[發明專利]飛行時間測距系統、方法、測距傳感器和相機

有效

• 申請號: 201710412500.X
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN108983249B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 姚慧君;劉坤;毛水江
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

1.一種飛行時間測距系統，其特征在于，包括：

光源調制模塊，所述光源調制模塊包括多個調制波輸出端口，所述光源調制模塊用于輸出不同頻率的多個調制波信號至所述多個調制波輸出端口；

多個調制光源，所述多個調制光源與所述多個調制波輸出端口對應相連，所述多個調制光源分別用于對相應的調制波信號進行電光轉換以輸出多個不同頻率的紅外發射信號至被測物體；

光源解調模塊，所述光源解調模塊用于對所述多個不同頻率的紅外發射信號遇到所述被測物體反射回來的信號進行分離，以獲得多個不同頻率的紅外反射信號；以及

信號處理模塊，所述信號處理模塊分別與所述光源調制模塊和所述光源解調模塊相連，所述信號處理模塊用于根據所述多個不同頻率的紅外發射信號和所述多個不同頻率的紅外反射信號獲取所述被測物體的距離，其中，所述信號處理模塊先根據相同頻率下的紅外發射信號與紅外反射信號之間的相位差值獲取該頻率下的所有距離值，再獲取不同頻率下的所有距離值中的相同距離值，以獲得所述被測物體的距離。

2.如權利要求1所述的飛行時間測距系統，其特征在于，所述光源解調模塊為多個濾波片，所述多個濾波片中的每個濾波片所能通過的信號的頻率不同且與所述紅外發射信號的頻率相對應。

3.如權利要求1所述的飛行時間測距系統，其特征在于，所述信號處理模塊包括多個信號處理子模塊，其中，每個信號處理子模塊包括：

光電轉換單元，所述光電轉換單元分別與所述光源調制模塊和所述光源解調模塊相連，所述光電轉換單元用于將相同頻率下的紅外發射信號與紅外反射信號之間的相位差值轉換為模擬電壓信號；

模數轉換單元，所述模數轉換單元與所述光電轉換單元相連，所述模數轉換單元用于將所述模擬電壓信號轉換為數字信號；

計算單元，所述計算單元與所述模數轉換單元相連，所述計算單元用于根據所述數字信號計算該頻率下的所有距離值。

4.如權利要求3所述的飛行時間測距系統，其特征在于，所述光電轉換單元包括：

光敏二極管，所述光敏二極管的陽極接地；

選擇開關，所述選擇開關的固定端與所述光敏二極管的陰極相連；

第一電容，所述第一電容的一端通過第一復位開關與預設電源相連，所述第一電容的一端還通過第一電壓讀取開關與所述模數轉換單元相連，所述第一電容的另一端接所述地；

第二電容，所述第二電容的一端通過第二復位開關與所述預設電源相連，所述第二電容的一端還通過第二電壓讀取開關與所述模數轉換單元相連，所述第二電容的另一端接所述地，其中，所述選擇開關的選擇端還與所述第一電容的一端或者所述第二電容的一端相連。

5.如權利要求4所述的飛行時間測距系統，其特征在于，通過以下公式計算獲得不同頻率下的所有距離值：

其中，d為所述距離值，c為光速，f為所述紅外發射信號的頻率，Q1為所述第一電容的電荷量，Q2為所述第二電容的電荷量，且Q1和Q2與所述紅外發射信號與所述紅外反射信號之間的相位差值相關。

6.一種測距傳感器，其特征在于，包括如權利要求1-5中任一項所述的飛行時間測距系統。

7.一種相機，其特征在于，包括如權利要求6所述的測距傳感器。

8.一種飛行時間測距方法，其特征在于，包括以下步驟：

輸出不同頻率的多個調制波信號；

對所述多個調制波信號進行電光轉換以輸出多個不同頻率的紅外發射信號至被測物體；

對所述多個不同頻率的紅外發射信號遇到所述被測物體反射回來的信號進行分離，以獲得多個不同頻率的紅外反射信號；以及

根據所述多個不同頻率的紅外發射信號和所述多個不同頻率的紅外反射信號獲取所述被測物體的距離，包括：先根據相同頻率下的紅外發射信號與紅外反射信號之間的相位差值獲取該頻率下的所有距離值，再獲取不同頻率下的所有距離值中的相同距離值，以獲得所述被測物體的距離。