[發(fā)明專利]動(dòng)態(tài)直方圖繪制飛行時(shí)間距離測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910889452.2
• 申請(qǐng)日: 2019-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN110596724B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何燃;朱亮;王瑞;閆敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳奧銳達(dá)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/10
• 分類號(hào): G01S17/10;G01S7/487;G01S7/4865;G01S7/484;G01S7/48;G01S7/51
• 代理公司: 深圳漢世知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 44578
• 代理人: 田志立

本發(fā)明公開了一種動(dòng)態(tài)直方圖繪制飛行時(shí)間距離測(cè)量方法，包括如下步驟：S1、接收超像素TDC輸出信號(hào)，以第一精度時(shí)間單元繪制第一直方圖；S2、利用所述第一直方圖計(jì)算第一飛行時(shí)間；S3、根據(jù)所述第一飛行時(shí)間，定位合像素并以第二精度時(shí)間單元繪制第二直方圖；所述合像素由至少一個(gè)像素組成，所述超像素包含至少一個(gè)所述合像素；S4、利用所述第二直方圖計(jì)算第二飛行時(shí)間。本發(fā)明通過(guò)對(duì)飛行時(shí)間距離測(cè)量系統(tǒng)中的直方圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)的粗?細(xì)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)大范圍、高精度的飛行時(shí)間測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)態(tài)直方圖繪制飛行時(shí)間距離測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

飛行時(shí)間(Time of flight,TOF)法通過(guò)測(cè)量光束在空間中的飛行時(shí)間來(lái)計(jì)算物體的距離，由于其具有精度高、測(cè)量范圍大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、無(wú)人架駛、AR/VR等領(lǐng)域。

基于飛行時(shí)間原理的距離測(cè)量系統(tǒng)比如飛行時(shí)間深度相機(jī)、激光雷達(dá)等系統(tǒng)往往包含一個(gè)光源發(fā)射端以及接收端，光源向目標(biāo)空間發(fā)射光束以提供照明，接收端接收由目標(biāo)反射回的光束，系統(tǒng)再通過(guò)計(jì)算光束由發(fā)射到反射接收所需要的時(shí)間來(lái)計(jì)算物體的距離。

目前基于飛行時(shí)間法的激光雷達(dá)主要有機(jī)械式與非機(jī)械式兩種，機(jī)械式通過(guò)旋轉(zhuǎn)基座來(lái)實(shí)現(xiàn)360度大視場(chǎng)的距離測(cè)量，優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量范圍大，但存在功耗高、分辨率及幀率低等問(wèn)題。非機(jī)械式中面陣激光雷達(dá)在一定程度上可以解決機(jī)械式激光雷達(dá)的問(wèn)題，其通過(guò)一次向空間上發(fā)射一定視場(chǎng)的面光束，并通過(guò)面陣接收器進(jìn)行接收，因此其分辨率及幀率均得到了提升，另外由于無(wú)需旋轉(zhuǎn)部件，更易于安裝。盡管如此，面陣激光雷達(dá)仍面臨一些挑戰(zhàn)。

面陣激光雷達(dá)的分辨率越高，有效信息也越全面，另外動(dòng)態(tài)測(cè)量對(duì)幀率及測(cè)量精度也有較高的要求。然而，分辨率、幀率以及精度的提升往往需要依托于接收端的電路規(guī)模、調(diào)制解調(diào)方式的改善，但增加電路規(guī)模會(huì)增加功耗、信噪比以及成本；另外也會(huì)增加片上存儲(chǔ)量，給量產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)；當(dāng)前的調(diào)制解調(diào)方式也難以實(shí)現(xiàn)高精度、低功耗等要求。

以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)，在沒(méi)有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評(píng)價(jià)本申請(qǐng)的新穎性和創(chuàng)造性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)態(tài)直方圖繪制飛行時(shí)間距離測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)，以解決以上背景技術(shù)所述問(wèn)題中的至少一種。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種動(dòng)態(tài)直方圖繪制飛行時(shí)間距離測(cè)量方法，包括如下步驟：

S1、接收超像素TDC輸出信號(hào)，以第一精度時(shí)間單元繪制第一直方圖；

S2、利用所述第一直方圖計(jì)算第一飛行時(shí)間；

S3、根據(jù)所述第一飛行時(shí)間，定位合像素并以第二精度時(shí)間單元繪制第二直方圖；所述合像素由至少一個(gè)像素組成，所述超像素包含至少一個(gè)所述合像素；

S4、利用所述第二直方圖計(jì)算第二飛行時(shí)間。

在一些實(shí)施例中，所述第一精度時(shí)間單元與所述第二精度時(shí)間單元的地址被預(yù)先配置以使得所述第一直方圖的時(shí)間區(qū)間大于所述第二直方圖的時(shí)間區(qū)間；或者，使得所述第一直方圖的時(shí)間分辨率小于所述第二直方圖的時(shí)間分辨率。

在一些實(shí)施例中，基于所述第一或第二直方圖利用最大峰值法定位出脈沖波形位置并計(jì)算出所述第一或第二飛行時(shí)間。

在一些實(shí)施例中，所述第二直方圖在繪制時(shí)，僅合像素內(nèi)的像素被激活。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)所述步驟S2中利用所述第一直方圖無(wú)法計(jì)算出第一飛行時(shí)間時(shí)，返回到步驟S1繼續(xù)繪制第一直方圖，直到計(jì)算出第一飛行時(shí)間為止。