[发明专利]一种多线扫描距离测量系统

说明书

本发明公开了一种多线扫描距离测量系统，包括：发射器，包括由多个光源组成的列光源，用于向目标发射脉冲光束；采集器，包括多个采样区域，每个采样区域均包括由多个像素组成的像素阵列及多个控制电路，控制电路一一对应地连接于像素以单独控制像素的工作模式；多个采样区域与列光源相关联，并且仅采样区域内的像素的子集被激活用于采集反射的脉冲光束；旋转组件，用于控制发射器和采集器同步旋转以完成对目标的360度扫描以在目标视场中形成多条扫描线；处理电路，与发射器和采集器连接，用于同步发射器和采集器的触发信号，并对像素采集光束的光子信号进行处理，基于脉冲光束从发射到被采集器接收的飞行时间计算出目标的距离信息。

技术领域

本发明涉及测距技术领域，具体涉及一种多线扫描距离测量系统。

背景技术

利用飞行时间原理(TOF，TimeofFlight)可以对目标进行距离测量以获取包含目标的深度值的深度图像，而基于飞行时间原理的距离测量系统已被广泛应用于消费电子、无人架驶、AR/VR等领域。基于飞行时间原理的距离测量系统通常包括发射器和采集器，利用发射器发射脉冲光束照射目标视场并利用采集器采集反射光束，计算光束由发射到反射接收所需要的时间来计算物体的距离。

目前基于飞行时间法的激光雷达主要分为机械式与非机械式，机械式通过旋转基座来实现360度大视场的距离测量，其优点是光束强度集中、测量范围大、精度高。机械式激光雷达可以是单线激光雷达和多线激光雷达，其中，单线激光雷达是只有一个发射器和采集器，扫描范围受限，由此提出了多线激光雷达，但多线激光雷达在系统装调时需要严格对准，导致目前多线激光雷达设计工艺困难、造价高昂、难以量产的主要原因。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种多线扫描距离测量系统，以解决现有技术所存在的多线激光雷达在系统装调时需要严格对准，导致目前多线激光雷达设计工艺困难、造价高昂、难以量产的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多线扫描距离测量系统，包括：发射器，包括由多个光源组成的列光源，用于向目标物体发射脉冲光束；采集器，包括与所述光源数量相同的多个采样区域，每个所述采样区域均包括由多个像素组成的像素阵列以及多个控制电路，所述控制电路一一对应地连接于所述像素以单独控制所述像素的工作模式；所述多个采样区域与所述列光源相关联，并且仅所述采样区域内的像素的子集被激活用于采集反射的所述脉冲光束；旋转组件，与所述发射器和所述采集器连接，用于控制所述发射器和所述采集器同步旋转以完成对所述目标物体的360度扫描以在目标视场中形成多条扫描线；处理电路，与所述发射器和所述采集器连接，用于同步所述发射器和所述采集器的触发信号，并对所述像素采集光束的光子信号进行处理，基于所述脉冲光束从发射到被所述采集器接收的飞行时间计算出所述目标物体的距离信息。

优选地，所述列光源包括多个在垂直方向上间隔排列的所述光源。

优选地，所述发射器还包括发射光学组件，用于接收所述光源发出的脉冲光束并进行整形，以及将整形后的光束投向所述目标物体。

优选地，所述采集器包括接收光学组件，所述接收光学组件和所述发射光学组件被配置为包括相同的远心透镜。

优选地，所述采集器还包括与所述多个采样区域一一对应连接的多个读出电路，用于记录光子从发射到被采集的飞行时间并输出光子时间信号，并利用光子时间信号构建直方图。

优选地，所述读出电路包括一个TDC电路和直方图存储器，所述采样区域内的全部像素共享一个所述TDC电路；或者，所述读出电路包括TDC电路阵列和直方图存储器，所述TDC电路阵列中TDC电路的数量与所述采样区域内的所述像素的数量相同，每个所述像素与所述TDC电路一一对应连接。

优选地，所述采样区域的大小根据系统公差引起的偏移量决定。