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在激光测距技术蓬勃发展的今天，FMCW（调频连续波） 和 iToF（间接飞行时间） 作为两种主流的连续波方案，虽然都基于相位信息推算距离，却在原理、性能和落地上走出截然不同的道路。本文深度解析两者的核心差异，带你看懂这场“光域测距”的技术对决。

一、原理分野：iToF看“相位差”，FMCW听“拍频”

✅ iToF：测量“慢了几拍”

iToF发射的是经过正弦幅度调制的连续光（如100 MHz、200 MHz固定频率），通过检测回波信号与发射信号之间的相位差来计算光的飞行时间，从而得到距离。

• 计算公式：距离 $d=\frac{c\cdot \Delta \phi }{4\pi f_{\text{mod}}}$ （其中 $f_{\text{mod}}$ 为调制频率）

• 相位模糊：由于相位周期为 $2\pi$，最大无模糊距离 $d_{\text{max}}=\frac{c}{2f_{\text{mod}}}$。例如100 MHz调制下，$d_{\text{max}}$ 仅1.5米。

• 解模糊方法：采用多频调制（如高低频组合）来扩大测距范围。

✅ FMCW：聆听“音调差”

FMCW发射的是频率随时间线性变化的连续波（如锯齿波或三角波）。回波信号与本地参考光进行相干混频，产生拍频信号 $f_b$。拍频大小与距离成正比：$d=\frac{c\cdot f_b}{2S}$（$S=B/T$ 为调频斜率）。

• 速度测量：利用三角波调频的上升沿与下降沿产生的两个拍频，结合多普勒效应，可同时解出距离和径向速度。

• 无相位模糊：测距范围由带宽和采样率决定，不受 $2\pi$ 周期限制。

二、关键技术差异一览

三、应用场景：各领风骚

iToF 主导短距消费电子

• 典型应用：手机/AR/VR深度相机（如iPhone LiDAR）、室内机器人避障、手势识别。

• 特点：短距离（<10米）、低成本、中等精度，适合消费级市场。

FMCW 瞄准高端感知

• 典型应用：高端自动驾驶（4D感知：x, y, z, 速度）、港口/矿区无人车、精密工业测量（微米级需求）。

• 特点：高精度、强抗干扰、可测速，但技术门槛高、成本昂贵，尚未大规模量产。

四、形象比喻：节拍器 vs 变调哨

• iToF 像是“用固定节奏的手电筒照墙，看反射光慢了几个节拍”。

• FMCW 像是“一边吹变调的哨子一边听回声，根据音调差判断距离和对方是否在动”。

五、总结：光学版雷达 vs 相位版TOF

简言之，iToF 是“相位版TOF”，而 FMCW 是“光学版毫米波雷达”——它将雷达的调频连续波思想搬到了光域，并利用相干探测实现超高灵敏度和速度感知。

未来，随着自动驾驶和工业自动化的需求升级，FMCW有望突破成本瓶颈；而iToF将继续在消费电子领域深耕。两者并非取代关系，而是各司其职，共同拓展激光测距的技术边界。

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