第一个因子表示为ΔR = ？ cδΔt，而第二个因子则表示为ΔR = ？ w = ？ cτ。若距离测量的分辨率为5 cm，以上关系表明：δΔt约为300 ps，τ约为300 ps。ToF LiDAR要求利用小时间抖动的光电探测器和电子探测器（主要对δΔt有贡献）和能发射短时脉冲的激光（如相对昂贵的皮秒激光）。在典型汽车LiDAR系统中，激光产生的脉冲持续时间约为4 ns，因此最小光束发散角是必需的。

图1 光束发散角取决于发射天线（雷达）或透镜（LiDAR）的孔径和波长的比值。此比例对于雷达产生的较大光束发散角和较小角分辨率来说是偏大的。如图，雷达（黑色）无法区分这两辆车，而LiDAR（红色）则可以

对汽车LiDAR系统设计者来说，最关键的就是选择光的波长。但有以下几项因素限制了此选择：人眼安全性、与大气的相互作用、可选用的激光器以及可选用的光电探测器。

最受欢迎的两种波长是905 nm和1550 nm，905 nm光波的主要优点是硅能吸收此波长的光子，而硅基光电探测器通常比探测1550 nm光波的砷化镓铟（InGaAs）红外（IR）光电探测器便宜。然而，1550 nm对人眼的安全性更高，允许激光使用的每个脉冲辐射能量更大——这是光子预算中的重要因素。

大气衰减（在所有的天气条件下），从空气中粒子的散射，以及目标物理表面的反射，都是依赖于波长的。但对于汽车LiDAR来说，由于天气条件和反射表面类型可能性众多，这是一个复杂的问题。在现实的环境中，由于1550 nm的吸水率比905 nm的更强，其实905 nm的光损失更少。

光电探测器的选择

发射的脉冲中只有小部分光子到达了光电探测器的有源区域。若大气衰减不会随着脉冲路径发生变化，则激光的光束发散角可忽略不计，照明点小于目标，入射角度为零，反射为完全漫反射（Lambertian），那么脉冲光接收的峰值功率P(R)为：

光电探测器的选择

其中，P0为发射激光脉冲的光峰值功率， ρ 为目标反射率，A0为接收器的孔径面积，η0为探测光的光谱透射，γ为大气衰减系数。

上述方程表明，随着距离 R的增加，接收功率迅速降低。作为参数及R=100 m的合理选择，光电探测器有源区域上返回的光子数近超过典型值（发射1020次），为其几百到几千倍的数量级。而这些光子会与未携带有用信息的环境光子竞争。

使用窄带滤波器可减少到达探测器的环境光子数量，但却不能完全消除。环境可降低检测的动态范围和增加噪声（环境光子散粒噪声）。值得注意的是，在典型的条件下，地面太阳辐射照度在905 nm到1550 nm区间。

图2 飞行时间（ToF）LiDAR基本设置的详解

在汽车周围的创建360° x 20°的3D地图，需要光栅扫描单个/多个激光光束，或对场景进行光覆盖并收集点云数据。前一种方法被称为扫描式LiDAR，而后者是Flash面阵式LiDAR。