自适应距离估计制造技术

本发明专利技术涉及一种自适应距离估计。设备和技术的代表性实施方式提供用于成像设备和系统的自适应距离估计。距离估计可以基于反射光中的相位延迟。对于后续帧事件而言用于确定相位延迟值的参考相位可能被改变。可以基于在预定区域之内是否检测到对象移动来为一些距离计算选择多个帧事件。

【技术实现步骤摘要】
自适应距离估计
本专利技术涉及一种自适应距离估计。
技术介绍
基于光波的成像系统变得更广泛地用于目标检测，这是因为半导体工艺已变得更 快地支持这样的系统。一些成像系统能够提供每秒几十幅图像，使得这样的系统也有益于 对象检测和/或跟踪。由于它们潜在小的形状因数以及潜在高的信号保真度，一些成像系 统非常适合于许多类型的车辆(汽车、公共汽车、火车等）中的应用。此外，一些成像系统非 常适合于许多类型的消费者设备(例如电视、计算机、平板电脑、智能电话等等）中的姿势控 制等。尽管此类成像系统的分辨率可能变化，但是使用这些系统的应用能够利用它们操作 的速度。 诸如汽车之类的移动车辆例如可以使用成像系统来检测车辆路径中的对象(例如 步行者)，以避免碰撞该对象。例如，可以在车辆的前面、后面和/或(多个)侧面上采用成像 系统以便检测车辆的前向或倒退路径中的、去往车辆侧面的或在车辆的盲点中的对象。 渡越时间摄像机例如可以使用成像设备来测量离摄像机的对象的距离。使用多个 像素的成像设备也可以被使用，其中与各个像素相关联的光信号可以提供对对象上离散点 的距离测量，从而形成三维距离图像。例如利用离散点反射掉的光信号，这可以成为可 能。 无论是否被部署在车辆应用、消费者设备应用或其它类型的应用中，都期望在维 持或改进性能的同时增加成像系统的效率。例如，随着成像系统被应用于车辆、移动设备等 等，该成像系统的有用性在系统的准确性或清楚性为低时减小，但是功率需求却是大的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种装置，包括：成像传感器，其被布置成捕获在 帧事件期间区域中的一个或多个对象反射掉的光辐射；以及处理部件，其被布置成基于在 帧事件期间捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值来计算从一个或多个对象到成像传感 器的距离，所述相位延迟值与多个参考相位的集合中的一个集合相对应。 根据本专利技术的第二方面，提供了一种系统，包括：照明模块，其被布置成发射光辐 射以照明区域；包括多个像素的传感器模块，其被布置成捕获在帧事件期间区域中的一个 或多个对象反射掉的光辐射的一个或多个相位延迟值，所述相位延迟值与多个交替参考相 位的集合中的一个集合相对应；以及控制模块，其被布置成基于由各个像素捕获的一个或 多个相位延迟值来计算从一个或多个对象到多个像素的各个像素的距离。 根据本专利技术的第三方面，提供了一种方法，包括：用成像传感器捕获在帧事件期间 区域之内的一个或多个对象反射掉的光辐射；从多个参考相位值的集合中选择参考相位值 的集合； 确定在帧事件期间捕获的光辐射的与所选参考相位值的集合相对应的一个或多个相 位延迟值；以及基于在帧事件期间捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值来计算从一个或 多个对象到成像传感器的距离。 根据本专利技术的第四方面，提供了一种三维成像设备，包括：成像传感器，其被布置 成基于渡越时间原理来捕获区域的三维图像，该成像传感器包括被布置成在多个帧事件期 间捕获区域中的一个或多个对象反射掉的光辐射的一个或多个相位延迟值的多个像素，该 相位延迟值与一系列参考相位的集合相对应，该系列参考相位的集合中的每个集合被布置 成根据算法来应用于多个帧事件中的帧事件；以及处理部件，其被布置成基于在多个帧事 件中的一个或多个帧事件期间捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值来计算从一个或多 个对象到成像传感器的各个像素的距离，该处理部件被布置成处理一定数量的多个帧事件 以基于在区域之内检测到的对象移动的速度来计算距离。 