[發明專利]ToF傳感裝置及其距離檢測方法

有效

• 申請號: 202110378485.8
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113093213B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 黃勇亮;梅健
• 申請（專利權）人: 上海炬佑智能科技有限公司
• 主分類號: G01S17/32
• 分類號: G01S17/32
• 代理公司: 深圳市嘉勤知識產權代理有限公司 44651
• 代理人: 董琳

本申請公開一種ToF傳感裝置及其距離檢測方法，所述ToF傳感裝置包括兩個以上的檢測光源，用于產生兩種以上的檢測光，其中包括至少一個線光源；傳感陣列，包括若干陣列分布的像素單元，用于接收檢測視場內的被測物體的反射光，并產生相應的傳感信號；控制模塊，連接所述至少兩個檢測光源及所述傳感陣列，用于控制所述兩個以上的檢測光源依次照射檢測視場，以及控制所述傳感陣列輸出相應的傳感信號；處理模塊，連接控制模塊和傳感陣列，用于獲取傳感陣列輸出的傳感信號，并根據傳感信號獲取與所述兩個以上的檢測光源分別對應的兩個以上檢測子幀的距離檢測信息。上述ToF傳感裝置能夠獲得更高的距離檢測精度，同時提供盡可能多的可見區域，且易于實現。

技術領域

本申請涉及傳感技術領域，具體涉及一種ToF傳感裝置及其距離檢測方法。

背景技術

飛行時間(ToF，Time?of?Flight)傳感器通過檢測發出的調制檢測光從發射到接收的時間間隔或往返被測物體一次所產生的相位差來實現對被測物體的距離、三維結構或三維輪廓的測量。ToF傳感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。

現有技術中，對檢測視場內的各個區域的檢測視場通常具有相同的檢測精度。在實際ToF測量中，由于檢測視場內環境復雜，通常會存在多路徑反射以及散射光等非直接反射光，會影響到距離檢測的準確性，而且通常可視角越大，越容易受到非直接反射光的影響，且影響也越嚴重。在實際的距離檢測過程中，對不同的應用需求通常具有不同的檢測精度和可視角要求。例如對于掃地機器人的避障應用，只需要判斷其正前方一定距離范圍內的地面上是否存在障礙物，橫縱方向均需要有較大的可視角，對障礙物的距離精度要求較低；而對于即時定位與地圖構建(SLAM)的應用，對障礙物的距離精度要求較高，而不需要較大的縱向可視角。而通常現有技術中的距離檢測裝置無法同時兼顧高檢測精度與較大可視角的要求，通常只能滿足單一的測距目標需求，導致應用場景較為單一。

因此，如何獲得較高的距離檢測精度，同時獲得較大可見區域，是目前需要解決的問題。

發明內容

鑒于此，本申請提供一種ToF傳感裝置及距離檢測方法，可在局部區域獲得較高的檢測精度，同時提供較大可見區域。

本申請提供一種ToF傳感裝置，包括：兩個以上的檢測光源，用于產生兩種以上的檢測光，其中包括至少一個線光源；兩個以上的檢測光源，用于產生兩種以上的檢測光，其中包括至少一個線光源；傳感陣列，包括若干陣列分布的像素單元，用于接收檢測視場內的被測物體的反射光，并產生相應的傳感信號；控制模塊，連接所述至少兩個檢測光源及所述傳感陣列，用于控制所述兩個以上的檢測光源依次照射檢測視場，以及控制所述傳感陣列輸出相應的傳感信號；處理模塊，連接所述控制模塊和所述傳感陣列，用于獲取所述傳感陣列輸出的傳感信號，獲取與所述兩個以上的檢測光源分別對應的兩個以上檢測子幀的距離檢測信息。

可選的，所述處理模塊還用于將所述兩個以上的檢測子幀的距離檢測信息合并，獲取單個檢測幀的距離檢測信息。

可選的，所述線光源產生的檢測光被反射后，在所述傳感陣列上形成的線狀亮區域的寬度方向上占據的像素單元個數為所述傳感陣列的像素單元行數或像素單元列數的0.1％～10％。

可選的，線狀亮區域的寬度方向上占據的像素單元個數為1～10。

可選的，所述兩個以上的檢測光源包括兩個以上的線光源，且各個線光源產生的所述線狀亮區域的長度方向不同和/或在傳感陣列的不同位置處。

可選的，所述兩個以上的檢測光源還包括面光源。

可選的，所述檢測光源的中心與所述傳感陣列的中心像素單元位于同一條直線上，且所述線光源的光場的長度延伸方向位于所述直線上。