[發明專利]一種多頻相位解纏方法及裝置

在審

• 申請號: 201810326138.9
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108519588A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 王國強;陳學偉;孫士杰;張斌
• 申請（專利權）人: 視緣（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 上海驍象知識產權代理有限公司 31315
• 代理人: 趙俊寅

1.一種多頻相位解纏方法，其特征在于，包括：

利用不同調制頻率下的多個調制信號的相位測量值進行初步相位解纏得到多組解纏系數約束；

基于中國剩余定理展開所述多組解纏系數約束得到展開的相位測量值；

通過加權平均值組合所述展開的相位測量值得到偽距離估計值；

基于核密度估計所述偽距離估計值得到解包概率；

通過所述解包概率構造得到預測假設子集；

基于所述預測假設子集計算預測相位噪聲及預測相位的可能值；

利用所述核密度估計對預測相位的可能值進行排序并確定解纏相位值。

2.根據權利要求1所述的一種多頻相位解纏方法，其特征在于，所述利用不同調制頻率下的多個調制信號的相位測量值進行初步相位解纏得到多組解纏系數約束的步驟包括：

復相的發射信號和接收信號之間的相移z表示為：

其中，p_O是一個共同的相位偏移，v_k是使用量子效率調制和積分產生的電壓值，N為不同的參考信號的數量，每個相位相移弧度，k＝0…N-1；

實際的相移φ和相應的幅度a表示為：

φ＝argz，a＝|z|

飛行時間距離表示為：

其中，c是光的速度，f_m是調制頻率，m為調制頻率的個數；

相移表示為：

n即為相位解纏；

通過不同調制頻率的M個調幅信號的相位測量值得到以下關系：

其中，是除以相應頻率的最小公倍數，是所尋求的解纏系數集合；

解纏系數約束表示為：

3.根據權利要求2所述的一種多頻相位解纏方法，其特征在于，所述基于中國剩余定理展開所述多組解纏系數約束得到展開的相位測量值的步驟包括：

中國剩余定理(CRT)表示為：

4.根據權利要求3所述的一種多頻相位解纏方法，其特征在于，所述偽距離估計表示為：

其中，是φ_m中噪聲的標準偏差，M為調幅信號的個數。

5.根據權利要求4所述的一種多頻相位解纏方法，其特征在于，所述基于核密度估計所述偽距離估計值得到解包概率的步驟包括：

假設tⁱ(x)是解纏系數n＝(n₀,...,n_M-1)的函數。假設tⁱ(x)的核密度是空間鄰域中所有考慮的假設的加權和表示為：

其中，K(·)是內核，表示為：h是內核尺度，i、j∈[0,M-1]k∈[0,N-1]；

w_jk是一個樣本權重，定義為:

w_jk＝g(x-x_k,σ)p(t^j(x_k)|n_j(x_k))p(t^j(x_k)|a_j(x_k))

其中：g(x-x_k,σ)是空間權重，p(t^j(x)|n_j(x)是解纏的可能性，p(t^j(x)|a_j(x)是相位似然，a_j＝(a₀,...,a_M-1)是相位的幅度；

解包概率表示為：

其中，J(n)為代價函數，通過解纏系數約束的方程的殘差來定義，表示為：

t^*是展開的偽距離的融合，s₁是要確定的比例因子。

6.根據權利要求5所述的一種多頻相位解纏方法，其特征在于，當傳感器為Kinect?v2，n₀＝n₁＝0且n₂為0或1時，所述預測假設子集包括30個不同假設。