激光雷达(LiDAR)-高速运动的影响03：多普勒效应【绝大多数车载LiDAR采用飞行时间（ToF）原理，通过测量光脉冲的往返时间来计算距离，而非测量光的频率，∴多普勒效应对测距精度影响甚微】

3.3 多普勒效应：是挑战还是机遇？

当波源与观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，这就是多普勒效应。对于LiDAR，这意味着返回的激光频率会因车辆与目标的相对速度而产生微小偏移。

• 对传统ToF LiDAR的影响：绝大多数车载LiDAR采用飞行时间（ToF）原理，通过测量光脉冲的往返时间来计算距离，而非测量光的频率。对于ToF系统，多普勒效应导致的光频偏移非常微小，对脉冲包络的计时影响可以忽略不计。因此，在典型的汽车行驶速度下，多普勒效应对ToF LiDAR的测距精度影响甚微[[21]]。

• FMCW LiDAR的创新利用：与ToF LiDAR不同，一种被称为调频连续波（Frequency-Modulated Continuous-Wave, FMCW）的新型LiDAR技术，则巧妙地利用多普勒效应来直接测量目标的径向速度[[22]][[23]]。FMCW LiDAR发射频率线性变化的连续激光，通过比较接收信号与发射信号的频率差（拍频），可以同时解算出目标的距离和速度。这使得FMCW LiDAR能够在单次测量中就获得包含速度信息的“4D”点云，极大地增强了对动态目标的感知和预测能力，被认为是车载LiDAR未来的重要发展方向 [[24]][[25]][[26]]。

高速运动汽车激光雷达系统信号回波与接收效率深度分析