一种距离信息获取系统技术方案

本发明专利技术公开了一种距离信息获取系统，包括：光源模块，接收模块，处理模块；所述光源模块包含N组具有时序关联性的发射光，其中N为大于等于3的整数，其中至少两组相邻发射光在发射时序上包含时序关联性；所述接收模块获得所述光源输出的N组发射光在视场内返回光的信号并转化为电信号，所述处理模块依据所述N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息，通过本发明专利技术的发射光时序关联控制和分类化方案可以在适合探测系统高集成化的前提下保证分辨率和探测高帧频要求。的前提下保证分辨率和探测高帧频要求。的前提下保证分辨率和探测高帧频要求。

【技术实现步骤摘要】
一种距离信息获取系统


[0001]本申请涉及距离获取系统
，特别涉及一种DTOF类型的距离信息获取系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着半导体技术的进步，用于测量到物体的距离的测距模块的小型化已经取得了进展。因此，例如，已经实现了在诸如所谓的智能电话等移动终端中安装测距模块，所述智能电话是具有通信功能的小型信息处理装置随着科技的进步，在距离或者深度信息探测过程中，经常使用的方法为飞行时间测距法(Time of flight，TOF)，其原理是通过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离，在TOF技术中直接对光飞行时间进行测量的技术被称为DTOF(direct
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TOF)；对发射光信号进行周期性调制，通过对反射光信号相对于发射光信号的相位延迟进行测量，再由相位延迟对飞行时间进行计算的测量技术被成为ITOF(Indirect
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TOF)技术。按照调制解调类型方式的不同可以分为连续波(Continuous Wave，CW)调制解调方式和脉冲调制(Pulse Modulated，PM)调制解调方式，直接飞行时间探测(Direct Time of flight，DTOF)作为TOF的一种，DTOF技术通过计算光脉冲的发射和接收时间，直接获得目标距离，具有原理简单，信噪比好、灵敏度高、精确度高等优点，受到了越来越广泛的关注。
[0003]DTOF的测距原理也是比较简单明确的，光源发射具有一定脉宽的脉冲激光例如几纳秒级别，脉冲激光经过探测目标反射返回处于包含雪崩状态SPAD的阵列型接收模块，其中处于雪崩状态的探测单元可以接收返回的信号，经过处理模块的处理可以输出探测系统至探测目标之间的距离，从而完成探测，其中为了获得高可信度的结果可以发射数万次的激光脉冲，探测单元获得一个统计结果，这样通过对于统计结果的处理可以获得更精确的距离。如此可以得知在测距过程中对于每个像素进行多次统计结果的处理将会存在特别大的数据处理需求，同时会需要特别大量的TDC处理模块，如此设计的芯片将存在着体积难以缩小并且处理速度或者获得整个视场图像的帧频将非常低，这将特别不利于此方案的推广应用已经公开的中国专利申请“CN111694007A一种像素阵列、接收模块以及探测系统”提出了一种适应性的设计思路，能够适应市场范围内被探测对象的特征设计了一种矩形结构的单元，通过单元内像素类别差异化设置进而实现与光源配合在四个子帧的前提下(或者三个)合成整个视场的全局信息，保证了对于芯片小型化和高集成化要求满足的前提下也可以实现对于视场内信息更全的获取性能，为了保证接收模块对于发射光返回的返回光具有更高的吸收特性进而实现更准确的统计结果，专利申请“202011037964.5
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一种探测方法及应用其的探测系统”公开了在开机校正、使用中的固定时间段或者自适应地进行校正以保证光源发射的光斑能够被最大限度获得，从而使得探测系统的探测效果始终处于最优条件下这些方案给出了DTOF应用于更小尺寸更大集成化需求下对于视场全局被探测物进行精确探测的前提，在这种框架下激光源发射光被设计为点阵形式，为了获得更高的视场分辨
率可以设计例如点阵可以被分为N组，其中N可以为3组、4组、5组等等的点阵，通过设置的N组点阵输出的发射光被视场内被探测目标反射返回信息的组合形成整个完整的视场探测信息。
