[發(fā)明專利]一種TOF傳感器的環(huán)境光抑制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810120427.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN108445499A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余曉智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 余曉智
• 主分類號(hào): G01S17/08
• 分類號(hào): G01S17/08;G01S7/495
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發(fā)明公開了一種TOF傳感器的環(huán)境光抑制系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括光源、調(diào)制解調(diào)模塊和TOF傳感器，光源在調(diào)制解調(diào)模塊的調(diào)制信號(hào)控制作用下發(fā)出調(diào)制后的近紅外光照射到目標(biāo)上，TOF傳感器包括像素陣列，像素陣列包括像素，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)有一對(duì)電荷存儲(chǔ)池，該對(duì)電荷存儲(chǔ)池在調(diào)制解調(diào)模塊的一對(duì)解調(diào)信號(hào)控制作用下對(duì)目標(biāo)反射光激發(fā)的電荷進(jìn)行積分，并在測(cè)量結(jié)束后輸出該對(duì)電荷存儲(chǔ)池的差分信號(hào)作為該像素抑制環(huán)境光后的測(cè)量信號(hào)，目標(biāo)反射光包括環(huán)境光和目標(biāo)反射的近紅外光，光源發(fā)出的近紅外光是窄帶通近紅外光。本發(fā)明利用了差分原理有效抑制了環(huán)境光的干擾，從而能將TOF傳感器在室外使用，適用范圍廣。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于距離測(cè)量領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及距離測(cè)量領(lǐng)域，尤其是一種TOF傳感器的環(huán)境光抑制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

TOF是飛行時(shí)間(Time of Flight)技術(shù)的縮寫，即傳感器發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光，遇物體后反射，傳感器通過計(jì)算光線發(fā)射和反射時(shí)間差或相位差來?yè)Q算被拍攝景物的距離，以產(chǎn)生深度信息，此外再結(jié)合傳統(tǒng)的相機(jī)拍攝，就能將物體的三維輪廓以不同顏色代表不同距離的地形圖方式呈現(xiàn)出來。TOF技術(shù)在三維視覺、無人機(jī)、三維人臉識(shí)別、機(jī)器人等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，將會(huì)成為實(shí)現(xiàn)我們未來智能社會(huì)生活環(huán)境的最基礎(chǔ)技術(shù)之一。

現(xiàn)有的TOF傳感器是光譜型傳感器，即對(duì)從可見光到紅外波段都很敏感，因此其難以實(shí)現(xiàn)戶外和環(huán)境光較強(qiáng)場(chǎng)景下的應(yīng)用。故像無人坦克、無人裝甲等對(duì)室外環(huán)境要求較高的設(shè)備將不得不使用基于雙目視覺技術(shù)的雙目攝像頭來取代TOF傳感器，然而雙目攝像頭成本高且在昏暗環(huán)境下以及特征不明顯的情況下并不適用。

為此，有必要設(shè)計(jì)一款能在室外使用且對(duì)環(huán)境光有抑制能力的TOF傳感器系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于：提供一種能在室外使用且對(duì)環(huán)境光有抑制能力的TOF傳感器的環(huán)境光抑制系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明所采取的第一技術(shù)方案是：

一種TOF傳感器的環(huán)境光抑制系統(tǒng)，包括光源、調(diào)制解調(diào)模塊和TOF傳感器，所述光源在調(diào)制解調(diào)模塊的調(diào)制信號(hào)控制作用下發(fā)出調(diào)制后的近紅外光照射到目標(biāo)上，所述TOF傳感器包括像素陣列，所述像素陣列包括像素，所述每個(gè)像素對(duì)應(yīng)有一對(duì)電荷存儲(chǔ)池，該對(duì)電荷存儲(chǔ)池在調(diào)制解調(diào)模塊的一對(duì)解調(diào)信號(hào)控制作用下對(duì)目標(biāo)反射光激發(fā)的電荷進(jìn)行積分，并在測(cè)量結(jié)束后輸出該對(duì)電荷存儲(chǔ)池的差分信號(hào)作為該像素抑制環(huán)境光后的測(cè)量信號(hào)，所述目標(biāo)反射光包括環(huán)境光和目標(biāo)反射的近紅外光，所述光源發(fā)出的近紅外光是窄帶通近紅外光。

進(jìn)一步，所述TOF傳感器還包括飽和檢測(cè)模塊，所述飽和檢測(cè)模塊的2個(gè)輸入端分別與一對(duì)電荷存儲(chǔ)池的輸出端連接。

進(jìn)一步，所述TOF傳感器還包括ADC轉(zhuǎn)換器，所述ADC轉(zhuǎn)換器的2個(gè)輸入端分別與一對(duì)電荷存儲(chǔ)池的輸出端連接。

進(jìn)一步，所述ADC轉(zhuǎn)換器的讀出模式包括差分測(cè)距模式和單端近紅外圖像模式，所述差分測(cè)距模式對(duì)單個(gè)TOF傳感器組成的相機(jī)模組采用正弦調(diào)制方式，所述差分測(cè)距模式對(duì)多個(gè)TOF傳感器的集中應(yīng)用采用偽隨機(jī)噪聲調(diào)制方式。

進(jìn)一步，在所述目標(biāo)與TOF傳感器之間還設(shè)有窄帶通過濾鏡。

本發(fā)明所采取的第二技術(shù)方案是：

一種TOF傳感器的環(huán)境光抑制方法，包括以下步驟：

在調(diào)制解調(diào)模塊的調(diào)制信號(hào)控制作用下，光源發(fā)出調(diào)制后的近紅外光照射到目標(biāo)上；