[发明专利]基于飞行时间的测距方法及测距系统

说明书

本发明涉及一种基于飞行时间的测距方法及系统，所述方法包括：光发射器发射探测光；打开第一感应区接收被目标物体反射的探测光；分别获取第一感应区中各感应分区的感测信号；根据感测信号得到各感应分区的有效峰信号区间；确定目标物体的飞行时间范围以及第二感应区；光发射器再次发射探测光；打开第二感应区接收被目标物体再次反射的探测光，获取飞行时间范围内的感测信号；根据飞行时间范围内的感测信号得到目标物体的距离。本申请测得的目标物体的距离较为准确，并且精测的功耗较低。

技术领域

本发明涉及电磁波测距，特别是涉及一种基于飞行时间的测距方法，还涉及一种基于飞行时间的测距系统。

背景技术

飞行时间(Time of Flight,ToF)技术是一种从发射器发射探测光，并使探测光经过目标物体反射回到接收器，从而能够根据探测光在此传播路程中的传播时间来获取物体到传感器的空间距离的3D成像技术。

在基于发射端和接收端分开布置的ToF方案中，发射端和接收端存在视差。因此，发射端发出的激光束在不同距离的反射信号会照射到图像传感器的不同像素上。在ToF方案中，当发射端的激光按照散点分布的时候，有效的激光混杂在大量环境光中。示例性地，可以对接收器像素(每个SPAD)进行选择性打开，再接受触发，否则会得到很低的信噪比，或者探测不到信号，造成距离估计的错误。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够获得目标物体的准确距离的基于飞行时间的测距方法。

一种基于飞行时间的测距方法，包括：光发射器发射探测光；打开感测模块中的第一感应区接收被目标物体反射的探测光；所述第一感应区包括至少一个感应分区，每个所述感应分区包括至少一个感应单元；分别获取所述第一感应区中各感应分区的第一感测信号；所述第一感测信号包含各感应分区感测到的信号强度与时间的对应关系；根据所述第一感测信号得到各个感应分区的有效峰信号区间；基于各个感应分区的所述有效峰信号区间以及感应单元与飞行时间的对应关系，确定目标物体的飞行时间范围以及第二感应区；所述第二感应区为所述第一感应区的一部分；光发射器再次发射探测光；打开感测模块中的第二感应区接收被所述目标物体再次反射的探测光，获取所述飞行时间范围内的第二感测信号；根据所述飞行时间范围内的第二感测信号得到所述目标物体的距离。

在其中一个实施例中，所述第一感应区在第一方向上的尺寸大于或者等于每个感应分区在所述第一方向上的尺寸，所述第一方向垂直于所述感测模块与所述光发射器的连线方向。

所述第一感应区在第二方向上的尺寸大于在所述第一方向上的尺寸；所述第二方向平行于所述感测模块与所述光发射器的连线方向。

在其中一个实施例中，还包括将所述感测模块进行条状分区形成各感应分区。

在其中一个实施例中，所述感测模块包括单光子雪崩二极管阵列，每个单光子雪崩二极管为一感应单元。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一感测信号得到各个感应分区的有效峰信号区间的步骤包括：过滤掉信噪比低于预设信噪比阈值的信号尖峰后得到所述有效峰信号区间。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一感测信号得到各个感应分区的有效峰信号区间的步骤包括：通过滤波去除干扰光形成的信号尖峰后得到所述有效峰信号区间。

在其中一个实施例中，所述分别获取所述第一感应区中各感应分区的第一感测信号的步骤包括：得到所述各感应分区的第一感测信号对应的第一直方图；所述根据所述飞行时间范围内的第二感测信号得到所述目标物体的距离步骤包括：根据所述飞行时间范围确定第二感测信号的时间窗口，进行直方图统计从而得到第二直方图，并根据所述第二直方图得到所述目标物体的距离。

在其中一个实施例中，所述得到各感应分区的第一感测信号对应的第一直方图的步骤包括：每个感应分区通过连接的一时间数字转换器得到对应的第一直方图。