离选通探测原理

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weixin_59620790

2022-03-04

都是一般常识介绍，不值的积分下载

优化代码if((0 <= TOF_data[i][j] - TOF_data[i-1][j] <= MAX_MISTAKE) || (0 <= TOF_data[i-1][j] - TOF_data[i][j] <= MAX_MISTAKE)){ //前帧和后帧数据相同，说明是静置状态，准备手势 startDataCnt++; }

if (((TOF_data[i][j] - TOF_data[i-1][j]) >= 0 && (TOF_data[i][j] - TOF_data[i-1][j]) ) || ((TOF_data[i-1][j] - TOF_data[i][j]) >= 0 && (TOF_data[i-1][j] - TOF_data[i][j]) )) { // 前帧和后帧数据相同...

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