在《激光测距方面的文章及帖子备忘》这篇文章中,只是初步的对激光测距的脉络和框架有个初步的了解,这两天继续阅读相关的文章,有了更多的一些认知。激光测距如果是通过借助“光反时间”进行距离计算的话,那么这个“光反时间”t就是要被测量的数值。根据测量方法不同,有dtof法和itof法两种。从其名称上不难看出,dtof方法就是直接测量光返时间,而itof法则是间接的测量。
直接测量光反时间,原理并不复杂,甚至是很容易理解的,而且电路也相对简单,它还有更大的优点:可以测量远距离、超远距离,只要激光强度足够就可以。这一测量方法唯一的难点就是如何精准的计时:激光脉冲发出的时刻开始计时、回光信号收到的时刻结束计时。这个时间段要被精准的抓取并记录下来,可以说被测物体距离越远,相对而言得到回光时间就约容易。
然而也是因为它记录的Δt有可能存在较大的误差,因而测量结果的波动性也会比较大。同样的距离,测量5次,也许每次之间的距离误差能高达3-5米。不过dtof法更多的应用场景是几百米~数十千米的范围,因而有个几米的误差尚能接受罢。
另外一种方法就是itof间接测量,是通过调制信号在回波中的相移推算出Δt,这里的相移相当于是对测量结果进行了一次“细分”,如果分辨率是1°、也就是对结果进行了360分的细分;如果分辨率是0.1°,则意味着是对测量结果进行了3600分的细分。因而相对于直观测量法而言,itof间接测量法可以天然的令测量结果精度提升几百倍,轻松从“米”的测量精神,提升至“厘米”、甚至是“毫米”的测量精度。
然而itof测量依靠的是调制信号的频率,而这个调制信号又属于高频信号,因而在电子电路中,面对高频信号的时候,会因为要面对不在设计时体现出的各种串扰问题、现场应用场景下的各种串扰问题,而无法得到理想的波形和信号、或者说噪声问题会变得严峻,因而虽然它的测量结果更优异、理论虽然复杂但理论测量方案更简便,但在实际操作的时候反而会变得更加难以设计和实现。
另一方面,间接测量法的整个“测量系统”中存在的功能单元要比直接测量法多,拍着脑袋说,如果直接测量法整个电路功能单元有4个,那么间接测量法要实现的电路功能单元可能就要有10~15个左右。依然是因为串扰、信号干扰问题,在如此众多的电路功能模块中,任何一个模块产生的污染,都有可能导致整个系统失真。所以对于间接测量法,要将整个系统中各个功能模块联动起来、平衡好每一个模块的耐受程度、对外产生的污染量,是一个不小的挑战。
除此之外,间接测量法,我个人觉得暂且就没有其它障碍或难度了。所以接下来,我想花一些时间对这个工具的具体实现进行学习,看看是否能够在经过一段时间的学习和尝试之后,有个阶段性的收获吧。