飞行时间的测量方法、存储介质和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种飞行时间的测量装置、存储介质和装置。本申请通过获取TDC在积分周期采集的多个时间戳集合，然后将多个时间戳集合进行组后累加得到多个分片，以分片为粒度进行相干处理得到相干时间戳集合，以及根据相干时间戳集合生成直方图数据，使直方图数据中回波信号对应的时间戳的计数值基本保持不变，噪声信号对应的时间戳的计数值进行抑制，从而提高距离探测器的信号背景噪声比SBNR，有效提高距离探测器测量飞行时间的精确度。离探测器测量飞行时间的精确度。离探测器测量飞行时间的精确度。

【技术实现步骤摘要】
飞行时间的测量方法、存储介质和装置


[0001]本申请涉及测量领域，尤其涉及一种飞行时间的测量方法、存储介质和装置。

技术介绍

[0002]飞行时间(Time of flight，TOF)测量系统在各种三维测距和三维成像领域有着重要的应用，例如自动驾驶、人脸识别、3D游戏、以及虚拟现实等。具体的，飞行时间测量(TOF)技术是光源发射连续或脉冲的出射光束，遇被测目标反射后返回，光电传感器接收返回的回波光束，通过计算发射出射光束和接收回波光束的时间差，或计算出射光束和回波光束的相位差，来换算被测目标的距离，即深度信息。
[0003]在飞行时间的实际测量过程中，环境光的干扰以及光电传感器本身的暗噪声等会导致测量系统产生大量的干扰信息，即噪声信号。因此，如何避免噪声信号的影响以提升飞行时间测距的精准度是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例所要解决的技术问题在于，提供一种飞行时间的测量方法、存储介质和装置，降低噪声信号对测量的影响，提高测量飞行时间的准确性。
[0005]第一方面，本申请提供了一种飞行时间的测量方法，包括：
[0006]获取N个时间戳集合；其中，N为大于1的整数，每个时间戳集合表示一个积分周期对应的光子事件，所述每个时间戳集合包括多个时间戳，各个时间戳的积分周期相等，每个时间戳集合包括TDC在积分周期内采集到的一个或多个回波信号的时间戳；
[0007]将所述N个时间戳集合划分为K个组；其中，K为大于1的整数，每个组包括一个或多个时间戳集合；各个组的时间戳集合的数量可以相等，也可以不相等；
[0008]将各个组包括的时间戳集合进行累加得到K个分片；其中，每个分片包括多个时间戳；
[0009]将所述K个分片进行相干处理得到相干时间戳集合；
[0010]基于所述相干时间戳集合生成直方图数据；
[0011]根据所述直方图数据确定飞行时间。
[0012]第二方面，本申请提供了一种飞行时间的测量装置，包括：
[0013]获取单元，用于获取N个时间戳集合；其中，N为大于1的整数，每个时间戳集合表示一个积分周期对应的光子事件，所述每个时间戳集合包括多个时间戳，各个时间戳集合的积分周期相等；
[0014]划分单元，用于将所述N个时间戳集合划分为K个组；其中，K为大于1的整数，每个组包括一个或多个时间戳集合；
[0015]累加单元，用于将所述各个组包括的时间戳集合进行累加得到K个分片；其中，每个分片包括多个时间戳；
[0016]相干单元，用于将所述K个分片进行相干处理得到相干时间戳集合；
[0017]生成单元，用于基于所述相干时间戳集合生成直方图数据；
[0018]确定单元，用于根据所述直方图数据确定飞行时间。
[0019]基于同一申请构思，由于该装置解决问题的原理以及有益效果可以参见上述各可能的距离补偿装置的方法实施方式以及所带来的有益效果，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
[0020]本申请的又一方面提了供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
[0021]本申请的又一方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
[0022]在本申请实施例中，获取时间数字转换器在积分周期上采集得到的多个时间戳集合，将多个时间戳集合以分片为单位进行划分，划分后的多个分片之间相互进行相干运算得到相干时间戳集合，然后利用相干时间戳集合生成直方图数据，由此，本申请可以通过直方图数据中时间戳计数值的大小确定回波信号和噪声信号，通过直方图数据中时间戳确定飞行时间和噪声信号对应的时间戳，这样不仅提高了距离探测器的信号背景噪声比SBNR，还有效提高距离探测器测量飞行时间的精确度。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或
技术介绍
中的技术方案，下面将对本申请实施例或
技术介绍
中所需要使用的附图进行说明。
[0024]图1A是本申请实施例提供的飞行时间测量装置中探测器的结构示意图；
[0025]图1B是本申请实施例提供的生成直方图数据原理示意图；
[0026]图1C和图1D为直方图数据的示意图
[0027]图2是本申请实施例提供的一种飞行时间的测量方法的流程示意图；
[0028]图3是本申请实施例提供的组内的时间戳集合进行累加的示意图；
