[发明专利]TOF传感装置及其距离检测方法

说明书

本申请公开一种TOF传感装置及其距离检测方法，包括：发射脉冲检测光照射被测视场，所述脉冲检测光至少包括两种不同脉宽的脉冲；接收被反射回的脉冲检测光，根据所述脉冲检测光的脉冲从发射到接收的时间间隔，获得被测视场内各位置处的初始距离信息；将根据不同脉宽的脉冲获得的初始距离信息进行合并，获得被测视场内各位置处的测量距离信息。上述TOF传感装置及其测距方法能够减少多路径反射光的影响，提高距离检测准确性。

技术领域

本申请涉及传感技术领域，具体涉及一种TOF传感装置及其距离检测方法。

背景技术

飞行时间(ToF，Time of Flight)传感器通过检测发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔或激光往返被测物体一次所产生的相位来实现对被测物体的距离、三维结构或三维轮廓的测量。TOF传感器可同时获得灰度图像和距离图像，广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3D建模等诸多领域。

在实际的距离检测过程中，由于被测视场内环境复杂，通常会存在多个反射表面，导致多路径反射问题，包括：检测光从发射后可能经过多次反射后到达被测物体表面，而被测物体反射的反射光也可能会经过多次反射后再被飞行时间传感器接收。多路径反射问题会导致检测光自发出至被反射后接收所飞行的距离大于被测物体的实际距离的2倍，从而影响距离检测的准确性。

现有技术中，针对上述多路径反射干扰(MPI，Multi-path interference)问题，通常通过复杂的算法校正以降低多路径反射光对检测结果的影响，对所述传感器的计算能力要求较高，造成成本提高。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种TOF传感装置及其距离检测方法，以修正多路径反射光对检测结构的影响，提高距离检测的准确性。

本申请提供的一种TOF传感装置的距离检测方法，包括：发射脉冲检测光照射被测视场，所述脉冲检测光至少包括两种不同脉宽的脉冲；接收被反射回的脉冲检测光，根据所述脉冲检测光的脉冲从发射到接收的时间间隔，获得被测视场内各位置处的初始距离信息；将根据不同脉宽的脉冲获得的初始距离信息进行合并，获得被测视场内各位置处的测量距离信息。

可选的，测量过程中，采用的每个检测帧包括若干检测子帧，每个检测子帧对应于一种脉宽的脉冲；将各检测子帧检测获得的初始距离信息进行合并，获得一帧测量距离信息。

可选的，所述TOF传感装置在接收到反射光后，产生与反射光能量对应的感应的电荷；所述距离检测方法包括：利用三个连续的电荷累积窗口对所述感应电荷进行累积，各个电荷累积窗口的窗口宽度与当前检测帧的检测光的脉宽一致。

可选的，所述被测视场内包括多个量程范围，根据对所述各个量程范围内的检测精度要求，设置与所述各个量程范围对应的多种不同脉宽的脉冲，脉宽越小对应的量程越短，且检测结果受多路径反射光的影响越小。

可选的，所述脉冲检测光的脉宽设置方法包括：以具有基本脉冲的初始脉冲检测光进行距离检测，所述基本脉冲的脉宽对应于最大量程；当所述被测视场内出现目标物体时，将所述初始脉冲检测光调整为修正脉冲检测光，所述修正脉冲检测光包括所述基本脉冲和修正脉冲，所述修正脉冲的脉宽小于所述基本脉冲的脉宽。

可选的，在目标物体出现之前，每个检测帧采用基本脉冲进行距离检测；在目标物体出现后，每个检测帧包括至少两个检测子帧，分别采用基本脉冲以及修正脉冲进行距离检测。

还包括：通过控制修正脉冲的发光时序，调整所述修正脉冲对应的量程起点，使所述修正脉冲对应的检测子帧的量程覆盖所述目标物体所在的距离范围。

可选的，根据初始脉冲检测光的检测结果选定所述目标物体。

可选的，将出现在预设距离范围内的物体自动设置为目标物体。