[發明專利]飛行時間傳感器及其測距方法

在審

• 申請號: 201911036086.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110673153A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 黃勇亮;梅健
• 申請（專利權）人: 炬佑智能科技(蘇州)有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S7/4865
• 代理公司: 31294 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 董琳

本發明涉及一種飛行時間測距傳感器及其測距方法，測距方法包括：發射脈沖檢測光照射飛行時間傳感器的檢測視場；接收經被測物體反射后的反射光，并產生與反射光能量對應的感應電荷，反射光包括被測物體對脈沖檢測光反射后的脈沖反射光以及環境光；依次在連續的第一電荷累積窗口、第二電荷累積窗口內對感應電荷進行累積；在第三電荷累積窗口內累積由環境光產生的感應電荷，第三電荷累積窗口在第一電荷累積窗口之前或者位于第二電荷累積窗口之后，并且具有一定時間間隔；根據第一電荷累積窗口、第二電荷累積窗口以及第三電荷累積窗口分別獲得的電荷量進行計算，獲得被測物體的距離信息。上述飛行時間測距傳感器的檢測準確性提高。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種飛行時間傳感器及其測距方法。

背景技術

飛行時間法(Time Of Flight，TOF)通過測量儀器發出的脈沖信號從發射到接收的時間間隔或激光往返被測物體一次所產生的相位來實現對被測物體的三維結構或三維輪廓的測量。TOF測量儀器可同時獲得灰度圖像和距離圖像，廣泛應用在體感控制、行為分析、監控、自動駕駛、人工智能、機器視覺和自動3D建模等諸多領域。

飛行時間(TOF)傳感器一般包括：光源模塊和感光模塊；所述光源模塊用于發射特定波段和頻率的脈沖檢測光，所述檢測光在被測物體的表面發生反射，反射光被所述感光模塊所接收；所述感光模塊根據發射光波和接收光波之間的時間差或者相位差計算出被測物體的距離信息。

在檢測過程中,感光模塊接收到的光包括檢測光的反射光以及環境光,因此,需要對環境光進行單獨檢測，以消除環境光的影響。但是，現有技術在實際檢測過程中，通常會受到檢測光的干擾，無法準確檢測到環境光能量，導致獲得的測量距離準確性較差。

因此，如何進一步提高測量距離的準確性，是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種飛行時間傳感器及其測距方法，提高測量距離的準確性。

為了解決上述問題，本發明提供了一種飛行時間傳感器的測距方法，包括：發射脈沖檢測光照射所述飛行時間傳感器的檢測視場；接收經被測物體反射后的反射光，并產生與所述反射光能量對應的感應電荷，所述反射光包括被測物體對所述脈沖檢測光反射后的脈沖反射光以及環境光；依次在連續的第一電荷累積窗口、第二電荷累積窗口內對所述感應電荷進行累積；在第三電荷累積窗口內累積由環境光產生的感應電荷，所述第三電荷累積窗口在所述第一電荷累積窗口之前或者位于所述第二電荷累積窗口之后，并且所述第三電荷累積窗口與相鄰的第一電荷累積窗口或第二電荷累積窗口之間具有一定時間間隔；根據所述第一電荷累積窗口、第二電荷累積窗口以及第三電荷累積窗口分別獲得的電荷量進行計算，從而獲得被測物體的距離信息。

可選的，在一個檢測幀內，所述檢測光的脈沖產生時刻與所述第一個電荷累積窗口的開啟時刻同步。

可選的，還包括：在所述時間間隔及不積累電荷的時間內，將產生的感應電荷均泄放掉。

可選的，所述第一電荷累積窗口、第二電荷累積窗口以及第三電荷累積窗口的窗口持續時間相同。

可選的，所述時間間隔的長度長度大于等于所述脈沖檢測光的脈沖寬度。