【附图说明】 参考附图阐述了详细的描述。在图中，参考数字的最左边的（多个）数标识其中该 参考数字首先出现的图。不同图中相同参考数字的使用指示相似或相同的项。 为了该讨论，图中图示的设备和系统被示为具有多个部件。如本文所述的那样，设 备和/或系统的各种实施方式可以包括较少的部件并且仍在本公开的范围之内。可替换 地，设备和/或系统的其它实施方式可以包括附加部件或者所述部件的各种组合，并且仍 在本公开的范围之内。 图1是根据一个实施方式可以在其中采用所述设备和技术的示例应用环境的图 /Jn 〇 图2是根据一个实施方式的示例成像系统部件的框图。 图3是根据一个实施方式示出示例成像系统的部件的一些细节的框图，其包括包 含多个像素的传感器模块。 图4是根据一个实施方式的成像系统的示例控制模块的框图。 图5图示出根据一个实施方式的示例自适应算法概念。 图6是根据一个实施例方式的图示出通过成像系统来自适应地估计距离的示例 过程的流程图。 【具体实施方式】 概沭 本公开与被布置成检测、成像、识别和/或跟踪在与成像系统有关的预定区域中的对 象和/或姿势的成像系统(例如使用发射的电磁（EM)辐射的成像系统)相关。例如，与车辆 相关联的成像系统可以被用来检测车辆路径中的或车辆附近区域中的对象。另外，成像系 统可以跟踪对象或提供对象的图像(例如诸如三维图像)。在其它示例中，成像系统可以被 用来检测和识别例如在计算设备附近区域中的对象或人手的姿势。成像系统可以识别对象 或手何时做出姿势，并且跟踪手势组合作为对计算设备的鼠标或其它输入的替代。 在各种实施方式中，成像系统使用渡越时间原理(诸如反射的EM发射（即电磁辐 射）的距离计算）来例如检测、成像、识别和/或跟踪对象。渡越时间距离计算可以基于接 收到的发射的EM (光)辐射的反射，因为光辐射被预定区域中的对象反射掉。例如，在一 种情况下，距离计算可以基于光的速度和反射的光辐射的行进时间。 设备和技术的代表性实施方式提供用于成像设备和系统的自适应距离估计。在各 种实施方式中，距离估计计算可以基于反射的光辐射中的相位延迟。在一个非限制性示例 中，相位延迟值可以被限定为像素的采样输出，其中像素的输出是（由场景反射的）入射光 和（芯片上生成的）参考信号之间的相关，该参考信号具有相对于发射的光信号的固定的参 考相移。例如，在帧事件期间反射光中捕获的相位延迟值（即在某一时间点处的图像捕获） 可以被用来确定对象与成像设备的距离，其中从入射光到捕获的反射光的相移指示光行进 的距离。 在一些实施方式中，一个或多个参考相位可以被用来对反射光中对应的一个或多 个相移编索引。对于随后的帧事件，用于确定相位延迟值的参考相位可以被改变(例如替 换、轮换（rotate)等等)。例如，连续的帧事件（即图像捕获)可以使用一个或多个参考相位 的不同的集合来确定反射光中的相位延迟。 在一个实施方式中，来自多个帧事件的相位信息可以被选择用于某些距离计算， 而不是使用单个图像捕获。例如，当前的帧事件可以与一个或多个过去的帧事件结合处理 以计算对象离成像系统的距离。在一个附加实施方式中，可以基于在预定区域(例如成像区 域)内是否检测到对象移动来选择一定数量的过去的帧事件。在一个实施方式中，基于对象 移动的相对速度来选择帧事件的数量。 在本公开中讨论用于成像系统、设备和技术的各种实施方式和布置。参考图中图 示的示例性基于光的成像系统和设备来讨论技术和设备。然而，这不是意图进行限制，并且 这是为了便于讨论和说明方便。所讨论的技术和设备可以被应用于各种(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：成像传感器，其被布置成捕获在帧事件期间区域中的一个或多个对象反射掉的光辐射；以及处理部件，其被布置成基于在帧事件期间捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值来计算从一个或多个对象到成像传感器的距离，所述相位延迟值与多个参考相位的集合中的一个集合相对应。

【技术特征摘要】
