障碍物测距系统及具有其的车辆和TOF测距方法技术方案

本发明专利技术公开了一种障碍物测距系统，该障碍物测距系统包括TOF测距装置和调节装置，其中，TOF测距装置包括激光光源、感应模块和控制模块，激光光源，用于发射经调制的激光；感应模块，用于感应可探测障碍物反射的激光，并计算发射激光与反射激光的相位差或时间差；控制模块，用于根据预设调制频率对发射激光进行调制，并根据相位差或时间差计算可探测障碍物的距离；调节装置包括设置模块，设置模块用于根据最大期望探测距离生成预设调制频率。本发明专利技术的障碍物测距系统，可以提高远距离测距的精度。本发明专利技术还公开包括该障碍物测距系统的车辆和TOF测距方法。

Obstacle location system and vehicle and TOF ranging method

The invention discloses an obstacle ranging system. The obstacle ranging system comprises a TOF ranging device and a regulating device. The TOF ranging device comprises a laser light source, an induction module and a control module, a laser light source for transmitting a modulated laser, and an induction module for sensing a laser reflecting a detectable obstacle. The control module is used to modulate the transmitted laser according to the preset modulation frequency and to calculate the distance of the detectable obstacle according to the phase difference or time difference; the adjustment device includes a setting module, which is used to generate the preset detection distance according to the maximum expected detection distance. Modulation frequency. The obstacle location system of the invention can improve the accuracy of long distance ranging. The invention also discloses a vehicle and TOF ranging method including the obstacle location system.

【技术实现步骤摘要】
障碍物测距系统及具有其的车辆和TOF测距方法
本专利技术属于车辆
，尤其涉及一种障碍物测距系统，以及具有该障碍物测距系统的车辆以及TOF(TimeofFlight，飞行时间)测距方法。
技术介绍
双目立体视觉测距是利用两个摄像机同时拍摄的左右图像对进行立体匹配，根据立体匹配得出的视差图算出目标物体的距离。相机的标定和左右图像对的匹配是该测距方案的关键。如图1所示，该测距方案采用的是平行的双目视觉模型，左右两个相机Cl和Cr的光心距离为B，且放置在一个平面上。点P为需要测试的目标，pl和pr是点P在左右图像上的成像点。假设左右相机的像平面位于同一平面上，且两幅图像是行对准的，则根据图1利用相似三角形原理可以计算出目标点P与摄像机之间的距离Z的值满足：其中，xl-xr定义为视差值。由上述公式(1)可以看出，视差值与深度Z成反比的关系。当视差值越接近于0时，视差的微小变化会导致较大的深度变化，因此，当测量的目标与摄像机的距离较近时，系统测量的深度信息较精确，但是，随着距离的变远，测量精度下降。所以，上述方案更加适用于做近距离的测距，对于较远距离的测距还需进一步改善。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术需要提出一种障碍物测距系统，该障碍物测距系统，可以提高远距离测距的精度。本专利技术还提出一种具有该障碍物测距系统的车辆以及TOF测距方法。为了解决上述问题，本专利技术提出的障碍物测距系统包括：TOF测距装置，所述TOF测距装置包括：激光光源，用于发射经调制的激光；感应模块，用于感应可探测障碍物的反射激光，并计算发射激光与所述反射激光的相位差或时间差；控制模块，用于根据预设调制频率对所述发射激光进行调制，并根据所述相位差或所述时间差计算所述可探测障碍物的距离；调节装置，所述调节装置包括设置模块，所述设置模块用于根据最大期望探测距离生成所述预设调制频率。本专利技术实施例的障碍物测距系统，采用激光光源提供主动探测光，改变了发射光的调制频率，可以获得更大的探测范围，提高远距离测距的精度，可以获得更大的深度信息。为了解决上述问题，本专利技术另一方面提出的车辆包括上述方面的障碍物测距系统。本专利技术的车辆，通过采用上述的障碍物测距系统，可以提高远距离测距的精度，在驾驶员需要了解障碍物距离的驾驶方面例如倒车、高速行驶、路况复杂等情况，提供辅助信息，驾驶更加安全。为了解决上述问题，本专利技术再一方面提出的TOF测距方法，包括：根据预设调制频率对激光进行调制，并发射经调制的激光，其中，所述预设调制频率根据最大期望探测距离设置；感应可探测障碍物反射的激光，并计算发射激光与反射激光的相位差或时间差；以及，根据所述相位差或所述时间差计算所述可探测障碍物的距离。本专利技术实施例的TOF测距方法，采用激光提供主动探测光，改变了发射光的调制频率，可以获得更大的探测范围，提高远距离测距的精度，可以获得更大的深度信息。附图说明图1是相关技术中一种双目立体视觉测距方法的原理图；图2是根据相关技术的一种TOF测距原理示意图；图3是根据本专利技术实施例的障碍物测距系统的框图；图4是根据本专利技术的一个实施例的障碍物测距系统的示意图；图5是根据本专利技术的一个实施例的障碍物测距系统的框图；图6是根据本专利技术实施例的车辆的框图；图7是根据本专利技术实施例的TOF测距方法的流程图；图8是根据本专利技术的一个实施例的TOF测距方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术实施例的障碍物测距系统是基于TOF技术做出的改进。其中，TOF是飞行时间技术的缩写，即传感器发出经调制的光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息，此外，再结合传统的相机拍摄，即能将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的地形图方式呈现出来。TOF技术采用主动光探测方式，与一般光照需求不一样的是，TOF照射单元的作用并不是照明，而是利用入射光信号与反射光信号的变化来进行距离测量，所以，TOF的照射单元都是对光进行高频调制之后再进行发射，如图2所示为相关技术中的一种TOF测距原理示意图，其中，该系统包括计时器、发射器和检测器，其中，采用LED发射脉冲光来探测目标。具体地，发射器发射调制后的红外光至探测目标，探测目标反射部分红外光，检测器检测到反射的红外光，并且计时器记录发射和接收的时间差，继而，根据发射和接收红外光的相位差或时间差来计算探测目标的距离。但是，由于各方面原因例如红外光易衰减、受干扰等，上述系统测距的范围也是比较有限，不适用于较远距离的测量，因而，本申请提出一种障碍物测距系统。如图3所示，为根据本专利技术实施例的障碍物测距系统的框图，该测距系统100包括TOF测距装置10和调节装置20。其中，TOF测距装置10类似于采用TOF技术的相机，该TOF测距装置10包括激光光源11、感应模块12和控制模块13。调节装置20包括设置模块21。激光光源11用于发射经调制的激光至可探测障碍物，即提供主动光照明，该发射光是经过系统调制后的光，可探测障碍物吸收一部分激光，有一部分激光被反射。需要说明的是，激光的准直性好、能量高，采用激光光源11相较于相同数量的LED灯，可探测范围更大，更加适用于远距离的探测。感应模块12用于感应可探测障碍物的反射激光，并计算发射激光与反射激光的相位差或时间差。类似于现有的TOF测距技术，正是基于发射光与反射光的相位差或时间差来实现距离测量的。控制模块13用于根据预设调制频率对发射激光进行调制，进而被调制后的激光发射出去，其中，预设调制频率通过设置模块21根据最大期望探测距离生成。需要说明的是，调制频率与距离存在对应关系，对于预设调制频率，用户可以根据期望的距离通过设置模块21进行设定，即可以改变调制频率，并且，不同于LED等的调制频率，采用激光光源11改变了发射光的调制频率。而对于最大期望探测距离，可以基于激光光源11的可探测距离以及具体情况进行选择，正如前所述，采用激光光源11，相较于LED灯可探测距离增加，因而用户可以选择更大的期望探测距离，即言，既可以满足近距离的探测又可以满足远距离探测，基于本专利技术实施例的障碍物测距系统100，最大可以获得60米的深度信息，远远大于目前的测试深度15米。继而，控制模块13根据相位差或时间差计算可探测障碍物的距离。具体地，控制模块13根据采集的发射激光与反射激光的相位差或时间差进行计算，获得可探测障碍物的距离，具体计算过程，可以参照相关技术中的记载，在这里不再赘述。本专利技术实施例的障碍物测距系统100，采用激光光源11提供主动探测光，改变了发射光的调制频率，可以获得更大的探测范围，提高远距离测距的精度，可以获得更大的深度信息。具体来说，如图4所示，感应模块12包括镜头121和感应芯片122。镜头121用于汇集可探测障碍物的反射激光；感应芯片122，例如epc660芯片，用于感测反射激光，并计算发射激光与反射激光的相位差或时间差。感应模块12还包括载体123，载体12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种障碍物测距系统，其特征在于，包括：TOF测距装置，所述TOF测距装置包括：激光光源，用于发射经调制的激光；感应模块，用于感应可探测障碍物反射的激光，并计算发射激光与反射激光的相位差或时间差；控制模块，用于根据预设调制频率对所述发射激光进行调制，并根据所述相位差或所述时间差计算所述可探测障碍物的距离；调节装置，所述调节装置包括设置模块，所述设置模块用于根据最大期望探测距离生成所述预设调制频率。

