在自动驾驶技术中,ToF是一个核心的感知概念。ToF的中文全称是“飞行时间”,其基本原理非常直观:通过向目标发射能量波(通常是激光或红外光),然后测量波从发射到被物体反射后返回传感器所需的时间。由于光速是已知的常量,传感器就能精确计算出与目标物体之间的距离,公式简化为:距离 = (光速 × 飞行时间) / 2。
在自动驾驶领域,ToF技术主要以其激光雷达的应用形式而闻名。激光雷达系统高速旋转,向周围环境发射数百万个激光脉冲,并捕捉每一个脉冲的返回时间。通过汇集所有这些数据点,系统能够实时构建出车辆周围环境的高精度三维点云图。这幅地图清晰地显示了其他车辆、行人、路缘以及障碍物的精确轮廓和位置,为自动驾驶汽车提供了重要的环境深度信息。
与依赖大量数据训练才能识别物体的摄像头不同,ToF激光雷达直接进行物理测量,它不关心物体是什么,只关心物体在哪里以及其形状如何。这种特性使其受环境光线变化的影响较小,在黑夜、逆光等摄像头容易失效的场景下依然能稳定工作,提供了可靠的感知冗余。
当然,ToF技术也面临挑战,比如在极端雨雪天气下性能会下降,以及目前成本相对较高。但毋庸置疑,它凭借其直接、精准的测距能力,与摄像头、雷达一起构成了自动驾驶车辆感知世界的“眼睛”,是实现高阶自动驾驶不可或缺的关键技术之一。