[發明專利]飛行時間測距系統及其測距方法

有效

• 申請號: 202010217876.7
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111366943B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 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;G01S7/497
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 董琳

本發明涉及一種飛行時間測距系統及其測距方法，所述測距方法包括：進行多幀合成的距離檢測，所述距離檢測的每一檢測幀包括一個近距檢測子幀和至少一個遠距檢測子幀，獲取各個檢測子幀內各像素單元輸出的初始檢測值；將所述近距檢測子幀內各像素單元輸出的初始檢測值作為散射探測值，計算各像素單元的散射系數；根據所述散射系數，對遠距檢測子幀中至少部分像素單元輸出的初始檢測值進行修正，獲取遠距檢測子幀內各個像素單元的修正檢測值；根據所述近距檢測子幀內各像素單元的初始檢測值以及所述遠距檢測子幀內各像素單元的修正檢測值，獲得檢測視場內各位置處的被測物體的檢測距離。上述測距方法能夠消除近距物體對遠距物體檢測結果的影響。

技術領域

本發明涉及傳感技術領域，尤其涉及一種飛行時間測距系統及其測距方法。

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差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。

但是現有技術中，特別是檢測環境比較復雜的情況下，TOF傳感器的檢測結果會產生較大的誤差。例如，在檢測視場內同時存在近處物體和遠處物體時，遠景物體的檢測距離會偏近，并且，近處物體越近、占據畫面像素越多，對遠景物體的檢測距離影響越大。

如何進一步提高測距準確性，避免近景物體對遠景物體測量準確性的影響，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，提供一種飛行時間測距系統及其測距方法，以提高測距準確性。

為了解決上述問題，本發明提供了一種飛行時間測距系統的測距方法，所述飛行時間測距系統包括傳感陣列，所述測距包括：進行多個檢測幀合成的距離檢測，所述距離檢測的每一檢測幀包括一個近距檢測子幀和至少一個遠距檢測子幀，獲取各個檢測子幀內各像素單元輸出的初始檢測值，所述近距檢測子幀對應于檢測視場內的近距區域，所述遠距檢測子幀對應于檢測視場內的遠距區域；將所述近距檢測子幀內各像素單元輸出的初始檢測值作為散射探測值，計算各像素單元輸出的散射探測值與整個傳感陣列輸出的散射探測值總和的比值作為該像素單元的散射系數；根據所述散射系數，對遠距檢測子幀中至少部分像素單元輸出的初始檢測值進行修正，獲取遠距檢測子幀內各個像素單元的修正檢測值；根據所述近距檢測子幀內各像素單元的初始檢測值以及所述遠距檢測子幀內各像素單元的修正檢測值，計算檢測視場內各位置處的被測物體的檢測距離。

可選的，包括：在所述距離檢測的每一個檢測子幀中，依次在兩個先后連續的電荷累積窗口內對所述像素單元接收到反射光所產生的感應電荷進行累積，依次獲取第一初始檢測值和第二初始檢測值；以近距檢測子幀內，各像素單元輸出的第一初始檢測值作為散射探測值。

可選的，所述近距檢測子幀和遠距檢測子幀采用不同的時序，所述近距檢測光及電荷累積窗口的脈寬為t，所述近距區域的距離范圍為0～ct/2，所述遠距檢測光及電荷累積窗口的脈寬為T，所述遠距區域的距離范圍為ct/2～cT/2。

可選的，各個遠距檢測子幀中，采用的遠距檢測光的最大脈寬為T，所述近距檢測光的脈寬t的范圍為T/10～T/2。

可選的，對遠距檢測子幀中至少部分像素單元輸出的初始檢測值進行修正的方法包括：獲取所述遠距檢測子幀內所有像素單元輸出的初始檢測值的總和Q_SUM，待修正的像素單元輸出的初始檢測值為Q，對應的散射系數為k，則該像素單元的修正檢測值Q’＝Q-Q_SUM·k。