[實用新型]一種距離測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202021004823.9
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN213091889U
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李國花;何燃;王瑞;朱亮;閆敏
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳奧銳達科技有限公司
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S17/14
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學(xué)英

本實用新型提供一種距離測量系統(tǒng)，包括：發(fā)射器，包括由多個光源組成的光源陣列，用于向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射脈沖光束；采集器，包括由多個超像素組成的像素陣列，用于接收經(jīng)所述目標(biāo)區(qū)域反射回的所述脈沖光束中的光子形成的光子信號；其中，所述超像素包括第一合像素和第二合像素，所述第一合像素用于接收所述目標(biāo)區(qū)域中近距的目標(biāo)物體反射回的所述脈沖光束中的光子形成的光子信號，所述第一合像素上設(shè)置衰減片；控制和處理電路，與所述發(fā)射器以及所述采集器連接，根據(jù)所述光子信號計算所述脈沖光束從發(fā)射到接收的飛行時間。提升對于遠距目標(biāo)的測量精度同時可以減小近距目標(biāo)產(chǎn)生的pile_up效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及測距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種距離測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

利用飛行時間原理(TOF，Time of Flight)可以對目標(biāo)進行距離測量以獲取包含目標(biāo)的深度值的深度圖像，而基于飛行時間原理的距離測量系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于消費電子、無人架駛、AR/VR等領(lǐng)域。基于飛行時間原理的距離測量系統(tǒng)通常包括發(fā)射器和采集器，利用發(fā)射器發(fā)射脈沖光束照射目標(biāo)視場并利用采集器采集反射光束，計算光束由發(fā)射到反射接收所需要的時間來計算物體的距離。

目前基于飛行時間原理的距離測量系統(tǒng)中發(fā)射器包括像素陣列，特別是包括單光子雪崩光電二極管(SPAD)的像素陣列，當(dāng)發(fā)射光束中的一個光子入射到SPAD時，即可觸發(fā)雪崩事件輸出信號用于記錄光子到達SPAD的時間，基于此計算光束從發(fā)射到接收所需要的時間。但是由于SPAD接收一個光子后需要等待一個死區(qū)時間(deadtime)再接收下一個光子，這樣對于死區(qū)時間內(nèi)的多個光子最多只能接收一個光子。對于距離較近的物體、高反射率的物體或者強環(huán)境光的情況下，大量的光子在更早的時間入射到SPAD中使其飽和，而使SPAD不能檢測隨后入射的光子，導(dǎo)致在直方圖電路中繪制的脈沖波形異常，無法確定光脈沖的接收時間，從而難以確定目標(biāo)物體的距離。

以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本實用新型的構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請的現(xiàn)有技術(shù)，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請的申請日已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評價本申請的新穎性和創(chuàng)造性。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為了解決現(xiàn)有的問題，提供一種距離測量系統(tǒng)。

為了解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下所述：

一種距離測量系統(tǒng)，包括：發(fā)射器，包括由多個光源組成的光源陣列，用于向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射脈沖光束；采集器，包括由多個超像素組成的像素陣列，用于接收經(jīng)所述目標(biāo)區(qū)域反射回的所述脈沖光束中的光子形成的光子信號；其中，所述超像素包括第一合像素和第二合像素，所述第一合像素用于接收所述目標(biāo)區(qū)域中近距的目標(biāo)物體反射回的所述脈沖光束中的光子形成的光子信號，所述第一合像素上設(shè)置衰減片；控制和處理電路，與所述發(fā)射器以及所述采集器連接，根據(jù)所述光子信號計算所述脈沖光束從發(fā)射到接收的飛行時間。

在本實用新型的一種實施例中，所述發(fā)射器與所述采集器離軸配置。所述像素陣列的采集視場與所述光源陣列的投射視場相匹配。所述第一合像素和所述第二合像素中包含的像素數(shù)量是不相同的。所述像素陣列由單光子雪崩光電二極管組成。所述超像素的數(shù)量與所述采集器單次測量所采集到的斑點光束的數(shù)量相同。

在本實用新型的再一種實施例中，所述超像素與讀出電路連接，所述讀出電路包括TDC電路和直方圖電路。所述讀出電路包括多個所述TDC電路和所述直方圖電路。所述發(fā)射器還包括發(fā)射光學(xué)元件，用于接收來自所述光源陣列的光束并整形后投射到所述目標(biāo)區(qū)域。所述采集器還包括過濾單元和接收光學(xué)元件；所述接收光學(xué)元件用于接收所述目標(biāo)區(qū)域反射回的至少部分所述脈沖光束并引導(dǎo)到所述像素陣列；所述過濾單元，設(shè)置在所述接收光學(xué)元件和所述像素陣列之間，用于濾除背景光或雜散光。

本實用新型的有益效果為：提供一種距離測量系統(tǒng)，通過在采集近距目標(biāo)反射光束的第一合像素上設(shè)置衰減片，可以調(diào)控像素陣列的PDE為較高的PDE，提升對于遠距目標(biāo)的測量精度同時可以減小近距目標(biāo)產(chǎn)生的pile_up效應(yīng)。