【技术特征摘要】
1.一种障碍物测距系统，其特征在于，包括：TOF测距装置，所述TOF测距装置包括：激光光源，用于发射经调制的激光；感应模块，用于感应可探测障碍物反射的激光，并计算发射激光与反射激光的相位差或时间差；控制模块，用于根据预设调制频率对所述发射激光进行调制，并根据所述相位差或所述时间差计算所述可探测障碍物的距离；调节装置，所述调节装置包括设置模块，所述设置模块用于根据最大期望探测距离生成所述预设调制频率。2.如权利要求1所述的障碍物测距系统，其特征在于，所述调节装置还包括：校正模块，用于根据对应所述预设调制频率的距离校正值对所述可探测障碍物的距离进行校正。3.如权利要求1所述的障碍物测距系统，其特征在于，所述障碍物测距系统还包括；显示装置，所述控制模块根据所述可探测障碍物的距离生成距离-颜色图像，所述显示装置用于显示所述距离-颜色图像。4.如权利要求3所述的障碍物测距系统，其特征在于，所述调节装置还包括：选择模块，用于根据用户选择指令确定显示的距离范围，所述显示装置根据所述显示距离范围显示所述距离-颜色图像。5.如权利要求4所述的障碍物测距系统，其特征在于，所述障碍物测距系统还包括：检测装置，用于检测环境光线亮度；所述调节装置还包括调节模块，所述调节模块用于根据所述环境光线亮度和所述距离-颜色图像的状态调节所述感应模块的感应幅度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨倩倩，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44