ToF vs триангуляция: измерение расстояния
ToF (Time-of-Flight) и лазерная триангуляция — два распространённых метода бесконтактного измерения расстояния в промышленных и робототехнических системах. ToF фиксирует время, за которое световой или звуковой импульс проходит до объекта и возвращается обратно. Триангуляция вычисляет дистанцию геометрически: по углу отражения лазерного луча на матрице детектора. Оба принципа применяются в датчиках, 3D-камерах и сканерах, но дают разные компромиссы по точности, дальности и стоимости. Выбор между ними определяется задачей: ToF эффективнее на больших дистанциях, триангуляция — на коротких, где требуется высокая точность.
Чем отличаются
ToF измеряет время пробега сигнала от излучателя до объекта и обратно. Принцип прост, но требует точной синхронизации: погрешность в единицы наносекунд уже означает миллиметры ошибки. Лазерная триангуляция работает иначе: лазерный луч проецируется на поверхность, а детектор (ПЗС или CMOS-матрица) фиксирует смещение светового пятна. Зная базовое расстояние между излучателем и детектором и угол отражения, сенсор вычисляет дистанцию геометрически. Точность триангуляции растёт при уменьшении рабочего расстояния; ToF, напротив, стабилен на дальних дистанциях, но теряет преимущество вблизи.
Когда что выбирать
ToF подходит, когда объекты находятся на расстоянии от нескольких метров до десятков метров, или когда нужно охватить большую сцену за один кадр — например, в навигации мобильных роботов, мониторинге склада или системах предотвращения столкновений. Триангуляцию выбирают там, где измерение ведётся вблизи и нужна субмиллиметровая точность: контроль геометрии деталей, сканирование сварных швов, позиционирование на станке. Если задача требует работы при внешней засветке или с тёмными матовыми поверхностями — преимущество у ToF-решений с амплитудной модуляцией сигнала.
Сравнение по характеристикам
| Параметр | Time-of-Flight (ToF) | Триангуляция |
|---|---|---|
| Принцип измерения | Время пробега сигнала | Геометрический расчёт по углу |
| Точность на малых дистанциях | Ниже | Выше |
| Рабочая дальность | Бо́льшая | Меньшая |
| Чувствительность к засветке | Умеренная | Высокая (фон смещает пятно) |
| Сложность интеграции | Проще | Требует калибровки базы |
| Типичное применение | Навигация роботов, LiDAR, AGV | Контроль профиля, сварные швы |
| Класс стоимости | Средний и выше | От доступного до высокого |