激光雷达
由于激光雷达的高分辨率和高灵敏度,高度干扰观测背景,可实现全时观测,可广泛用于环境监测、地形图、高空检测、军事应用、民用车辆和其他领域。
激光雷达是高度定向的。高相干性、气象场强烈的单色性和快速发展。它可用于检测气溶胶、机载云、海洋和平流层风场、温室气体、温度和湿度变化等,提供准确的实时数据,为航空飞行提供支持,提供天气预报。
脉冲法/TOF法
TOF(Time of Fly)测距方法的原理是对探测物体打一束时间极短的激光,通过直接测量激光发射、打到探测物体再返回到探测器的飞行时间,来反推探测器到被测物的距离。这种测距方法类似于传统的微波雷达测距,返回的时延对应的路程是两倍的目标距离。
由于光的飞行速度极快,因此该方案需要一个非常精细的时钟电路(通常是 ps 级,1 ps=10^-3 ns)和脉宽极窄的激光发射电路(通常是 ns 级),因此开发难度和门槛较高,但一般采用 TOF 原理的激光雷达通常都能达到百米级别的探测距离。
小型化的应用-DTOF
dToF的原理看起来虽然很简单,但是实际能达到较高的精度很困难。除了对时钟同步有非常高的精度要求以外,还对脉冲信号的精度有很高的要求。普通的光电二极管难以满足这样的需求。而dToF中的组件SPAD由于制作工艺复杂,能胜任生产任务的厂家并不多,并且集成困难。所以目前研究dToF的厂家并不多,更多的是在研究和推动iToF。新款iPad Pro搭载的Pro级摄像头不仅包含了全新的超广角摄像头,还包含了一款激光雷达扫描仪。该扫描仪利用dToF技术,结合运动传感器和iPadOS内的架构,可以进行深度测量,为增强现实及更广泛的领域开启无尽可能。