[发明专利]光斑位置自适应搜索方法、时间飞行测距系统及测距方法

权利要求书

1.一种时间飞行测距系统，其特征在于，包括：

发射器，用于投射脉冲光束至目标区域，形成光斑；

采集器，包括由多个像素组成的像素单元，用于接收经所述目标区域反射回的光斑；

处理电路，同步所述发射器与所述采集器的触发信号，并对所述光斑中的光子信号进行处理，计算出待测目标的距离信息；

其中，所述采集器还包括有存储器以及第一处理电路；所述存储器用于存储系统标定时光斑的编号以及不同编号光斑的空间发射角度因子；所述第一处理电路用于计算系统发生冲击变形后偏移光斑的坐标，并获取所述偏移光斑的编号；所述处理电路根据所述偏移光斑的坐标以及所述偏移光斑的编号，对发生冲击变形后的系统进行标定，获得新的空间发射角度因子。

2.如权利要求1所述的时间飞行测距系统，其特征在于：所述第一处理电路根据下式计算所述偏移光斑的坐标(u'_i,v'_i)，其中：

(u_i,v_i)为测距系统未发生冲击变形时初始光斑的坐标，i为光斑的编号，R_mn为位置参数。

3.如权利要求1所述的时间飞行测距系统，其特征在于：通过所述处理电路控制所述发射器的部分光源开启，确定所述像素单元上的偏移光斑的位置，由所述第一处理电路根据光斑的编号与光源的对应关系，以获得所述偏移光斑的编号。

4.如权利要求3所述的时间飞行测距系统，其特征在于：所述处理电路包括有第二处理电路，以用于控制所述偏移光斑的位置对应像素的偏置电压，激活像素采集光斑中的光子并输出光子检测信号。

5.如权利要求3所述的时间飞行测距系统，其特征在于：所述光源为VCSEL阵列光源。

6.一种光斑位置自适应搜索方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、标定初始测距系统物方空间上光斑的空间模板分布以及光斑的空间发射角度因子；

S2、求取测距系统发生冲击变形后偏移光斑在采集器像素单元上的坐标，并获取偏移光斑的编号；

S3、根据所述偏移光斑在采集器像素单元上的坐标以及所述编号，对发生冲击变形后的测距系统进行标定，得到新的空间发射角度因子，以完成光斑位置的自适应搜索。

7.如权利要求6所述的光斑位置自适应搜索方法，其特征在于：步骤S1中，在所述初始测距系统的前方放置标定板，控制发射器投射脉冲光束到所述标定板上形成光斑，使用独立的相机拍摄所述标定板，识别所述光斑并对所述光斑进行编号，计算不同编号光斑的空间发射角度因子以及物方空间上所述光斑的空间模板分布。

8.如权利要求6所述的光斑位置自适应搜索方法，其特征在于：步骤S2中，根据下式计算所述偏移光斑在采集器像素单元上的坐标(u'_i,v'_i)，其中：

u_i,v_i为未发生冲击变形时初始光斑的坐标，i为光斑的编号，R_mn为位置参数。

9.如权利要求7所述的光斑位置自适应搜索方法，其特征在于，步骤S2中，控制发射器的部分光源开启，通过确定所述像素单元上的偏移光斑的坐标，由所述第一处理电路根据光斑的编号与光源的对应关系，获得所述偏移光斑的编号。

10.一种测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

S60、控制发射器朝向目标区域发射脉冲光束，部分脉冲光束被反射后入射到采集器的感测区域形成光斑；其中，所述感测区域包括至少一个像素单元，所述像素单元包括有多个像素；

S61、控制采集器中的感测区域采集光斑中的光子并输出光子检测信号；其中，所述感测区域为预标定的初始感测区域；

S62、判断所述光斑的中心位置与所述初始感测区域的位置是否相同；若不相同，则根据权利要求6-9任一项所述的光斑自适应搜索方法确定对应的测量感测区域位置，激活所述测量感测区域用于采集光斑中的光子，以输出光子检测信号；

S63、接收所述光子检测信号并形成光子检测事件信号，基于所述光子检测事件信号形成直方图，进一步根据直方图计算距离信息。