[發(fā)明專利]用于測量距離值和距離圖像的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380057652.2
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104823071A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克里斯·葉茲;克里斯·索夫特利
• 申請（專利權(quán)）人: 歐都思影像公司
• 主分類號: G01S7/486
• 分類號: G01S7/486;G01S7/497;G01S17/10
• 代理公司: 北京寰華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11408
• 代理人: 林柳岑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于判定距離值和距離圖像的裝置和方法。

背景技術(shù)

通過光學(xué)方法可以在測量裝置與物件之間沒有實體接觸的情況下測量所述裝置與物件之間的距離值。在這些方法中，物件通過裝置照明，且從物件背反射的光接著由裝置的光探測器捕獲。

距離值可以例如通過定期調(diào)整發(fā)射自裝置的光強(qiáng)度以及通過測量所發(fā)射光與到達(dá)探測器的背反射光之間的相位差來判定。然而，由于光強(qiáng)度的周期性，這種方法導(dǎo)致不明確的距離測量。明確的距離值可通過測量光的發(fā)射與背反射光到達(dá)探測器之間的飛行時間來判定。

對于距離值精確度近似為厘米的飛行時間測量，需要在微微秒范圍中的快速電子動作及響應(yīng)。由裝置測量的距離值可以因此取決于探測器的制造公差。如果將具有多個像素的圖像傳感器用于探測器，那么由于像素的制造公差，不同的像素可以測量不同的距離值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標(biāo)為提供一種用于以高精確度測量距離值的裝置和方法。

根據(jù)本發(fā)明的用于判定預(yù)定距離范圍內(nèi)的物件與距離相機(jī)之間的距離值R_abs的距離相機(jī)包括至少一個光電元件、用于在時間整合門期間啟動光電元件的觸發(fā)產(chǎn)生器、用于利用持續(xù)時間為T_p的具有預(yù)定時間強(qiáng)度分布的光脈沖照明物件的光源，以及用于判定到達(dá)光電元件的光脈沖的強(qiáng)度I_p的強(qiáng)度傳感器，其中整合門具有對光脈沖發(fā)射起始時間點的預(yù)定延遲，以便捕獲從物件背反射的光脈沖，使得T_o或T_o+T_P中任一者介于整合門的整合起始時間點T_1b與整合門的整合結(jié)束時間點T_1e之間，其中T_o為光脈沖到達(dá)光電元件時的第一時間點，其中光電元件適于在整合結(jié)束時間點T_1e處輸出信號值U，其中所述信號值U取決于在光電元件的啟動期間到達(dá)其上的光脈沖的強(qiáng)度I_p和持續(xù)時間，其中相機(jī)包括存儲器單元,其用于存儲針對光電元件的顯式校正值函數(shù)Δ＝f(I_p)的預(yù)定參數(shù)；以及估算單元,其用于根據(jù)信號值U和強(qiáng)度I_p判定原始距離值R_raw且將原始距離值R_raw與校正值Δ(I_P)相加以便獲得距離值R_abs。

根據(jù)本發(fā)明的用于判定物件與距離相機(jī)之間的距離值R_abs的方法包括以下步驟：a)將目標(biāo)物件布置在預(yù)定距離范圍內(nèi)，與距離相機(jī)具有預(yù)定距離R_abs,cal；b)通過以下步驟獲得多個取樣點R_raw,cal、I_p,cal：-借助于光源利用到達(dá)光電元件的光脈沖的可變及判定的強(qiáng)度I_p,Cal照明目標(biāo)物件，以及

-根據(jù)相應(yīng)的信號值U_cal和對應(yīng)的強(qiáng)度I_p,cal判定相應(yīng)原始距離值R_raw,cal；c)計算是取樣點R_raw,cal、I_p,cal的插值的顯式校正值函數(shù)Δ＝R_raw,cal-R_abs,cal＝f(I_P,cal)的參數(shù)，且將用于光電元件的參數(shù)存儲在存儲器單元中；d)將物件布置在預(yù)定距離范圍內(nèi)；e)借助于光源利用光脈沖照明物件，且根據(jù)借助于強(qiáng)度傳感器所判定的信號值U和對應(yīng)的強(qiáng)度I_p來判定原始距離值R_raw；f)借助于存儲在存儲器單元中的參數(shù)根據(jù)強(qiáng)度I_p計算原始距離值R_raw的校正值Δ(I_P)；g)通過R_abs＝R_raw,cal-Δ(I_P)計算距離值。