发光测距的数据处理方法、装置、电子设备与光处理电路制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种发光测距的数据处理方法、装置、电子设备与光处理电路，其中将第一个接收时段的起点时刻与发光时段的起点时刻设置为同一时刻，进而，本发明专利技术可基于具体的能量分布，判断背景光及信号光的时序分布，有针对性地判断出光是在哪个时段返回到传感单元的，进而基于能量差有针对性地计算飞行时间。可见，在发光时段的时长不变的情况下，本发明专利技术可适用的距离范围不再是唯一的，有利于应对更多样、多变的测距场景；同时，本发明专利技术中，可无需因距离范围的提高而增加发光时段的时长，进而可避免热量的增加，相较于提高发光时长的方案，本发明专利技术产生的热量较低，从而可提高器件的使用寿命，降低产品成本。

Data Processing Method, Device, Electronic Equipment and Optical Processing Circuit for Luminescent Ranging

【技术实现步骤摘要】
发光测距的数据处理方法、装置、电子设备与光处理电路
本专利技术涉及TOF测距领域，尤其涉及一种发光测距的数据处理方法、装置、电子设备与光处理电路。
技术介绍
TOF，具体为Timeofflight，可理解为飞行时间法，其可用于在3D成像中计算与目标物体各点间的距离，具体可以是通过给目标连续发送光，然后用传感器接收从物体返回的光，再通过探测光的飞行(往返)时间来得到目标物距离。现有相关技术中，通常是根据射出光和反射光相位差来计算与对象物之间的距离。其中，需根据正弦波的相位差进行计算，计算的复杂程度较高，且正弦波需是连续的，能量密度、能耗均较高，产生的热量也较高。进而，在有限的功率下，其所能测的距离也相对较短。故而，在部分现有技术中，还可发出与接收光脉冲，再通过对应的往返时间来计算距离，因其采用了非连续的光脉冲，相较而言，能量密度、能耗均较小，对应的，产生的热量也较小，在有限的功率下，其所能测的距离也相对较长。然而，在发出与接收光脉冲时，根据所测对象所处的距离范围不同，所需的光脉冲的发光时长也会是变化的，例如，若距离范围是0至5米时，对应发光时长为34纳秒，此时可在接收周期的第K个接收时段与第K+1个接收时段接收完返回光，当距离范围变长时，因光所需走的路径变长，就需配置更长的接收周期、接收时段与发光时长，才能保障依旧在第K个与第K+1个接收时段接收完返回光，从而满足距离计算的需求。例如：当距离范围变为5至10米时，就需使用68纳秒的发光时长才能计算出所需的往返时间。可见，现有技术中利用光脉冲测距的方式，在不改变发光时长的情况下，仅能唯一应用于单一的距离范围，所兼容的距离范围比较单一，同时，时长的增加会导致光脉冲发送单元因更长时间的发光而增加热量，从而可能对器件造成不良影响甚至损坏，降低其使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种发光测距的数据处理方法、装置、电子设备与光处理电路，以解决在不改变发光时长的情况下，仅能唯一应用于单一的距离范围，以及时长的增加会导致热量增加的问题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种发光测距的数据处理方法，包括：在光脉冲发送单元根据发光周期多次发出光，且传感单元根据接收周期多次接收返回光后，确定接收周期的至少三个接收时段中每个接收时段对应的测距参考能量，所述测距参考能量是根据所述传感单元在对应接收时段中所获取到的光能确定的；其中，每个所述发光周期中，光脉冲发送单元均先在发光时段发出脉冲光，再在其后的停止发光时段停止发光；每个接收时段的时长均与所述发光时段的时长相同，所述接收周期中的第一个接收时段的起点时刻均与对应的发光时段的起点时刻相同；根据各接收时段的测距参考能量，确定光的往返时间，并根据所述往返时间计算所需的距离信息；在所述至少三个接收时段中，根据不同接收时段对应的测距参考能量，确定接收到返回光的第一返回光接收时段与所述第二返回光接收时段，以及未接收到返回光的背景光接收时段；根据第一能量差值与第二能量差值，确定所述往返时间，并根据所述往返时间计算所需的距离信息；所述第一能量差值是所述第一返回光接收时段的测距参考能量与所述背景光接收时段的测距参考能量的差值，所述第二能量差值是所述第二返回光接收时段的测距参考能量与所述背景光接收时段的测距参考能量的差值。可选的，根据第一能量差值与第二能量差值，确定所述往返时间，包括：计算所述第一能量差值或所述第二能量差值与能量差值之和的比值，所述能量差值之和为所述第一能量差值与所述第二能量差值之和；根据所述比值，以及所述接收周期中单个接收时段的时长，确定所述往返时间。可选的，若所述至少三个接收时段中的第一个接收时段为所述背景光接收时段，所述至少三个接收时段中的第三个接收时段为所述第一返回光接收时段，所述至少三个接收时段中的第二个接收时段为所述第二返回光接收时段，则：根据所述比值，以及所述接收周期中单个接收时段的时长，确定所述往返时间，包括：根据以下公式，计算所述往返时间Td：其中：Q1为第一个接收时段的测距参考能量；Q2为第二个接收时段的测距参考能量；Q3为第三个接收时段的测距参考能量；T为接收周期中单个接收时段的时长。