[發明專利]TOF測距的相位解包裹的方法及TOF測距系統

有效

• 申請號: 201811653169.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109597091B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 彭莎;劉關松
• 申請（專利權）人: 豪威科技（武漢）有限公司
• 主分類號: G01S17/32
• 分類號: G01S17/32;G01S7/48
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭星

本發明提供了一種TOF測距的相位解包裹的方法及TOF測距系統，對于探測到反射光波的探測面上的每個像素點，待求的包裹次數由多個測距誤差值小于一閾值算得，所述閾值與多頻測距精度差異有關。多頻測距誤差值的搜索第一次序為鄰域像素點的包裹次數，第二次序為有效包裹次數的組合。有效的包裹次數的組合是由多頻測距時頻率低的包裹次數不應低于頻率高的包裹次數這一原則決定，從而大大減少了相位解包裹的計算量。

技術領域

本發明涉及測距技術領域，尤其涉及一種TOF測距的相位解包裹的方法及TOF測距系統。

背景技術

TOF相位法測距是指通過飛行時間法(Time of Flight)進行非接觸式測距，通過發射連續的調制光波，調制光波在光路上傳播一個周期的距離，相位就延遲2π，已知光速c，因此只要測出不足一個周期的相位差φ，即可根據該調制光波在待測距離D上往返一次所形成的相位差φ得出待測距離D。

然而對于一種調制光波來說，其測量的最遠距離是有限的，如果實際測量距離超過最遠距離就會發生相位差包裹。為了擴大測距范圍，在實際應用時會使用兩個或多個不同頻率的調制光波，使用兩個或多個不同頻率的調制光源測距時需要相位解包裹，但是在現有的相位解包裹方法計算量大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種TOF測距的相位解包裹的方法及TOF測距系統，以減小TOF測距時進行相位解包裹的計算量。

為了達到上述目的，本發明提供了一種TOF測距的相位解包裹的方法，包括：

S1：采用不同頻率的若干調制光波照射至少一個對象并獲取對應的若干反射光波，對探測到所述反射光波的探測面上的第一個像素點執行步驟S2；

S2：根據若干所述反射光波獲取每個所述調制光波對應的相位差，并根據所述相位差得到對應每個所述調制光波的測量距離公式，并執行步驟S3；

S3：將每個所述測量距離公式在一搜索空間內依次賦值得到的每組測量距離中的若干測量距離兩兩進行相減，出現差值的絕對值的最大值小于或等于一閾值的賦值即為包裹次數，終止賦值并執行步驟S4；

S4：對下一個像素點依次執行步驟S2和步驟S3以進行相位解包裹，直至得到所有像素點的包裹次數。

可選的，所述搜索空間為TOF測距中所有有效包裹次數的組合，所述有效包裹次數中頻率低的包裹次數大于等于頻率高的包裹次數。

可選的，所述測量距離公式d_i＝d_1i+d_2i，d_1i為相移距離且d_2i為包裹距離且其中，c為光速，f_i為調制光波i的頻率，φ_i為相位差，m_i為包裹次數。可選的，所述步驟S3包括：

S31：在所述搜索空間內對m₁、m₂...m_i...開始賦值，以得到一組測量距離{d₁、d₂...d_i....}，并執行步驟S32；

S32：將一組測量距離中的若干測量距離d₁、d₂...d_i....兩兩進行相減，得到差值的絕對值的最大值小于或等于所述閾值，則此次賦值為包裹次數，終止賦值并執行步驟S4，若得到差值的絕對值的最大值大于所述閾值，則執行步驟S31。

可選的，所述閾值為每兩個所述調制光波之間測距誤差的最大值。

可選的，在步驟S4中，對下一個像素點依次執行步驟S2之后，執行步驟S3之前，所述TOF測距的相位解包裹的方法還包括：