飞行时间测量方法、装置及时间飞行深度相机制造方法及图纸

本申请适用于光学测量技术领域，提供了一种飞行时间测量方法、装置及时间飞行深度相机，其中该方法包括：针对被经调制的连续载波光束照射的待测体，控制M个信号采集组件在定制探测采样周期内顺序启动持续采样时间区间，其中各个信号采集组件的采样时间区间长度为(K/M)*T；获取各个信号采集组件分别对应预设的四相位偏移量的灰度信息集，其中灰度信息集中的各个灰度信息分别与不同的相位偏移量相对应；根据各个信号采集组件的灰度信息集，确定对应待测体的飞行时间。由此，增加单个抽头的积分时间，使得串扰光子相对于信号光子降低，可以提高信号的信噪比。可以提高信号的信噪比。可以提高信号的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
飞行时间测量方法、装置及时间飞行深度相机


[0001]本申请涉及光学测量
，尤其涉及一种飞行时间测量方法、装置及时间飞行深度相机。

技术介绍

[0002]ToF(Time
‑
of
‑
Flight，飞行时间)测距法是一种通过测量光脉冲在发射/接收装置和目标物体间的往返飞行时间来实现精确测距的技术。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
‑
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
‑
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。
[0003]目前，PM
‑
iToF调制技术测量手段的测量距离目前受限于调制解调信号的脉宽，当需要进行远距测量时，需要延长调制解调信号的脉宽，而调制解调信号脉宽的延长会导致功耗的增加和测量精度的下降，因而也无法满足市场需求。
[0004]此外，CW
‑
iToF技术主要应用于基于多抽头传感器构建的测量系统，核心测量算法是一种不同相位的调制解调方式。然而，一般来说，解调的能量积分器件在进行光子积分时，都是共用同一个像素(即光电二极管或其它感光元件)。几个不同的读出和电荷累计器件(称为抽头)共同连接至同一个像素，在进行分时采集信号的过程中，难免出现不同抽头之间出现接收电荷信号的时间上的串扰和空间上的串扰，会影响到测量精度。
[0005]针对上述问题，目前业界暂无较佳的解决方案。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本申请实施例提供了一种飞行时间测量方法、装置及时间飞行深度相机，以至少解决目前CW
‑
iToF技术中，飞行测量系统传感器的多个抽头的解调时间受相等的采样时间长度限制的问题。
[0007]本申请实施例的第一方面提供了一种飞行时间测量方法，包括：针对被经调制的连续载波光束照射的待测体，控制M个信号采集组件在定制探测采样周期内顺序启动持续采样时间区间，其中所述定制探测采样周期包括K个原始探测采样周期T，M和K均为大于1的正整数，以及各个所述信号采集组件的采样时间区间长度为(K/M)*T；获取各个所述信号采集组件分别对应预设的四相位偏移量的灰度信息集，其中所述灰度信息集中的各个灰度信息分别与不同的相位偏移量相对应；根据各个所述信号采集组件的灰度信息集，确定对应所述待测体的飞行时间。
[0008]本申请实施例第二方面提供了一种飞行时间测量装置，包括：信号采集组件启动单元，被配置为针对被经调制的连续载波光束照射的待测体，控制M个信号采集组件在定制探测采样周期内顺序启动持续采样时间区间，其中所述定制探测采样周期包括K个原始探测采样周期T，M和K均为大于1的正整数，以及各个所述信号采集组件的采样时间区间长度
为(K/M)*T；偏移灰度采样单元，被配置为获取各个所述信号采集组件分别对应预设的四相位偏移量的灰度信息集，其中所述灰度信息集中的各个灰度信息分别与不同的相位偏移量相对应；飞行时间确定单元，被配置为根据各个所述信号采集组件的灰度信息集，确定对应所述待测体的飞行时间。
[0009]本申请实施例第三方面提供了一种时间飞行深度相机，包括：发射模块，包括光源和光调制器，所述光调制器用于控制所述光源朝向待测体发射经调制的连续载波光束；接收模块，包括由至少一个像素组成的图像传感器，每个所述像素包括多个信号采集组件，用于接收从所述待测体反射回的光信号；控制模块，与发射模块和接收模块连接，并被配置为：针对被经调制的连续载波光束照射的待测体，控制M个信号采集组件在定制探测采样周期内顺序启动持续采样时间区间，其中所述定制探测采样周期包括K个原始探测采样周期T，M和K均为大于1的正整数，以及各个所述信号采集组件的采样时间区间长度为(K/M)*T；获取各个所述信号采集组件分别对应预设的四相位偏移量的灰度信息集，其中所述灰度信息集中的各个灰度信息分别与不同的相位偏移量相对应；根据各个所述信号采集组件的采样时间区间和相应的灰度信息集，确定对应所述待测体的飞行时间。
[0010]本申请实施例的第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。
[0011]本申请实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
[0012]本申请实施例的第六方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备实现如上述方法的步骤。
[0013]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0014]通过本申请实施例，为测量系统设置大于原始探测采样周期的定制探测采样周期，可以增大每个信号采集组件的采样时间长度，使得在不影响时间飞行测量传感器的测量功能前提下，降低串扰光子相对于信号光子降低，增加信号的信噪比。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1示出了根据本申请实施例的深度相机的一示例的结构原理示意图；
[0017]图2示出了根据CW
‑
iToF技术中多抽头进行电荷积分测距时的一示例的抽头采样信号分布图；
[0018]图3示出了根据本申请实施例的飞行时间测量方法的一示例的流程图；
[0019]图4示出了根据本申请实施例的更新各个信号采集组件的采样时间区间的一示例的流程图；
[0020]图5示出了根据本申请实施例的确定对应待测体的飞行时间的一示例的流程图；
[0021]图6示出了根据本申请实施例的飞行时间测量装置的一示例的结构框图；
[0022]图7示出了在时间信号串扰和空间信号串扰影响抽头采样结果的一示例的效果示意图；
[0023]图8示出了根据本申请实施例的飞行时间测量方法的一示例的流程图；
[0024]图9示出了根据本申请实施例的更新定制探测采样周期所对应的K值的一示例的流程图；
[0025]图10示出了根据本申请实施例的飞行时间测量装置的一示例的结构图框图；
[0026]图11示出了根据本申请实施例的飞行时间测量方法的一示例的流程图；
[0027]图12示出了根据本申请实施例的确定探测采样周期中的各个采样时间区间的一示例的流程图；
[0028]图13示出了根据本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行时间测量方法，其特征在于，包括：针对被经调制的连续载波光束照射的待测体，控制M个信号采集组件在定制探测采样周期内顺序启动持续采样时间区间，其中所述定制探测采样周期包括K个原始探测采样周期T，M和K均为大于1的正整数，以及各个所述信号采集组件的采样时间区间长度为(K/M)*T；获取各个所述信号采集组件分别对应预设的四相位偏移量的灰度信息集，其中所述灰度信息集中的各个灰度信息分别与不同的相位偏移量相对应；根据各个所述信号采集组件的灰度信息集，确定对应所述待测体的飞行时间。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各个所述信号采集组件的灰度信息集，确定对应所述待测体的飞行时间，包括：针对各个所述信号采集组件，基于所述信号采集组件的采样时间区间和所采集的灰度信息集，确定相应的初始飞行时间；基于各个所述信号采集组件所确定的初始飞行时间，确定对应所述待测体的飞行时间。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于各个所述信号采集组件所确定的初始飞行时间，确定对应所述待测体的飞行时间，包括：计算与所述多个信号采集组件的初始飞行时间相对应的平均值，以作为对应所述待测体的飞行时间。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过以下方式来确定相应的初始飞行时间：其中，t
′
A
表示信号采集组件A所对应的初始飞行时间，定制探测采样周期为3T，四抽头传感器中信号采集组件A的采样区间时间为[0,3/4T]，以及I
A,0
、和表示信号采集组件A在相位偏移量分别为0、1/4T、2/4T和3/4T时所对应的灰度信息。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取定制探测采样周期设置指令；基于所述定制探测采样周期设置指令，更新所述定制探测采样周期的所述K值。6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述K值满足以下条件：其中，s表示整数。7.一种飞行时间测量装置，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宣，王兆民，周兴，黄源浩，肖振中，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：