[0029]图4和图5是本申请实施例提供的分片相干处理的原理示意图；
[0030]图6是本申请实施例的相干处理前的直方图数据；
[0031]图7是本申请实施例提供的相干处理后的直方图数据；
[0032]图8是本申请实施例提供的一种飞行时间的测量装置的结构示意图；
[0033]图9是本申请实施例提供的一种飞行时间的测量装置的另一结构示意图。
具体实施方式
[0034]为使得本申请实施例的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法
的例子。
[0036]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0037]参见图1A，为本申请实施例提供的飞行时间测量装置的架构图，在本申请实施例中，测量装置包括：发射器(图中未示出)和探测器。发射器用于发射激光脉冲，探测器可以包括像素单元、时间数字转换器(time
‑
to
‑
digital converter，TDC)和随机存取存储器(random access memory，RAM)，其中，该像素单元可以包括一个或多个单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)。
[0038]DTOF(direct time of flight，直接测量飞行时间)测量的基本过程为：DTOF会在单帧测量时间内发射N次脉冲信号和接收N次回波信号，然后对记录的N次脉冲信号的飞行时间做直方图统计，其中出现频率最高的飞行时间用于计算激光雷达与目标物体之间距离。
[0039]具体地，发射器向目标物体发射脉冲信号，脉冲信号遇到目标物体发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行时间的测量方法，其特征在于，包括：获取N个时间戳集合；其中，N为大于1的整数，每个时间戳集合表示一个积分周期对应的光子事件，所述每个时间戳集合包括多个时间戳，各个时间戳集合对应的积分周期相等；将所述N个时间戳集合划分为K个组；其中，K为大于1的整数，每个组包括一个或多个时间戳集合；将各个组包括的时间戳集合进行累加得到K个分片；其中，每个分片包括多个时间戳；将所述K个分片进行相干处理得到相干时间戳集合；基于所述相干时间戳集合生成直方图数据；根据所述直方图数据确定飞行时间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个组的时间戳集合数量是相等的，K＝N/M，M为各个组的时间戳集合数量，M为大于或等于1的整数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将所述K个分片进行相干处理得到相干时间戳集合，包括：在所述K个分片中选择L个分片；其中，1＜L≤K，L为整数；将所述L个分片进行相干处理得到相干时间戳集合。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述L个分片为所述K个分片中的偶数分片；或所述L个分片为所述K个分片中的奇数分片；或所述L个分片为所述K个分片中排在后面的L个分片；其中，所述K个分片是基于时间戳数量降序排列的。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述将所述L个分片进行相干处理得到相干时间戳集合，包括：将所述L个分片的时间长度分别划分为连续的P个时间窗；其中，第1个分片对应的时间窗为W
11
、W
12
、
…
、W
1P
，第2个分片对应的时间窗为W
21
、W
22
、
…
、W
2P
，
…
，第L个分片对应的时间窗为W
L1
、W
L2
、
…
W
LP
；根据所述L个分片的时间窗得到相干时间戳集合；其中，所述相干时间戳集合的积分周期等于所述L个分片的积分周期，所述相干时间戳集合的积分周期划分为连续分布的P个时间窗；对于所述相干时间戳集合内的第i个时间窗来说，1≤i≤P，如果时间窗W
1i
、W
2i
、
…
、W
Li
中存在至少一个时间窗未覆盖时间戳，则所述相干时间戳集合中的第i个时间窗内不设置时间戳；如果时间窗W
1i
、W
2i
、
…
、W
Li
中均覆盖时间戳，则将时间窗W
1i
、W
2i
、
…
、W
Li
中的时间戳进行累加得到所述相干时间戳集合中的第i个时间窗内的时间戳。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将所述K个分片进行相干处理得到相干时间戳集合，包括：为第X个分片中的每个时间戳设置一个时间窗；其中，所述第X个分片位于所述K个分片中，X＝L+1、L+2、
……
、K，X和L为大于1的整数；根据所述第X个分片的时间窗位置为所述第X个分片的前L个分片设置时间窗；其中，所述第X个分片对应的时间窗数量为P
X
，所述第X个分片对应的时间窗分别为W
X1
、W
X2
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锦城，任亚林，
申请(专利权)人：深圳市速腾聚创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：