[發明專利]測距裝置以及外部光照度測定方法

在審

• 申請號: 202010574965.7
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN112130159A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 中村稔;高橋祐輝;渡邊淳
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/894;G01J1/04;G01J1/42
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;曹鑫

本發明提供一種測距裝置以及外部光照度測定方法。測距裝置具備：能夠發出向物體照射的測定光的發光部；經由使與測定光相同波段的光透過的光學濾光器從物體接受光的受光部；基于在相對于測定光的發光定時延遲了預定相位的多個定時分別蓄積的各電荷量來計算到物體的距離的距離計算部；基于受光部取得的電荷量和物體的反射率，計算在光學濾波器的分光靈敏度下照射物體的外部光照度的外部光照度計算部。

技術領域

本發明涉及測距裝置，特別是涉及具備外部光照度測定功能的測距裝置以及外部光照度測定方法。

背景技術

作為測定到物體的距離的測距裝置，公知基于光的飛行時間來輸出距離的TOF(time of flight)攝像機。TOF攝像機大多采用將以預定周期進行強度調制后的測定光照射到對象空間，根據測定光與來自對象空間的反射光之間的相位差來計算到對象空間的距離的相位差方式。該相位差根據反射光的受光量求出。

外部光(也稱為環境光。)對該TOF攝像機的測距精度或不能測距的發生程度產生影響。圖10A-圖10B示出外部光對測距精度的影響。通常，受光元件在基于光電效應的光子數檢測時產生所謂的散粒噪聲，散粒噪聲的偏差幅度能夠通過泊松分布的方差σ來記述。如圖10A所示，在外部光的反射光A_b強的情況下，散粒噪聲的偏差幅度σ變大(σ_b)，另一方面，在外部光的反射光A_s弱的情況下，散粒噪聲的偏差幅度σ變小(σ_s)。即使單純地從電荷量中減去外部光的反射光，也會殘留散粒噪聲的偏差幅度σ_b、σ_s，因此，外部光的反射光越強，偏差幅度也越大(σ_b)，測距精度的惡化越容易變大。

另外，在圖11A-圖11B中示出外部光對不能測距(所謂的飽和)的影響。TOF攝像機的受光部不僅接受測定光的反射光，還接受也混合存在外部光的反射光的光。因此，在外部光的反射光較強的情況下，受光部飽和而容易產生飽和。在檢測到飽和的情況下，讀出的電荷量不正確，因此測距值的計算變得困難，作為不能測距來處理。

這樣，由于外部光對TOF攝像機的測距精度或不能測距的發生程度產生影響，因此在重視它們來使用TOF攝像機的情況下，除了測距范圍、測定物體的反射率等TOF攝像機的使用條件以外，還需要在使用條件中規定外部光的上限。作為與該TOF攝像機或外部光照度相關的現有技術，公知有以下文獻。

在日本特開2018-77071號公報中記載了如下的測距裝置：若存在太陽光等強的環境光，則測距精度降低，因此取得環境光的強度，基于環境光的強度和電荷蓄積部的蓄積容量來設定光源的驅動條件。

在日本特開平9-89659號公報中記載了將具有預定的反射面的反射體設置于測定點，測定來自反射面的預定方向的反射光的亮度，并基于亮度的測定值和反射率來計算測定點的照度。

在日本特開2001-4339號公報中記載了如下的圖像識別檢查系統：僅提取拍攝了測定對象的反射面的同一部位的圖像數據，根據圖像數據中的亮度求出照明裝置的照度分布，從而排除反射面的反射率的偏差帶來的不良影響，準確地測定照明裝置的照明不均。

在日本特開2008-5017號公報中記載了基于由用于車室內的觀測的攝像機拍攝到的拍攝圖像的亮度來測定照度(特別是乘員部分的照度)的車室內觀測裝置。

在國際公開第2009/066364號中記載了一種攝像裝置，其拍攝作為監視對象的物體的圖像，執行對拍攝到的物體的識別處理，基于亮度和位置計算物體實際存在的空間中的位置和照度，并根據計算出的位置以及照度來決定曝光量，由此即使在監視范圍的照度不均勻的情況下，對象的亮度也成為適于識別的值。