光学测距系统的曝光时间调整方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光学测距系统的曝光时间调整方法，包含图像传感器及处理单元。所述处理单元根据所述图像传感器所获取的至少一幅图像产生待计算图像；其中所述待计算图像的不同图像区域对应不同的曝光时间，藉以增加距离计算的精确度。

【技术实现步骤摘要】
光学测距系统的曝光时间调整方法
本专利技术涉及一种测距系统，具体地，涉及一种具有动态曝光时间的光学测距系统的曝光时间调整方法。
技术介绍
光学测距系统可采用三角测量方法计算对象的距离。例如，光学测距器系统可包含光源以及照相机。所述光源朝向待测物投射光线，所述照相机接收来自所述待测物的反射光以形成图像帧。当所述光源与所述照相机的空间关系为已知时，根据所述图像帧中的对象图像位置即能够根据三角测量计算出所述待测物的距离。然而，当空间中同时存在不同距离的多个待测物时，近距离的待测物可能会有过曝光(overexposure)的情形，而远距离的待测物可能会有曝光不足(underexposure)的情形，光学测距系统的计算精确度可能会因此而降低。尤其，当远距离待测物的曝光不足时，会出现无法计算远距离待测物的对象距离的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种可在图像帧中同时保留远近待测物信息的光学测距系统，以增加计算精确度。本专利技术提供一种使用时间复用曝光机制的光学测距系统。本专利技术提供一种使用时间复用曝光机制并可降低耗能的光学测距系统。本专利技术提供一种光学测距系统的曝光时间调整方法，所述光学测距系统包含光源、图像传感器以及处理单元。所述曝光时间调整方法包含：控制所述光源以操作频率发光；控制所述图像传感器以第一曝光时间在所述光源点亮时获取第一亮图像及在所述光源熄灭时获取第一暗图像，并以第二曝光时间在所述光源点亮时获取第二亮图像及在所述光源熄灭时获取第二暗图像，其中所述第二曝光时间大于所述第一曝光时间；以及以所述处理单元接收所述第一亮图像、所述第一暗图像、所述第二亮图像及所述第二暗图像，并根据所述第一暗图像的第一平均亮度调整所述第一曝光时间并根据所述第二暗图像的第二平均亮度调整所述第二曝光时间。本专利技术还提供一种光学测距系统的曝光时间调整方法，所述光学测距系统包含包含光源、图像传感器以及处理单元。所述曝光时间调整方法包含：控制所述光源以操作频率发光；控制所述图像传感器以第一曝光时间在所述光源点亮时获取第一亮图像及在所述光源熄灭时获取第一暗图像，并以第二曝光时间在所述光源点亮时获取第二亮图像及在所述光源熄灭时获取第二暗图像，其中所述第二曝光时间大于所述第一曝光时间；以及以所述处理单元接收所述第一亮图像、所述第一暗图像、所述第二亮图像及所述第二暗图像，并根据所述第二暗图像中对象图像尺寸调整所述第二曝光时间。本专利技术还提供一种光学测距系统的曝光时间调整方法，所述光学测距系统包含包含图像传感器以及处理单元。所述曝光时间调整方法包含：控制所述图像传感器以参考曝光时间获取参考暗图像、以第一曝光时间获取第一图像并以第二曝光时间获取第二图像，其中所述第二曝光时间大于所述第一曝光时间；当所述处理单元判断所述参考暗图像中存在对象图像时，控制所述图像传感器交替地以所述第一曝光时间获取所述第一图像并以所述第二曝光时间获取所述第二图像；以及当所述处理单元判断所述参考暗图像中不存在任何对象图像时，控制所述图像传感器以所述参考曝光时间获取另一参考暗图像。为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，在本专利技术的说明中，相同的元件以相同的符号表示，于此先述明。附图说明图1为本专利技术一实施例的光学测距系统的框图。图2为本专利技术一实施例的光学测距系统示意图。图3为本专利技术第一实施例的光学测距系统的测距方法流程图。图4A为本专利技术第一实施例的光学测距系统的操作示意图。图4B为本专利技术第一实施例的光学测距系统的另一操作示意图。图5为本专利技术第二实施例的光学测距系统的操作示意图。图6为本专利技术第二实施例的光学测距系统中阈值设定的示意图。图7为本专利技术第二实施例的光学测距系统的另一操作示意图。图8为本专利技术第二实施例的光学测距系统中决定对象图像尺寸的示意图。图9A～9B为本专利技术第三实施例的光学测距系统的操作示意图。具体实施方式如图1所示，其为本专利技术一实施例的光学测距系统的框图。光学测距系统1包含图像传感器11以及处理单元13。所述图像传感器11优选为主动式图像传感器，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，但并不限于此，其可改变获取图像F时的曝光时间(exposuretime)(举例详述于后)。所述处理单元13例如可为数字信号处理器(DSP)、单片机(MCU)、中央处理器(CPU)、特定用途集成电路(ASIC)等，用于接收所述图像传感器11所输出的图像F以进行后续处理，并控制所述图像传感器11的图像获取。某些实施例中，所述处理单元13可包含曝光控制单元131、复用模块133以及距离计算单元135；其中，所述曝光控制单元131、所述复用模块133及所述距离计算单元135为所述处理单元13内的数据处理单元，其可以软件或硬件的方式实现，并无特定限制。