基于TOF测量技术的短距激光雷达设计文献综述

 2024-06-02 23:49:35
摘要

随着机器人、无人驾驶、三维建模等领域的快速发展,对环境感知技术的要求越来越高,短距激光雷达作为一种能够提供精准距离信息的传感器,受到了广泛关注。

基于飞行时间(TimeofFlight,TOF)测量技术的激光雷达凭借其非接触测量、精度高、响应速度快等优势,在短距离测量领域展现出巨大的应用潜力。

本文首先阐述了TOF测量技术的原理,并分析了其优缺点;接着,对国内外短距激光雷达的研究现状进行了综述,重点介绍了不同TOF测量技术的实现方式、系统构成以及关键技术;然后,对短距激光雷达设计中面临的挑战进行了分析,例如环境光干扰、多路径效应、系统功耗等;最后,对基于TOF测量技术的短距激光雷达的未来发展趋势进行了展望。


关键词:短距激光雷达;飞行时间测量;环境感知;距离测量;三维建模

1相关概念解释

#1.1激光雷达激光雷达(LightDetectionandRanging,LiDAR)是一种主动遥感技术,其工作原理是通过发射激光束照射目标物体,并接收目标反射回来的激光信号,通过计算激光信号的飞行时间或相位差来获取目标物体的距离、速度等信息。

激光雷达具有测量精度高、抗干扰能力强、不受光照条件影响等优点,被广泛应用于自动驾驶、机器人导航、地形测绘、三维建模等领域。


#1.2TOF测量技术飞行时间(TimeofFlight,TOF)测量技术是一种常用的距离测量方法,其基本原理是通过测量激光脉冲从发射到接收的飞行时间来计算目标物体的距离。

TOF测量技术可以分为直接飞行时间(dTOF)测量和间接飞行时间(iTOF)测量两种方式。


##1.2.1直接飞行时间(dTOF)测量dTOF测量直接测量激光脉冲的飞行时间,通常采用高精度计时器或时间数字转换器(TDC)来实现。

dTOF测量的优点是测量精度高,但其对计时器和TDC的精度要求较高,成本也相对较高。

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