[发明专利]一种飞行时间测距方法、系统和设备

权利要求书

1.一种飞行时间测距方法，其特征在于，包括：

根据初始直方图计算噪声光子数；其中，所述初始直方图包括连续的时间间隔，所述时间间隔内包含采集器采集的脉冲光束中光子的计数值；

根据所述噪声光子数确定脉冲提取条件，根据所述脉冲提取条件对所述初始直方图进行搜索，以提取出符合所述脉冲提取条件的至少一个搜索区间以及对应的直方图索引；所述搜索区间包括多个时间间隔，所述搜索区间内时间间隔的数量根据发射器发射的脉冲光束的脉宽确定，所述直方图索引对应所述搜索区间内第一个时间间隔；

将提取出的所述搜索区间作为第二直方图计算第二飞行时间，并根据所述第二飞行时间以及提取出的搜索区间的直方图索引在初始直方图中对应的第一飞行时间计算脉冲光束由发射到接收的飞行时间。

2.如权利要求1所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述根据初始直方图计算噪声光子数包括：

从所述初始直方图中选取远离脉冲峰值位置的一局部区域；

将所述局部区域内的光子计数总值按照该局部区域内时间间隔的数量求均值，记为所述噪声光子数。

3.如权利要求1所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述根据初始直方图计算噪声光子数包括：

选取所述初始直方图中除脉冲位置处以外的区域，并将该区域内的光子计数总值按照该区域内时间间隔的数量求均值，记为所述噪声光子数。

4.如权利要求1所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述脉冲提取条件为根据所述噪声光子数设定的一脉冲提取阈值Th；对所述初始直方图进行搜索时，选择任一时间间隔作为起点，选择满足预设数量的时间间隔构成所述搜索区间，并计算该搜索区间内的光子总数，当该搜索区间内的光子总数大于设定的脉冲提取阈值Th时，则该搜索区间符合所述脉冲提取条件，将该搜索区间存入缓冲寄存器。

5.如权利要求4所述的飞行时间测距方法，其特征在于，当存储的搜索区间超出缓冲寄存器的存储上限时进行写入阻塞，同时对提取到的搜索区间数量进行计数，如果多帧计数结果大于或等于缓冲寄存器的存储上限，则对所述脉冲提取阈值Th增加修正项ΔTh，设定新的脉冲提取阈值为Th+ΔTh。

6.如权利要求4所述的飞行时间测距方法，其特征在于，还包括：

根据接收脉冲信号强度或者接收脉冲波形与发射脉冲波形的相关度设置筛选条件，对提取到的多个搜索区间进行筛选；

根据预先设置的多回波模式对筛选后保留的搜索区间进行排序，以挑选出目标回波信号对应的搜索区间来进行所述第二飞行时间的计算。

7.如权利要求6所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述预先设置的多回波模式包括回波数量以及排序特征，所述排序特征包括回波强度或者回波时间；其中，所述回波强度采用每个搜索区间内的光子总数表征，所述回波时间采用每个搜索区间对应的直方图索引表征，根据索引的序号判断出最近回波或最远回波。

8.如权利要求1所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述脉冲提取条件为根据所述噪声光子数设定的接收脉冲信噪比阈值或者接收脉冲波形与发射脉冲波形的相关度阈值；当某一搜索区间内的接收脉冲信噪比高于所述接收脉冲信噪比阈值，或者接收脉冲波形与发射脉冲波形的相关度高于所述相关度阈值时，则该搜索区间符合所述脉冲提取条件。

9.一种飞行时间测距系统，其特征在于，包括：

发射器，用于朝向物体发射脉冲光束；

采集器，用于采集被物体反射回的所述脉冲光束中的光子并形成光子信号；

处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，用于对所述光子信号进行处理以形成初始直方图，并按照权利要求1-8任一项所述的飞行时间测距方法处理所述初始直方图，以获得物体的距离信息。

10.一种飞行时间测距设备，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，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述的飞行时间测距方法。