[發明專利]TOF相機、機動車、制造相機的方法和確定間距的方法

在審

• 申請號: 201810204787.1
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108572371A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 馬蒂厄·拉耶;拉爾夫·維爾特
• 申請（專利權）人: 歐司朗股份有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G01S17/08;G01S7/481;H04N5/225
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;王逸君

本發明在不同的實施例中提出一種TOF相機，用于確定距對象的間距。TOF相機具有：輻射源，用于朝對象發射電磁輻射；多個輻射敏感的傳感器元件，其檢測由對象反射和/或散射的電磁輻射；光學元件，其在對象和傳感器元件之間設置在反射和/或散射的電磁輻射的光路中，以影響反射和/或散射的電磁輻射；和計算單元，其與輻射源和傳感器元件電連接且構成用于確定電磁輻射從輻射源至對象和從對象至傳感器元件所需的時長，并依據確定的時長確定TOF相機和對象之間的間距，傳感器元件和/或光學元件構成為使得不同的傳感器元件檢測反射的和/或散射的電磁輻射，所述電磁輻射來自相應不同的在光學元件遠側的立體角，至少一些遠側的立體角大小不同。

技術領域

本發明涉及一種TOF相機、一種機動車、一種用于制造TOF相機的方法和一種用于確定距對象的間距的方法。

背景技術

常規的TOF(飛行時間)相機，也稱作為PMD(光子混合裝置)相機，具有TOF傳感器，所述TOF傳感器通常也稱作為PMD傳感器并且在下文中也簡稱為“傳感器裝置”。這種傳感器裝置具有多個傳感器元件，所述傳感器元件通常矩陣形地，即成行成列地設置并且所述傳感器元件分別是光敏的。TOF相機是3D相機系統，所述3D相機系統借助于渡越時間法(英文：time of flight，TOF，也稱作ToF)測量距離，即從TOF相機到對象的間距。為此，在相機的視野中借助于輻射脈沖照射區域，也稱作畫面，并且TOF相機針對每個像素，即針對每個傳感器元件，測量相應的電磁輻射到達對象并且再回來所需的時間。所需的時間是直接與距離成比例的。因此，TOF相機針對每個像素提供在其上成像的對象的距離。所述原理對應于具有如下優點的激光掃描：整個區域被一次性拍攝并且不必被掃描。迄今為止TOF相機例如用于測量機動車距其他交通對象的間距或使用在用于識別障礙的機器人中。

所使用的電磁輻射例如能夠是在可見范圍的光、紅外輻射或UV輻射。傳感器裝置能夠具有濾波器，或光學地在傳感器裝置上游能夠連接有濾波器，所述濾波器僅允許在所發射的電磁輻射的波長范圍內的電磁輻射通過。由此，能夠實現良好的信噪比。

由常規TOF相機的輻射源發射的電磁輻射具有對稱的輻射分布，尤其高斯輻射分布或朗伯輻射分布。在所述輻射分布中，沿著輻射的對稱軸線的輻射強度最高并且隨著距對稱軸線的間距增大而降低。輻射的對稱軸線通常垂直于輻射源的光學有效的面，電磁輻射穿過所述光學有效的面發射。與此相符地，在常規的TOF相機中傳感器元件分別檢測來自特定的立體角的電磁輻射，其中這些立體角是同樣大小的。

為了得到良好的信噪比，有利的是，將TOF相機定向為，使得對象位于輻射的對稱軸線上進而位于最高的輻射強度的區域中，應測量距所述對象的間距。替選地或附加地，能夠將TOF相機定向為，使得對象居中地設置在所檢測的立體角中。換言之，只要應實現良好的信噪比，那么必須將TOF相機定向為，使得對象設置在TOF相機正前方和/或居中地設置在TOF相機的視野中。對象距對稱軸線的距離越遠，信噪比越差。因此，必須將TOF相機依據對象相對于TOF相機所位于的區域來定向。TOF相機的定向能夠繁瑣地手動地或借助于耗費的促動器裝置實現。此外，TOF相機的定向不總是可能的，其中必須忍受差的信噪比。差的信噪比會造成從TOF相機至對象的間距的確定不準確。

發明內容

本發明的目的是，提出一種TOF相機，所述TOF相機能夠以簡單的方式和方法實現特別精確地確定距對象的間距，所述對象的關于TOF相機的相對位置是已知的。

本發明的目的是，提出一種機動車，其中能夠以簡單的方式和方法實現精確地確定距對象的間距，所述對象的關于機動車的相對位置是已知的。

本發明的目的是，提出一種用于制造TOF相機的方法，所述方法能夠簡單、快速和/或低成本地執行，和/或有助于能夠借助TOF相機以簡單的方式和方法能夠精確地確定距對象的間距，所述對象的關于TOF相機的相對位置是已知的。