LIDAR, 광학 거리 & 비행시간 거리측정 센서

레이저 소스가 펄스화되고 각 펄스가 반사되어 센서로 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 이 시간은 빛의 속도를 사용하여 거리로 변환됩니다. dToF 시스템은 강력한 저전력 거리 측정을 가능하게 합니다. 그러나, 수신기는 일반적으로 단광자 애벌란시 검출기와 타이밍 회로로 구현됩니다. 이를 위해 달성할 수 있는 어레이 크기에 대한 실질적인 제한은 솔리드 스테이트 시스템의 해상도를 일반적으로 <100 깊이 포인트로 제한합니다.

레이저 소스는 CW이고 톱니 파형("Chirp")으로 변조된 주파수입니다. 반사된 신호가 소스의 레퍼런스와 광학적으로 혼합됩니다. 그 결과 신호는 스펙트럼 분석에 의해 추출된, 거리에 해당하는 "비트" 주파수를 포함합니다. FMCW는 dToF에 비해 원거리, 낮은 이미터 전력, 주변 광에 대한 높은 내성, 방사 속도를 직접 측정할 수 있는 능력 등 견고성 및 성능 면에 이점을 가지고 있습니다. 그러나, 광학적 복잡성으로 인해 현재 전문적인 시스템에만 배치됩니다.

dToF / 플래시 LIDAR 시스템의 성능은 몇 가지 실용적인 요소에 의해 제한됩니다. 눈의 안전을 유지하기 위해 전송할 수 있는 최대 광 출력에는 한계가 있으며 이러한 제한은 범위에 영향을 미칩니다. 그 밖에도, 각 깊이 포인트에 시간 검출 회로가 필요하여 실질적으로 달성할 수 있는 해상도가 제한됩니다. TSS(True Solid State) Lidar 시스템은 픽셀화된 이미터 어레이를 사용하여 장면의 다른 부분을 순차적으로 비추어 이러한 문제를 해결합니다. 이를 통해 사용 가능한 광 출력을 각 펄스에 더욱 집중시키고 픽셀 TDC를 공유할 수 있습니다. 그러나, 이것은 추가적인 전송 복잡성을 가져옵니다.