飞行时间测距传感器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种飞行时间测距传感器及其控制方法，所述飞行时间测距传感器包括：传感模块，用于获取被测物体的反射光信号，并形成对应的传感信号；处理模块，与所述传感模块连接，用于根据所述传感信号，获取被测物体的距离；光源控制模块，与所述处理模块连接，用于根据所述被测物体的距离调整光源的发光参数。上述飞行时间测距传感器能够提高检测准确性，简化后期数据校正的复杂性。

【技术实现步骤摘要】
飞行时间测距传感器及其控制方法
本专利技术涉及传感
，尤其涉及一种飞行时间测距传感器及其控制方法。
技术介绍
飞行时间法(TimeOfFlight，TOF)通过测量仪器发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔或激光往返被测物体一次所产生的相位来实现对被测物体的三维结构或三维轮廓的测量。TOF测量仪器可同时获得灰度图像和距离图像，广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3D建模等诸多领域。飞行时间测距(TOF)传感器一般包括：光源模块和感光模块；所述光源模块用于发射特定波段和频率的光波，所述光波在被测物体的表面发生反射，反射光被所述感光模块所接收；所述感光模块根据发射光波和接收光波之间的时间差或者相位差计算出被测物体的深度信息。对于运动中的被测物体，随着被测物体与传感器之间的距离增大，传感器的传感精度会逐渐下降。现有技术中，通常通过后期的校正，来对传感器的检测结果进行校正。而在校正过程中，校正系数与信噪比相关，通常对于同一信噪比情况下，采用同一校正系数进行较正。通常在一定的距离范围内信噪比保持不变，而随着被测物体与传感器之间的距离不断发生变化，信噪比也会逐渐发生变化，那么随着被测物体与传感器之间的距离逐渐增大，信噪比也不断发生变化，需要采用多个对应的校正系数对检测结果进行校准，从而导致后期校正复杂性较高，需要大量的数据计算，对于芯片的数据处理能力要求较高，成本较高。如何减少后续数据校正的复杂性，提高传感精度是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种飞行时间测距传感器及其控制方法。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种飞行时间测距传感器，包括：传感模块，用于获取被测物体的反射光信号，并形成对应的传感信号；处理模块，与所述传感模块连接，用于根据所述传感信号，获取被测物体的距离；光源控制模块，与所述处理模块连接，用于根据所述被测物体的距离调整光源的发光参数。可选的，所述发光参数包括发光脉宽。可选的，所述发光参数还包括发光强度。可选的，所述光源控制模块包括：比较单元和控制单元；所述比较单元用于将所述被测物体的距离与阈值进行比较，获得比较结果；所述控制单元用于根据所述比较结果调整光源的发光参数。可选的，随着被测物体距离逐渐增大，当被测物体距离大于所述阈值时，所述控制单元用于增大光源的发光脉宽。可选的，所述阈值包括多个子阈值，所述多个子阈值自小至大排列时，相邻子阈值构成一距离范围，各个距离范围分别对应各自的光源控制策略；所述控制单元用于根据被测物体所在的距离范围选择对应的光源控制策略，并根据选择的光源控制策略调整光源的发光参数。可选的，所述距离范围对应的距离越大，光源控制策略中对应的发光脉宽越大。可选的，所述光源控制策略使所述飞行时间测距传感器在传感过程中保持最高的信噪比。本专利技术的技术方案还包括一种飞行时间测距传感器的控制方法，包括：获取被测物体的反射光信号，并形成对应的传感信号；根据所述传感信号，获取被测物体的距离；根据所述被测物体的距离调整光源的发光参数。可选的，所述发光参数包括发光脉宽。可选的，所述发光参数还包括发光强度。可选的，根据所述被测物体的距离调整光源的发光参数的步骤进一步包括：将所述被测物体的距离与阈值进行比较，获得比较结果；根据所述比较结果调整光源的发光参数。可选的，随着被测物体距离逐渐增大，当被测物体距离大于所述阈值时，所述控制单元用于增大光源的发光脉宽。可选的，所述阈值包括多个子阈值，所述多个子阈值自小至大排列时，相邻子阈值构成一距离范围，各个距离范围分别对应各自的光源控制策略；所述比较结果包括被测物体所在的距离范围；根据所述比较结果调整光源的发光参数进一步包括：根据所述比较结果选择对应的光源控制策略，并根据选择的光源控制策略调整光源的发光参数。可选的，所述距离范围对应的距离越大，光源控制策略中对应的发光脉宽越大。可选的，所述光源控制策略使所述飞行时间测距传感器在传感过程中保持最高的信噪比。本专利技术的飞行时间测距传感器及其控制方法能够随着被测物体的距离改变，调整光源的发光脉宽等光学参数，使得所述飞行时间测距传感器始终能够保持一致的信噪比和稳定的传感准确性，从而简化后期的校正计算复杂性。附图说明图1为本专利技术一具体实施方式的飞行时间测距传感器的结构示意图；图2为本专利技术一具体实施方式的飞行时间测距传感器的结构示意图；图3为本专利技术一具体实施方式的飞行时间测距传感器的控制方法的流程示意图；图4为本专利技术一具体实施方式的飞行时间测距传感器的控制方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的飞行时间测距传感器及其控制方法的具体实施方式做详细说明。请参考图1，为本专利技术一具体实施方式的飞行时间测距传感器的结构示意图。所述飞行时间测距传感器包括：传感模块101、处理模块102以及光源控制模块103。所述传感模块101包括光学传感像素阵列，用于获取被测物体的反射光信号，并形成对应的传感信号。处理模块102，与所述传感模块101连接，用于根据所述传感信号，获取被测物体的距离。所述传感模块101将获得的反射光信号转换为电信号，并转换为数字信号发送至所述处理模块102。在其他具体实施方式中，所述传感模块101还可以将所述反射光信号以模拟信号的方式发送至处理模块102，由所述处理模块102进行模数转换后再进行数据处理和计算，以获得被测物体的距离。所述距离为被测物体与所述飞行时间传感器之间的距离。所述光源控制模块103，与所述处理模块102连接，用于根据所述被测物体的距离调整光源的发光参数。所述光源控制模块103通过控制光源的电流等参数以调整光源的发光参数。所述光源包括发光元件，可以为LED二极管或激光二极管，VCSEL激光器等，用于向被测物体发送经调制的脉冲光。在一个具体实施方式中，所述发光参数包括光源的发光脉冲。在其他具体实施方式中，所述发光参数除了发光脉宽之外，还可以包括发光强度、发光频率等参数。所述光源可以作为所述光源控制模块103的一部分，或者所述光源可以为连接至所述光源控制模块103的外部光源。对于运动中的被测物体，被测物体与传感器之间的距离不断发生变化。随着被测物体与传感器之间距离逐渐增大，如果不改变光源的发光参数，传感器获取的信噪比会下降，导致传感精度下降。本专利技术的具体实施方式中，根据传感模块101获取被测物体的反射光信号后，通过处理模块102计算得到被测物体的距离，所述光源控制模块103根据被测物体的距离调整光源的发光参数，使所述飞行时间测距传感器在传感过程中保持稳定的信噪比，从而使得所述飞行时间测距传感器在传感过程中的传感准确性保持稳定。在一个具体实施方式中，所述光源控制模块103用于调整光源的发光参数，使所述飞行时间测距传感器在传感过程中保持最高的信噪比。由于所述飞行时间测距传感器在传感过程中的传感准确性保持稳定，因此，所述处理模块102的数据处理过程中仅需要一组校正系数，就可以对不同距离范围内的传感结果进行校正，有效减少数据计算量，减少功耗，降低成本。请参考图2，为本专利技术另一具体实施方式的飞行时间测距传感器得结构示意图。该具体实施方式中，所述光源控制模块103包括：比较单元201和控制单元202；所述比较单元201用于将所述被测物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行时间测距传感器，其特征在于，包括：传感模块，用于获取被测物体的反射光信号，并形成对应的传感信号；处理模块，与所述传感模块连接，用于根据所述传感信号，获取被测物体的距离；光源控制模块，与所述处理模块连接，用于根据所述被测物体的距离调整光源的发光参数。

【技术特征摘要】
1.一种飞行时间测距传感器，其特征在于，包括：传感模块，用于获取被测物体的反射光信号，并形成对应的传感信号；处理模块，与所述传感模块连接，用于根据所述传感信号，获取被测物体的距离；光源控制模块，与所述处理模块连接，用于根据所述被测物体的距离调整光源的发光参数。2.根据权利要求1所述的飞行时间测距传感器，其特征在于，所述发光参数包括发光脉宽。3.根据权利要求2所述的飞行时间测距传感器，其特征在于，所述发光参数还包括发光强度。4.根据权利要求1所述的飞行时间测距传感器，其特征在于，所述光源控制模块包括：比较单元和控制单元；所述比较单元用于将所述被测物体的距离与阈值进行比较，获得比较结果；所述控制单元用于根据所述比较结果调整光源的发光参数。5.根据权利要求4所述的飞行时间测距传感器，其特征在于，随着被测物体距离逐渐增大，当被测物体距离大于所述阈值时，所述控制单元用于增大光源的发光脉宽。6.根据权利要求4所述的飞行时间测距传感器，其特征在于，所述阈值包括多个子阈值，所述多个子阈值自小至大排列时，相邻子阈值构成一距离范围，各个距离范围分别对应各自的光源控制策略；所述控制单元用于根据被测物体所在的距离范围选择对应的光源控制策略，并根据选择的光源控制策略调整光源的发光参数。7.根据权利要求6所述的飞行时间测距传感器，其特征在于，所述距离范围对应的距离越大，光源控制策略中对应的发光脉宽越大。8.根据权利要求6所述的飞行时间测距传感器，其特征在于，所述光源控制策略使所述飞行时间测距传感器在传感过程中保持最高的信噪比。9.一种飞行时间测距传感器的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，
申请(专利权)人：上海炬佑智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31