[0004]然而，在实际的使用过程中DTOF阵列需要读出的信息量也是大量的，这一点制约着DTOF系统在高帧频例如高于30FPS场景下的应用，如何在保持现有设计的优势前提下设计出能够适应于更高集成度和小型化要求的探测系统与控制方案是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种距离信息获取系统，以提高距离信息获取系统尤其是统计类型的DTOF方案对于在高集成化和芯片小型化发展需求下，对于发射端作适应性设计以实现视场内高分辨率，距离测量结果高速准确等等场景的需求。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0007]本申请实施例提供了一种距离信息获取系统，包括：一种距离信息获取系统，其特征在于，包括：光源模块，接收模块，处理模块；所述光源模块包含N组具有时序关联性的发射光，其中N为大于等于3的整数，其中至少两组相邻发射光在发射时序上包含时序关联性；所述接收模块获得所述光源输出的N组发射光在视场内返回光的信号并转化为电信号，所述处理模块依据所述N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息。
[0008]可选地，N组发射光在发射时序上有N
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1个相同的时序关联性。
[0009]可选地，所述N组具有时序关联性的发射光的组数N为4。
[0010]可选地，所述时序关联性分为第一时序关联性，第二时序关联性以及第三时序关联性。
[0011]可选地，其中所述第一时序关联性发射时间间隔与第二时序关联性发射时间间隔相等。
[0012]可选地，所述第三时序发射时间间隔小于第一时序关联性发射时间间隔。
[0013]可选地，其中所述第三时序发射时间间隔小于第二时序关联性发射时间间隔。
[0014]可选地，所述第一时序关联性光发射时间间隔还包含不超过所述N组发射光发射最小持续时间的20％熄灭时间间隔。
[0015]可选地，所述接收模块包含阵列型SPAD模块。
[0016]可选地，所述处理模块依据所述SPAD模块输出的至少一组发射光转化信号获得至少两个不同时间宽度的时间窗口统计结果。
[0017]可选地，所述处理模块依据所述的至少一组发射光转化信号至少两个不同时间宽度的时间窗口统计结果获得对应的视场内被探测物的距离结果信息。
[0018]可选地，所述距离信息获取系统在至少部分工作时间段内能获得不小于30组完整视场内被探测物的距离信息。
[0019]本申请的有益效果是：
[0020]本申请实施例提供的一种距离信息获取系统，该距离信息获取系统可以包含：光源模块，接收模块，处理模块；所述光源模块包含N组具有时序关联性的发射光，其中N为大于等于3的整数，其中至少两组相邻发射光在发射时序上包含时序关联性；所述接收模块获
得所述光源输出的N组发射光在视场内返回光的信号并转化为电信号，所述处理模块依据所述N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息，通过将视场内的距离信息分为由N组发射光返回光的信息所构建的一整个视场可以解决由于探测距离需求和小型化器件中器件驱动高压设计存在问题，并且能解决只设计一组发射光时要获得高分辨率存在后续处理电路由于工作量巨大几乎无法满足系统集成化和小型化需求的问题，如此对于整个视场分辨率高，且电路数据处理量小等的效果，可以满足在保持高分辨率，电路设计简便的优势基础上获得更高的数据处理效果，为整个系统输出更高帧频的视场距离信息提供了有力的保障。
附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种距离信息获取系统，其特征在于，包括：光源模块，接收模块，处理模块；所述光源模块包含N组具有时序关联性的发射光，其中N为大于等于3的整数，其中至少两组相邻发射光在发射时序上包含时序关联性；所述接收模块获得所述光源输出的N组发射光在视场内返回光的信号并转化为电信号，所述处理模块依据所述N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息。2.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述N组发射光在发射时序上有N
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1个相同的时序关联性。3.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述N组具有时序关联性的发射光的组数N为4。4.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述时序关联性分为第一时序关联性，第二时序关联性以及第三时序关联性。5.根据权利要求3所述的距离信息获取系统，其特征在于，其中所述第一时序关联性发射时间间隔与第二时序关联性发射时间间隔相等。6.根据权利要求3所述的距离信息获取系统，其特征在于，其中所述第三时...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷述宇，
申请(专利权)人：宁波飞芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：