用于服务机器人的激光扫描仪和距离传感器必须在恶劣和交替的环境条件下工作。环境光和表面反射率的强烈变化使得很难将反射光与环境光区分开来。
直接飞行时间系统的光脉冲很短，可以使用高功率激光，而不会危及眼睛安全。与闪光系统相比，扫描系统每个像素的激光功率更高，因此单光束扫描激光雷达系统仍然是一种极具吸引力的方法。事实上，该技术已广为人知，电子设备的复杂性也在可控范围内。
< 1ns 范围内的短激光脉冲被发送到扫描相关区域的移动反射镜上，雪崩光电二极管接收光脉冲，TIA - 比较器组合为测量时间的时间数字转换器（TDC）产生触发信号。
通常，发送的一小部分光在内部被旁路，用作参考。这样就可以消除驱动器和接收器温度引起的任何延迟变化。光速非常高：𝑐 = 299,792,458 m/s。激光雷达系统以反射方式测量，这意味着距离的计算公式为 距离 d = ToF / 2 * c 1 毫米的距离相当于 6.6 ps 的飞行时间。因此，激光雷达系统的 TDC 分辨率应为< 30 ps，最小分辨率为 1 厘米，安全系数为 50%。
ScioSense 提供的 TDC 可以 10 ps 的分辨率进行测量，但我们也要坦率地指出，主要是模拟前端、反射表面甚至空气湍流等其他因素会限制距离分辨率。
另一个重要参数是脉冲对分辨率，即 TDC 可以测量的两个脉冲之间的最短时间，而不忽略第二个脉冲。这一点在激光束连续从多个物体（例如站在墙壁前的一群人）反射的情况下非常重要。智能系统可以解读所有这些脉冲，尤其是第一个和最后一个脉冲。合理的目标规格是，在分辨 1 米距离时，脉冲对的分辨率应在 6.6 ns 的范围内。
图 1：ToF 时序
另一个重要参数是脉冲对分辨率，即 TDC 可以测量的两个脉冲之间的最短时间，而不忽略第二个脉冲。这一点在激光束连续从多个物体（例如站在墙壁前的一群人）反射的情况下非常重要。智能系统可以解读所有这些脉冲，尤其是第一个和最后一个脉冲。合理的目标规格是，在分辨 1 米距离时，脉冲对的分辨率应在 6.6 ns 的范围内。
图 2：激光雷达计时
Sciosense TDC 可为所有这些功能提供解决方案：
