超聲波 vs TOF 感測器：做距離感測該選哪個？

超聲波 vs TOF 感測器：做距離感測該選哪個？ 第1段【場景】 倒車的時候，車子明明沒有眼睛，卻能知道後面離障礙物還有多遠。 聽過「嗶——嗶——嗶」那個聲音吧？距離越近，嗶聲越急促，最後變成一個長長的警告音，告訴你：「別再倒了，再倒就撞了。」 你心裡有沒有想過——車子又沒有長眼睛，它是怎麼做到的？ 答案藏在一個小小的感測器裡。那種感測器，現在不只是汽車在用，掃地機器人、無人機、工廠裡的自動化設備，到處都有它的身影。 這篇文章要帶你看懂：距離感測這件事，到底有幾種方法？哪一種適合你的專案？ 第2段【需求】 在聊原理之前，先把問題看清楚。 倒車雷達在做的事情很明確：感知後方障礙物的距離。 系統要知道什麼？基本上就是三件事： 有沒有東西在後面？（有 vs 沒有） 有多遠？（精確的數值）（30cm？50cm？80cm？） 它動了嗎？移動速度如何？（靠近還是遠離？） 不同的感測原理，在這三件事上各有強弱。有些感測距離長，但測不準精確數值；有些精確到毫米，但碰到某些表面就瞎掉了。 所以，選感測器，其實是選「你的優先順序是什麼」。 第3段【感知】 世界上測距離的方法很多，但硬要分類的話，消費級專案最常遇到的就兩種： 超聲波（Ultrasonic）——用的是聲波，就是蝙蝠在黑暗裡飛的那套。 TOF（Time of Flight，飛行時間）——用的是光，比較像雷射測距儀的概念。 兩種都是「發射出去，再看回來的時間」，但一個發的是聲音，一個發的是光。 物理介質不同，帶來的性格就完全不一樣。 第4段【原理】 超聲波：聲納的縮小版 想像你在山谷裡大喊：「喂——！」 聲音跑出去，撞到对面的山壁，反彈回來，你聽到「喂——」。如果聲音每秒鐘跑 340 公尺，你從發出到聽到回音花了 0.5 秒，那聲音來回一趟的距離就是 340 × 0.5 = 170 公尺，山谷一邊到另一邊大約是 85 公尺。 超聲波感測器就是這個原理，只不過它發的不是「喂」，而是人耳聽不見的高頻聲波（40kHz 以上），而且它會精確計時：從發射到接收回來花了多少時間，然後用「時間 × 聲速 ÷ 2」就算出距離了。 為什麼除以 2？因為時間是來回一趟的，單程距離要砍一半。 關鍵性格： 聲波是機械波，不需要什麼特殊表面 在空氣中速度會受溫度影響（溫度越高，聲速越快） 可以「聽到」範圍內所有東西，不太挑表面材质 TOF：光速的計時