可以理解的是，虽然图1中将所述处理单元13分割为不同工作模块以便于说明，所述处理单元13内的各工作模块所执行的所有功能，均可以说是由所述处理单元13所执行的。所述曝光控制单元131用于控制所述图像传感器11以不同曝光时间获取不同图像F的所有图像区域(即一张图像对应一个曝光时间)。所述复用模块133利用时间复用处理所述处理单元13所接收的图像F并产生待计算图像Fm(例如后述的组合图像)。所述距离计算单元135则利用预设算法根据所述待计算图像Fm计算至少一个对象距离，例如利用三角测量方法(triangulation)计算所述对象距离。如图2所示，其为本专利技术一实施例的光学测距系统的示意图。光学测距系统1还可包含光源15，用于投射二维光区域(例如具有预设宽度的光线条)至待测物9；其中，所述光源15例如可为相干光源、部分相干光源或非相干光源，并无特定限制，其用于发出可辨识光谱，例如可见光或不可见光。必须说明的是，虽然图2中所述光源15所投射的二维光区域显示为非连续，然其仅用以说明，并非用以限定本专利技术，所述光源15可以扫描的方式投射所述二维光区域或直接投射一个二维光区域。所述图像传感器11接收来自所述待测物9的反射光后，产生包含反射光图像I9的图像F，并将该图像F传送至所述处理单元13。所述图像传感器11例如包含像素矩阵，其由多个像素排列而成，而所述图像F则为所述多个像素所输出的灰度值矩阵数据。所述处理单元13首先利用本专利技术的复用机制(举例详述于后)根据所述图像F产生待计算图像Fm，并根据所述待计算图像Fm计算至少一个对象距离D；其中，所述待计算图像Fm同样包含反射光图像I9。更具体地，所述待计算图像Fm的不同图像区域所对应的多个曝光时间的至少一部分可彼此不同(举例详述于后)，以使每一个图像区域中的反射光图像I9的亮度适于计算所述至少一个对象距离D。此外，在某些实施例中，所述处理单元13可有线或无线地输出所述待计算图像Fm以供外部装置进行后续处理，例如输出至外部主机(host)。在一实施例中，所述处理单元13可包含存储单元(未绘示)，用以储存对照表，其包含反射光图像I9的位置与对象距离D的关系。藉此，当所述处理单元13求得所述待计算图像Fm中反射光图像I9的位置后，即可直接对照所述对照表以求得至少一个对象距离D；其中，所述对照表根据所述光源15与所述图像传感器11的空间关系(例如距离L)以及所述光源1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学测距系统的曝光时间调整方法，所述光学测距系统包含光源、图像传感器及处理单元，所述曝光时间调整方法包含：控制所述光源以操作频率发光；控制所述图像传感器以第一曝光时间在所述光源点亮时获取第一亮图像及在所述光源熄灭时获取第一暗图像，并以第二曝光时间在所述光源点亮时获取第二亮图像及在所述光源熄灭时获取第二暗图像，其中所述第二曝光时间大于所述第一曝光时间；以及以所述处理单元接收所述第一亮图像、所述第一暗图像、所述第二亮图像及所述第二暗图像，并根据所述第一暗图像的第一平均亮度调整所述第一曝光时间并根据所述第二暗图像的第二平均亮度调整所述第二曝光时间。

【技术特征摘要】
1.一种光学测距系统的曝光时间调整方法，所述光学测距系统包含光源、图像传感器及处理单元，所述曝光时间调整方法包含：控制所述光源以操作频率发光；控制所述图像传感器以第一曝光时间在所述光源点亮时获取第一亮图像及在所述光源熄灭时获取第一暗图像，并以第二曝光时间在所述光源点亮时获取第二亮图像及在所述光源熄灭时获取第二暗图像，其中所述第二曝光时间大于所述第一曝光时间；以及以所述处理单元接收所述第一亮图像、所述第一暗图像、所述第二亮图像及所述第二暗图像，并根据所述第一暗图像的第一平均亮度调整所述第一曝光时间并根据所述第二暗图像的第二平均亮度调整所述第二曝光时间。2.根据权利要求1所述的曝光时间调整方法，还包含：计算所述第一亮图像与所述第一暗图像的第一差分图像以消除环境光的影响；以及计算所述第二亮图像与所述第二暗图像的第二差分图像以消除环境光的影响。3.根据权利要求1所述的曝光时间调整方法，其中所述处理单元控制所述图像传感器交替地以所述第一曝光时间及所述第二曝光时间进行图像获取。4.根据权利要求1所述的曝光时间调整方法，还包含：以所述处理单元将所述第一平均亮度与第一上阈值及第一下阈值比较以调整所述第一曝光时间；以及以所述处理单元将所述第二平均亮度与第二上阈值及第二下阈值比较以调整所述第二曝光时间。5.根据权利要求4所述的曝光时间调整方法，其中所述第一上阈值大于所述第二下阈值。6.根据权利要求1所述的曝光时间调整方法，还包含：当所述处理单元根据所述第二暗图像判断不存在对象图像时，进入闲置模式。7.一种光学测距系统的曝光时间调整方法，所述光学测距系统包含光源、图像传感器及处理单元，所述曝光时间调整方法包含：控制所述光源以操作频率发光；控制所述图像传感器以第一曝光时间在所述光源点亮时获取第一亮图像及在所述光源熄灭...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国振，周效瑜，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71