一文揭秘自動駕駛中的ToF技術

自動駕駛正引領汽車行業邁向全新變革，而其中的ToF技術堪稱關鍵“幕后英雄”，為自動駕駛的發展提供強大助力。

ToF即飛行時間（TIME of Flight）技術，原理是通過計算光線發射和反射的時間差或相位差，產生深度信息。ToF相機的每個像元都能獨立獲取深度信息，快速成像且無需掃描，能形成帶有深度信息的彩色畫面。

在自動駕駛領域，ToF技術發揮著諸多重要作用。倒車時，傳統倒車雷達或影像探測面積有限，常出現意外碰撞情況。而ToF相機憑借獨特本領，能實時精準提醒司機與地樁、樹枝等障礙物的距離，避免車輛損傷。

在自動駕駛、并道輔助、錯車輔助、盲點監測等對駕駛技巧要求高的場景中，ToF技術更是價值巨大。比如在并道輔助中，它可以精確探測側后方車輛的距離和速度，為駕駛員提供準確信息，讓并道操作更安全流暢。在盲點監測方面，能及時發現處于駕駛員視覺盲區的車輛或物體，降低事故風險，助力新手司機輕松應對復雜路況。

ToF測距技術根據調制方法不同，主要分為脈沖調制（dToF）和連續波調制（iToF）。dToF直接測量光脈沖的飛行時間，即發射和接收光脈沖的時間差，照射光源常用方波脈沖調制。iToF則通過測量光波的相位變化確定距離，利用接收端和發射端正弦波的相位偏移計算物體與攝像頭的距離。

與其他類似技術相比，ToF技術優勢明顯。以3D結構光技術為例，雖然iPhone X的Face ID驗證了其可用性，但成本高昂、傳感器體積大，還易受強光影響，與智能手機批量生產和微型化趨勢不符。而ToF技術相對穩定高效，傳感器體積小巧，無需為實現3D深度攝像功能預留過多空間。

不過，ToF技術在應用中也存在一些挑戰。多重反射問題會導致測量失真，因為距離測量要求光只反射一次，但鏡面或角落易造成光線多次反射，所以要避免相機正前方出現強烈反光物體。散射光會使圖像褪色、對比度下降，鏡頭內或鏡頭后的多余反射會產生散射光，需采取措施減少其影響。此外，溫度波動會影響脈沖調制精度，電子元件精度受溫度影響，溫度變化時要做好散熱工作，以保證測量精度 。

盡管面臨挑戰，隨著技術不斷發展進步，ToF技術在自動駕駛及其他眾多領域的應用前景依然廣闊。未來，它有望為人們帶來更安全、便捷的出行體驗和智能生活。