[發明專利]光學測距系統

有效

• 申請號: 201810018459.2
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN108332720B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王國振
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: G01C11/30
• 分類號: G01C11/30;G01C11/06;G01C3/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;肖冰濱

一種光學測距系統，包含光源，用于被控制為點亮及熄滅；圖像感測器，用于相對所述光源點亮時獲取亮圖像并相對所述光源熄滅時獲取暗圖像；以及處理單元，用于計算以所述第一曝光時間獲取的亮暗圖像的第一差分圖像，并計算以所述第二曝光時間獲取的亮暗圖像的第二差分圖像，分割所述第一差分圖像為多個第一圖像區域，分割所述第二差分圖像為多個第二圖像區域，比較相對應的所述第一圖像區域與所述第二圖像區域的信號特征、并將所述信號特征較大的所述第一圖像區域與所述信號特征較大的所述第二圖像區域組合為組合圖像，以及根據所述組合圖像計算至少一個物體距離。

本申請是申請號為201410636269.9、申請日為2014年11月12日、名稱為“光學測距系統及方法”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明有關一種測距系統，更特別有關一種使用多工曝光機制的光學測距系統及方法。

背景技術

光學測距系統可采用三角測量方法計算物體的距離。例如，光學測距器系統可包含光源以及照相機。所述光源朝向待測物投射光線，所述照相機接收來自所述待測物的反射光以形成圖像幀。當所述光源與所述照相機的空間關系為已知時，根據所述圖像幀中的物體圖像位置即能夠根據三角測量計算出所述待測物的距離。

然而，當空間中同時存在不同距離的多個待測物時，近距離的待測物可能會有過曝(over exposure)的情形，而遠距離的待測物可能會有曝光不足(under exposure)的情形，光學測距系統的計算精確度可能會因此而降低。尤其，當遠距離待測物的曝光不足時，會出現無法計算遠距離待測物的物體距離的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明還提出一種可在圖像幀中同時保留遠近待測物信息的光學測距系統及方法，以增加計算精確度。

本發明提供一種使用時間多工曝光機制的光學測距系統及方法。

本發明提供一種使用空間多工曝光機制的光學測距系統及方法。

本發明提供一種光學測距系統，包含光源、圖像感測器及處理單元。所述光源用于被控制為點亮及熄滅。所述圖像感測器用于相對所述光源點亮時獲取亮圖像并相對所述光源熄滅時獲取暗圖像，其中所述圖像感測器以第一曝光時間獲取亮圖像及暗圖像，并以第二曝光時間獲取亮圖像及暗圖像，其中所述第一曝光時間不同于所述第二曝光時間。所述處理單元用于計算以所述第一曝光時間獲取的亮暗圖像的第一差分圖像，并計算以所述第二曝光時間獲取的亮暗圖像的第二差分圖像，分割所述第一差分圖像為多個第一圖像區域，分割所述第二差分圖像為多個第二圖像區域，比較相對應的所述第一圖像區域與所述第二圖像區域的信號特征、并將所述信號特征較大的所述第一圖像區域與所述信號特征較大的所述第二圖像區域組合為組合圖像，以及根據所述組合圖像計算至少一個物體距離。

本發明還提供一種光學測距系統，包含圖像感測器及處理單元。所述圖像感測器以參考曝光時間獲取參考圖像并以多個曝光時間獲取目前圖像的不同圖像區域。所述處理單元用以接收所述參考圖像、分割所述參考圖像為多個圖像區域、分別計算所述參考圖像的所述圖像區域的平均亮度并根據所述平均亮度控制所述圖像感測器獲取所述目前圖像的所述不同圖像區域的所述多個曝光時間、以及根據所述目前圖像計算至少一個物體距離。當所述參考圖像的所有圖像區域的所述平均亮度均介于預設亮度范圍時，所述處理單元直接根據所述參考圖像計算物體距離，而不控制所述圖像感測器以不同曝光時間獲取所述目前圖像。

本發明還提供一種光學測距系統的測距方法，包含下列步驟：利用圖像感測器以參考曝光時間獲取參考圖像；分割所述參考圖像為多個圖像區域并計算每一所述圖像區域的平均亮度；以及利用所述圖像感測器根據所述平均亮度以多個曝光時間分別獲取目前圖像的不同圖像區域。