ToF传感器基本概念-526互联

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1. ToF基本介绍

ToF（Time-of-Flight 飞行时间）传感器是一种基于飞行时间来计算距离的传感器，其基于信号发射与其在被物体反射后返回到传感器之间的时间差来计算距离。

ToF是一种测距方法，所有的像素点测量的距离构成一幅深度图（灰度图），可以通过ToF传感器得到目标距离（depth）信息和整个场景的灰度图像。

ToF传感器并没有使用相机技术，个人信息得到充分保证，是一种匿名的、经济实惠的传感器。

而手机上常用的ToF相机，是ToF传感器和图像传感器组成的相机，是使用ToF传感器获取目标的深度（depth）信息数据，结合图像传感器，进而得到3D图像。

ToF传感器可用于机器人导航、车辆监控、人数统计和物体检测等。

2. ToF基本原理

ToF传感器发射的信号是光信号，即光子（Photons），使用光子在两点之间传播所需的时间来计算两点之间的距离。

光子（Photons）是构成光的基本粒子。它们有不同的波长，如图所示，不同的波长的波用处不同，在之前的文章中接介绍过。

常见的ToF传感器使用的是靠近红外光或者激光，常见的波长是 850 nm 和 940 nm

光子的三个关键属性：

光子携带能量;
它们以恒定的速度行进，通常是光速;
他们很少独自旅行。

3. ToF分类

ToF传感器都使用光子在两点之间传播所需的时间来测量距离，根据发射光的调制方式不同，可以将ToF可以分为dToF（Direct-ToF，直接飞行时间）和iToF(Indirect-TOF，间接飞行时间)。

3.1 dToF
dToF（direct Time-of-Flight 直接飞行时间)，光源被脉冲调制（Pulsed Modulation），直接ToF传感器发出仅持续几纳秒的短光脉冲，然后测量一些发射光返回所需的时间。一般采用方波脉冲调制，这是因为它用数字电路来实现相对容易。

3.2 iToF

iToF（indirect Time-of-Flight）间接光飞行时间，iToF采用的是连续波调制（Continuous Wave Modulation），把发射的光调制成一定周期信号，通常是正弦波或方波，测量该发射信号与到达被测量物反射回接收端时的相位差，间接计算出飞行时间。即是通过测量相位偏移差来间接测量光的飞行时间，而不是直接测量光飞行时间。