2013.09.18 US 14/030,8931. 一种装置，包括： 成像传感器，其被布置成捕获在帧事件期间区域中的一个或多个对象反射掉的光辐 射；以及 处理部件，其被布置成基于在帧事件期间捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值来计 算从一个或多个对象到成像传感器的距离，所述相位延迟值与多个参考相位的集合中的一 个集合相对应。2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述处理部件被布置成根据算法从针对每个帧事 件的多个参考相位的集合中选择参考相位的集合。3. 根据权利要求1所述的装置，其中所述处理部件被布置成使用在后续帧事件期间多 个参考相位的集合中的不同的参考相位的集合来计算从一个或多个对象到成像传感器的 距离。4. 根据权利要求1所述的装置，其中所述处理部件被布置成基于在过去的帧事件期间 捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值来计算从一个或多个对象到成像传感器的距离。5. 根据权利要求1所述的装置，其中所述处理部件被布置成基于在当前帧事件期间捕 获的光辐射的一个或多个相位延迟值连同在一个或多个过去的帧事件期间捕获的光辐射 的一个或多个相位延迟值来计算从一个或多个对象到成像传感器的距离。6. 根据权利要求5所述的装置，其中所述处理部件被布置成基于是否在预置持续时间 之内在区域之内检测到对象移动来自适应地选择一定数量的一个或多个过去的帧事件。7. 根据权利要求6所述的装置，其中基于在预置持续时间之内在区域之内检测到的对 象移动的速度来自适应地选择一个或多个过去的帧事件的数量，其中当在预置持续时间之 内在区域之内检测到较快的对象移动时选择较少过去的帧事件，并且当在预置持续时间之 内在区域之内检测到较慢的对象移动时选择更多过去的帧事件，对象移动检测取决于从至 少一个像素获得的相位信息。8. 根据权利要求6所述的装置，其中所述处理部件被布置成基于在当前帧事件期间以 及在一个或多个过去的帧事件期间捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值的时间演变的 分析来检测区域之内的对象移动。9. 根据权利要求1所述的装置，其中所述成像传感器包括多个像素设备，并且其中处 理部件被布置成基于由像素设备捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值来计算从一个或 多个对象到成像传感器的每个像素设备的距离。10. 根据权利要求1所述的装置，其中所述多个参考相位的集合中的第一参考相位的 集合包括〇度、120度和240度，并且所述多个参考相位的集合中的第二参考相位的集合包 括180度、300度和60度。11. 根据权利要求1所述的装置，其中所述成像传感器被布置成在帧事件期间使用渡 越时间原理来捕获区域的三维图像。12. -种系统，包括： 照明模块，其被布置成发射光辐射以照明区域； 包括多个像素的传感器模块，其被布置成捕获在帧事件期间区域中的一个或多个对象 反射掉的光辐射的一个或多个相位延迟值，所述相位延迟值与多个交替的参考相位的集合 中的一个集合相对应；以及 控制模块，其被布置成基于由各个像素捕获的一个或多个相位延迟值来计算从一个或 多个对象到多个像素的各个像素的距离。13. 根据权利要求12所述的系统，所述控制模块还被布置成根据算法从针对帧事件的 多个交替的参考相位的集合中选择参考相位的集合，以及根据该算法从针对后续帧事件的 多个交替参考相位的集合中选择另一参考相位的集合。14. 根据权利要求12所述的系统，所述控制模块还被布置成基于在当前帧事件期间由 像素捕获的光辐射的一个或多个相位延迟值连同在一个或多个过去的帧事件期间由像素 捕获的光辐射的一个或多个相位延迟...

【专利技术属性】
技术研发人员：J格伦瓦尔德，M马克，C斯泰纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE