一种TOF Lidar多机抗干扰工作方法技术

本发明专利技术公开了一种TOF Lidar多机抗干扰工作方法，该方法用于TOF Lidar测距装置，当TOF Lidar测距装置的深度传感器接收的四个采样信号中的至少一个受到干扰而无法满足S1与S3之和为常数或S2与S4之和为常数时，则增加或减小下次采样的时间间隔，或使用未被干扰的信号计算延时相位。本方法尤其能在多深度传感器同时工作时，有效避免信号间的相互干扰，保证最终输出的测距信息准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种TOFLidar多机抗干扰工作方法
本专利技术属于传感器及雷达通讯
，具体涉及一种TOFLidar多机抗干扰工作方法。
技术介绍
随着自动化驾驶技术的推进，各种传感器的需求量与日俱增，系统中多个传感器工作时相互干扰的情形时有发生，虽然多个图像传感器相互影响的仅仅是图像质量的降低，系统仍能在一定程度上进行图像分析，但多个深度传感器相互影响时，往往会造成大量异常数据帧的产生，这将严重影响无人驾驶的安全性。针对多个深度传感器同时工作时相互干扰的现象，现行解决方案主要有如下三种：1、通过调制频率的微调：采用调制频率的微调时，不同深度传感器装置采用不同的调制频率时往往会造成各深度传感器出现不同程度的测距误差，影响其性能，并且由于基频附近的差频量是有限的，因此仍存在同频率深度传感器相互影响的可能。2、通过随机延时：采用随机延时，需要对不同深度传感器是否相互影响有一定判断，但目前的判断条件并不能被有效检测到，从而有时会造成多台深度传感器随机延时后仍然存在相互影响的可能。3、通过时钟控制：采用时钟控制时，需要保证各深度传感器在同一时钟下，但对于深度传感器大规模使用的场景，这种方式是不现实的，而且受总线时钟和装置发射信号时间的影响，同一时钟下的深度传感器总量限制会有明确规定，因此很难适用于实际场景。因此，如何有效解决多深度传感器同时使用时出现的相互干扰现象，防止因传感器干扰而造成无人驾驶安全事故的产生，是本专利技术需要解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的实施例旨提供一种TOFLidar多机抗干扰工作方法，该方法能够通过数据分析，从原理上判定深度传感器所接收的数据是否受其他深度传感器的影响，并以一定的规律避免异常测距。本专利技术实施例中的TOFLidar多机抗干扰工作方法尤其在多感光单元的深度传感器同时工作时能有效检测出深度传感器是否被影响，并采取一定措施，避免各深度传感器间的相互干扰，保证最终输出的测距信息准确可靠。对于单像素点场景来说，TOFLidar测距装置包括至少两个深度传感器，至少两个深度传感器的每一个均具有一个感光单元，感光单元能够接收分别对应于相位90°、180°、270°、0°的四个采样信号，其幅值分别为S1、S2、S3、S4，该四个采样信号满足关系：S1与S3之和为常数且S2与S4之和为常数。为抗干扰的目的，本专利技术提供了一种TOFLidar多机抗干扰工作方法，该方法包括调整采样时间间隔的调整步骤，当至少两个深度传感器中的一个深度传感器的四个采样信号中的至少一个受到干扰而无法满足S1与S3之和为常数或S2与S4之和为常数时，调整步骤改变下次采样的时间间隔，使得四个采样信号重新满足S1与S3之和为常数且S2与S4之和为常数。对于多像素面阵深度传感器来说，TOFLidar测距装置包括具有至少两个深度传感器的深度传感器面阵，深度传感器具有上下相邻的两个感光单元，以使得深度传感器面阵具有M行N列感光单元，当M为奇数时，第M行感光单元能够接收分别对应于相位0°、90°、180°、270°的四个采样信号，其幅值分别为S4、S1、S2、S3，当M为偶数时，第M行感光单元能够接收分别对应于相位180°、270°、0°、90°的四个采样信号，其幅值分别为S2、S3、S4、S1；其中四个采样信号满足关系：S1与S3之和为常数且S2与S4之和为常数。为抗干扰的目的，本专利技术实施例还提供了另一种TOFLidar多机抗干扰工作方法，当四个采样信号中的至少一个受到干扰而无法满足S1与S3之和为常数或S2与S4之和为常数时，该方法使用未被干扰的信号计算延时相位本专利技术实施例所提供的TOFLidar多机抗干扰工作方法能有效检测出深度传感器是否被影响，并采取一定措施，避免深度传感器间相互干扰，保证最终输出的测距信息准确可靠。附图说明图1是现有技术的TOFLidar测距装置的工作原理图；图2是现有技术的TOFLidar测距装置的工作波形及接收原理图；图3是TOFLidar测距装置中多深度传感器的工作波形及接收原理图；图4是TOFLidar测距装置中两深度传感器的单像素点干扰示意图；图5是TOFLidar测距装置中面阵深度传感器感光芯片的光电传感器单元采样原理图；图6是TOFLidar测距装置中两深度传感多像素面阵深度传感器干扰示意图；图7是TOFLidar测距装置中三深度传感多像素面阵深度传感器干扰示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。图1示出了现有技术的TOFLidar测距装置的工作原理，现有的TOFLidar测距装置一般采用深度传感器，并基于TOF原理进行测距。图1中，TOFLidar测距装置具有一深度传感器，其包括发射模块1、接收模块2、信号处理及控制模块3，接收模块2具有感光单元。实际工作时，当TOFLidar测距装置接到工作指令后，发射模块1持续发出具有一定波形的红外光波，当光波遇到障碍物(如图1中所示的人、树等)后被反射回来，反射光被接收模块2的感光单元接收并感应，信号处理及控制模块3将光信号处理为电信号。根据光波从发射到被接收的时间差τ可以计算出光飞行的距离，基于该距离即可算出TOFLidar测距装置与障碍物之间的实际距离Distance，计算公式如下：Distance＝c*τ/2其中，c为光速，τ为时间差。目前，计算方法一般采用四步相位法，通过相位差间接得到时间差，即在整个周期中进行四次采样，通过四次采样的积累，最终得到接收信号与发射信号的相位差，从而解算出TOFLidar测距装置与障碍物之间的实际距离Distance。图2是现有技术的TOFLidar测距装置的工作波形及接收原理图。如图2所示，对经过发射模块1调制出的周期为TMOD的波形信号分别在相位90°、180°、270°、0°四个时间段内进行采样，得到四个采样信号S1、S2、S3、S4的，各采样信号S1、S2、S3、S4的幅度受波形影响，能反映出不同的幅度值。具体地，根据公式可以计算出接收信号相对于发射信号的延时相位然后利用该延时相位可计算得到上述实际距离Distance，计算公式如下：其中，c为光速，周期TMOD可通过调制波形的频率fMOD计算得到，即TMOD＝1/fMOD。针对静态障碍物，四步相位法基本不存在偏差，即使有，也只是一些微弱噪声的影响，不妨碍最终结果的准确性。针对动态障碍物，虽然障碍物移动会在一定程度上影响测距的准度，但障碍物运动速度相对光速而言，基本可以视为静止状态，因此该四步相位法对常见速度范围内的障碍物测距仍然适用，基本不存在较大偏差，同样不妨碍最终结果的准确性。从发射信号到接收信号，测距过程中信号是否能保持原始状态，在一定程度上决定了测距装置的准确度。实际应用中，由于TOFLidar测距装置中的多个深度传感器之间相互干扰或其他信号源的干扰，经常会导致接收到的信号不能保持原始状态，致使最终结果的准确度往往不能满足需求。具体地，图3示出了TOFLidar测距装置中多深度传感器的工作波形及接收原理图。这里，示例性地有两个深度传感器同时工作，即模组1和模组2。如图3所示，(a)当模组1和模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TOF Lidar多机抗干扰工作方法，该方法用于TOF Lidar测距装置，所述TOF Lidar测距装置包括至少两个深度传感器，所述至少两个深度传感器的每一个均具有一个感光单元，所述感光单元能够接收分别对应于相位90°、180°、270°、0°的四个采样信号，其幅值分别为S1、S2、S3、S4，该四个采样信号满足关系：S1与S3之和为常数且S2与S4之和为常数；其特征在于，所述方法包括调整采样时间间隔的调整步骤，当所述至少两个深度传感器中的一个深度传感器的所述四个采样信号中的至少一个受到干扰而无法满足S1与S3之和为常数或S2与S4之和为常数时，所述调整步骤改变下次采样的时间间隔，使得所述四个采样信号重新满足S1与S3之和为常数且S2与S4之和为常数。

【技术特征摘要】
1.一种TOFLidar多机抗干扰工作方法，该方法用于TOFLidar测距装置，所述TOFLidar测距装置包括至少两个深度传感器，所述至少两个深度传感器的每一个均具有一个感光单元，所述感光单元能够接收分别对应于相位90°、180°、270°、0°的四个采样信号，其幅值分别为S1、S2、S3、S4，该四个采样信号满足关系：S1与S3之和为常数且S2与S4之和为常数；其特征在于，所述方法包括调整采样时间间隔的调整步骤，当所述至少两个深度传感器中的一个深度传感器的所述四个采样信号中的至少一个受到干扰而无法满足S1与S3之和为常数或S2与S4之和为常数时，所述调整步骤改变下次采样的时间间隔，使得所述四个采样信号重新满足S1与S3之和为常数且S2与S4之和为常数。2.根据权利要求1所述的一种TOFLidar多机抗干扰工作方法，其特征在于，当幅值为S4的采样信号受到干扰时，所述调整步骤改变下次采样的时间间隔具体为减小下次采样的时间间隔。3.根据权利要求1所述的一种TOFLidar多机抗干扰工作方法，其特征在于，当幅值为S1的采样信号受到干扰时，所述调整步骤改变下次采样的时间间隔具体为增大下次采样的时间间隔。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种TOFLidar多机抗干扰工作方法，其特征在于，所述深度传感器包括发射模块，所述发射模块发出周期为TMOD的光波，该光波被物体反射回来后由所述感光单元获取所述四个采样信号，其中延时相位所述TOFLidar测距装置与所述物体之间的距离Distance为：式中：c为光速。5.一种TOFLidar多机抗干扰工作方法，该方法用于TOFLidar测距装置，所述TOFLidar测距装置包括具有至少两个深度传感器的深度传感器面阵，所述深度传感器具有上下相邻的两个感光单元，以使得所述深度传感器面阵具有M行N列感光单元，当M为奇数时，第M行感光单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：疏达，李远，李旭兴，冯强，张庆舜，贺兴华，
申请(专利权)人：北醒北京光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11