泡問(wèn)泡答：都叫ToF，有什么不同呢？
在最近的幾年，越來(lái)越多的設(shè)備搭載了ToF傳感器，并且在產(chǎn)品上進(jìn)行了眾多的應(yīng)用，并且在眾多的場(chǎng)景下得到了很好的使用，那么什么是ToF呢？能帶來(lái)什么樣的作用？
我們先來(lái)了解一下什么是ToF
ToF的全稱是 Time-of-Flight，翻譯為中文就是飛行時(shí)間，是屬于LiDAR（激光雷達(dá)技術(shù)）的一種，也是屬于現(xiàn)階段的主要3D識(shí)別技術(shù)之一。其原理主要是通過(guò)向場(chǎng)景中發(fā)射近紅外光，利用光的飛行時(shí)間信息，測(cè)量場(chǎng)景中物體的距離，以此可以測(cè)量出中距離的空間。和3D結(jié)構(gòu)光有所不同的是，雖然二者同樣利用了紅外光，但是3D結(jié)構(gòu)光是利用光學(xué)衍涉器件將紅外光產(chǎn)生的激光光束陣列繼續(xù)復(fù)制并且發(fā)射，隨后采用紅外COMS對(duì)被照射物體所產(chǎn)生光斑大小及形態(tài)進(jìn)行分析，從而獲得深度信息。但是因?yàn)楣馐植肌⒐馑p及算法上的限制，其覆蓋范圍比起ToF更近，但卻可以實(shí)現(xiàn)以更高的激光束密度換取更高精準(zhǔn)度的效果。因此在蘋(píng)果的Face ID上就采用了3D結(jié)構(gòu)光的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)更好的體驗(yàn)。
△蘋(píng)果的3D結(jié)構(gòu)光
ToF的分支：
在現(xiàn)階段，ToF分為dToF（direct）和iToF（indirect）兩種。其中dToF，全稱是direct Time-of-Flight。顧名思義，dToF直接測(cè)量飛行時(shí)間。其原理是通過(guò)直接在發(fā)射端使用納秒甚至皮秒級(jí)的短脈沖激光，并且在發(fā)射后也能很快的進(jìn)行反應(yīng)，很快的接收反射回來(lái)的激光。所以需要更高進(jìn)度的Single Photon Avalanche Diode(SPAD 具有單光子探測(cè)能力的光電探測(cè)雪崩二極管)或者APD（雪崩光電二極管）進(jìn)行探測(cè)。
在dToF上，其利用記錄發(fā)射脈沖和接收脈沖之間的時(shí)間間隔，進(jìn)行距離的計(jì)算。dToF會(huì)在單幀測(cè)量時(shí)間內(nèi)發(fā)射和接收N次光信號(hào)，然后對(duì)這些時(shí)間進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，并且得出到最后的距離。
但現(xiàn)階段，由于需要對(duì)光脈沖飛行時(shí)間、接收時(shí)間進(jìn)行良好的同步判斷，其對(duì)于算法、硬件的要求較高。在此前只有大部分的高端汽車(chē)采用了的dToF，直到蘋(píng)果將此技術(shù)運(yùn)用在iPad和iPhone上。
dToF之外還有另一個(gè)分支—iToF，（indirect Time-of-Flight）顧名思義就是采用間接飛行時(shí)間來(lái)揭曉距離的判斷。其原理是把發(fā)射的光波調(diào)制成一定頻率的周期性信號(hào)，通過(guò)測(cè)量發(fā)射信號(hào)和該信號(hào)經(jīng)過(guò)被測(cè)物反射回來(lái)到達(dá)接收端時(shí)的相位差，間接計(jì)算出光的飛行時(shí)間，從而得到深度的數(shù)據(jù)。由于其原理的不同，其可以利用多次的周期性型號(hào)對(duì)相位差進(jìn)行判斷，在實(shí)際使用過(guò)程中，由于采用了周期性頻率波的策略，所以為了更好的保障精度，需要在使用接收到的次數(shù)越高更好，因此距離越遠(yuǎn)，兩個(gè)周期的波長(zhǎng)會(huì)變得較難分辨，會(huì)產(chǎn)生干擾的情況，所以在應(yīng)用距離上較短，并且相比較于dToF存在易被強(qiáng)光干擾的情況。
△兩者的對(duì)比
實(shí)際的應(yīng)用差距：
從成本上來(lái)說(shuō)，由于dToF需要更高精度的發(fā)射、接收設(shè)備，并且還需要在兩者間進(jìn)行時(shí)間的同步判斷等情況，所以在實(shí)際使用中，dToF會(huì)相比較于iToF增加一定的成本。但是，iToF的成本更低，可以在更多的設(shè)備上配套使用，達(dá)到對(duì)于距離的推測(cè)，也可以說(shuō)是目前很多搭載ToF設(shè)備的第一選擇。
從精度來(lái)說(shuō)，dToF無(wú)法做到很高的圖像分辨率，而iToF由于其原理的差異，其傳感器尺寸需要更大的尺寸接收光的波長(zhǎng)變化，所以可以實(shí)現(xiàn)更高精度的圖像分辨率，所以在進(jìn)行物體識(shí)別、3D重建等等方面相比較于dToF具有更高的優(yōu)勢(shì)。
從功耗來(lái)說(shuō)，dToF采用的脈沖波發(fā)射相比較于iToF的連續(xù)波擁有更低的占空比，可以在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)射更有針對(duì)性的光源，兩者相比較來(lái)說(shuō)dToF的功耗會(huì)更小，更加適合在電量較小的設(shè)備上使用。
最后來(lái)談?wù)剝烧攥F(xiàn)階段的應(yīng)用場(chǎng)景，dToF功耗低，體積小適合于在較小的設(shè)備使用，并且由于抗擾性較好，在戶外的使用上也更勝一籌。并且由于dToF的原理，測(cè)量距離增大時(shí)精度不會(huì)大幅衰減，能耗也不會(huì)大幅提升，諸如蘋(píng)果所選擇的在AR方向利用是一個(gè)很好的發(fā)展方向。
而iToF的圖像分辨率較高，在物體識(shí)別，3D重建以及行為分析等應(yīng)用場(chǎng)景中能夠重現(xiàn)場(chǎng)景中更多的細(xì)節(jié)信息，所以在掃地機(jī)器人（進(jìn)行避障）、新零售。迎客機(jī)器人上擁有較好的使用場(chǎng)景。
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