光學雷達，簡稱光達（LiDAR），是「light detection and ranging」的縮寫

>也有人認為是雷達（radar）的變體字

光達使用的ToF分為兩大類：三角測距和ToF型，而ToF型又分為直接性的計算（dToF）以及使用光波脈衝間接性的計算（iToF），三者最大的差異是來自於接收端的部分。

#### 三角測距
三角測距光達使用一個發射器（通常發射的是紅外線，我們可以用手機相機拍攝光達發射端確認到這件事情）與一組線性CCD組成。由於近處反射角大，CCD感光位置會偏外；反之遠處反射角小（一般而言，發射器會有一個小角度，繪圖使用PPT示意，故發射端沒有刻意畫出斜角），CCD感光位置偏內。藉由CCD測得之感光位置，可以推得當下反射物體之距離。

通常適用於初學者室內建圖導航用，且不可用於太大之室內場景（比如說羽球場館之類）

#### iToF
iToF主要是利用打出固定頻率的調變光，藉由接收器計算實際打出去和收到的波形差，來計算物體和發射端的距離。i的意思是Indirect，間接使用ToF的意思。
為了減少誤差影響的量測結果，可以提高頻率藉由大量的量測值來計算達成減低誤差的效果。但提高頻率會使得可量測距離縮短，因此我們常見的iToF光達設定為中短距離使用。
iToF使用的接收器技術是CMOS，這技術發展成熟且產量大，因此成本便宜，但會受到熱雜訊和環境光的影響。因此屬於適合在室內或室外近場感測使用的ToF型光達，順便一提商用的室內AMR大多使用這類。

#### dToF
和iToF使用計算週期差的方式相比，dToF就很直接的是計算光回來的時間。dToF使用單光子雪崩二極管Single Photon Avalanche Diode (SPAD)作為接收器，這個感測器顧名思義，是種接收到單光子就能產生電訊號的感測器，可以很好的測量極短時間的脈衝光。但也因為這個感測器非常靈敏的關係，可想而知製造上就相對於CMOS感測器複雜，最終成本就比較高。

屬於室外型光達，現有的多線光達很多都是這類別，當然價格也就......

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光達本身有幾個比較重要的數據必須知道：

* 量測距離：影響你的光達多遠可以偵測到障礙
* 測量頻率：每一秒能取幾個點的距離資料
* 掃描頻率：每一秒可以轉幾圈
從以上可以知道，測量/掃描 = 每一圈可以取出多少點，因此適當調配這兩個數值會影響取到的圖的精細度。

而這些資料可以直接使用－－但就是超級多的數值，自己處理這個資料也不是不行，但有人已經做好了。

ROS（2）的一大賣點就是，應用於機器人上的硬體有很多現有的軟體包（節點）可以使用－－當然，光達也是如此。
光達本身要應用到ROS（2）上推薦使用幾樣東西：

* rviz（讓人類可以一眼看出執行狀況）
* 光達訊息的發布節點

光達應用大概又可再分三階段：

* 第一階段：scan，擷取光達數據，這邊會利用到前頁講的三項工具。
* 第二階段：slam，將數據建為地圖，這邊需要的運算資源很大，通常不會在邊緣裝置進行。
* 第三階段：navigation，利用地圖和光達掃描資訊進行導航。由於地圖本身可能出現相似區域，還可以搭配定位裝置強化導航精度。

一般而言，光達應用都是先做到scan部分。此時資料已經依照光達的共通格式送入ROS，後續利用slam和navigation的時候就不太會出問題了（？

而本教阿許久之前有示範影片：

{%youtube C0reviXkHwA %}

光達訊息是建立地圖的重要資訊，對於接下來的SLAM有至關重要的作用。