可选的，若所述至少三个接收时段中的第三个接收时段为所述背景光接收时段，所述至少三个接收时段中的第一个接收时段为所述第一返回光接收时段，所述至少三个接收时段中的第二个接收时段为所述第二返回光接收时段，则：根据所述比值，以及所述接收周期中单个接收时段的时长，确定所述往返时间，包括：根据以下公式，计算所述往返时间Td：其中：Q1为第一个接收时段的测距参考能量；Q2为第二个接收时段的测距参考能量；Q3为第三个接收时段的测距参考能量；T为接收周期中单个接收时段的时长。可选的，根据不同接收时段对应的测距参考能量，确定接收到返回光的第一返回光接收时段与第二返回光接收时段，以及未接收到返回光的背景光接收时段，包括：若所述至少三个接收时段中的两个接收时段的测距参考能量大于其余接收时段的测距参考能量，则确定所述两个接收时段为第一返回光接收时段与第二返回光接收时段，确定其与接收时段为背景光接收时段。根据本专利技术的第二方面，提供了一种发光测距的数据处理装置，包括：能量确定模块，用于在光脉冲发送单元根据发光周期多次发出光，且传感单元根据接收周期多次接收返回光后，确定接收周期的至少三个接收时段中每个接收时段对应的测距参考能量，所述测距参考能量是根据所述传感单元在对应接收时段中所获取到的光能确定的；其中，每个所述发光周期中，光脉冲发送单元均先在发光时段发出脉冲光，再在其后的停止发光时段停止发光；每个接收时段的时长均与所述发光时段的时长相同，所述接收周期中的第一个接收时段的起点时刻均与对应的发光时段的起点时刻相同；时段判断模块，用于在所述至少三个接收时段中，根据不同接收时段对应的测距参考能量，确定接收到返回光的第一返回光接收时段与第二返回光接收时段，以及未接收到返回光的背景光接收时段；距离确定模块，用于根据第一能量差值与第二能量差值，确定所述往返时间，并根据所述往返时间计算所需的距离信息；所述第一能量差值是所述第一返回光接收时段的测距参考能量与所述背景光接收时段的测距参考能量的差值，所述第二能量差值是所述第二返回光接收时段的测距参考能量与所述背景光接收时段的测距参考能量的差值。根据本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器与处理器，所述存储器，用于存储代码和相关数据；所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现第一方面及其可选方案涉及的方法步骤。根据本专利技术的第四方面，提供了一种具有光脉冲发送单元与传感单元的光处理电路，包括反馈单元，所述反馈单元用于向第三方面及其可选方案涉及的电子设备的处理器直接或间接反馈用于表征所述测距参考能量的电信号。可选的，所述的电路，还包括时序控制单元、第一电容、第二电容、第三电容、第一开关、第二开关，以及第三开关；所述第一开关连接于所述第一电容与所述传感单元之间，所述第二开关连接于所述第二电容与所述传感单元之间，所述第三开关连接于所述第三电容与所述传感单元之间；所述时序控制单元分别连接所述光脉冲发送单元，以及所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关，用于控制所述光脉冲发送单元发光，以及控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光测距的数据处理方法，其特征在于，包括：在光脉冲发送单元根据发光周期多次发出光，且传感单元根据接收周期多次接收返回光后，确定接收周期的至少三个接收时段中每个接收时段对应的测距参考能量，所述测距参考能量是根据所述传感单元在对应接收时段中所获取到的光能确定的；其中，每个所述发光周期中，光脉冲发送单元均先在发光时段发出脉冲光，再在其后的停止发光时段停止发光；每个接收时段的时长均与所述发光时段的时长相同，所述接收周期中的第一个接收时段的起点时刻均与对应的发光时段的起点时刻相同；在所述至少三个接收时段中，根据不同接收时段对应的测距参考能量，确定接收到返回光的第一返回光接收时段与第二返回光接收时段，以及未接收到返回光的背景光接收时段；根据第一能量差值与第二能量差值，确定所述往返时间，并根据所述往返时间计算所需的距离信息；所述第一能量差值是所述第一返回光接收时段的测距参考能量与所述背景光接收时段的测距参考能量的差值，所述第二能量差值是所述第二返回光接收时段的测距参考能量与所述背景光接收时段的测距参考能量的差值。

【技术特征摘要】
1.一种发光测距的数据处理方法，其特征在于，包括：在光脉冲发送单元根据发光周期多次发出光，且传感单元根据接收周期多次接收返回光后，确定接收周期的至少三个接收时段中每个接收时段对应的测距参考能量，所述测距参考能量是根据所述传感单元在对应接收时段中所获取到的光能确定的；其中，每个所述发光周期中，光脉冲发送单元均先在发光时段发出脉冲光，再在其后的停止发光时段停止发光；每个接收时段的时长均与所述发光时段的时长相同，所述接收周期中的第一个接收时段的起点时刻均与对应的发光时段的起点时刻相同；在所述至少三个接收时段中，根据不同接收时段对应的测距参考能量，确定接收到返回光的第一返回光接收时段与第二返回光接收时段，以及未接收到返回光的背景光接收时段；根据第一能量差值与第二能量差值，确定所述往返时间，并根据所述往返时间计算所需的距离信息；所述第一能量差值是所述第一返回光接收时段的测距参考能量与所述背景光接收时段的测距参考能量的差值，所述第二能量差值是所述第二返回光接收时段的测距参考能量与所述背景光接收时段的测距参考能量的差值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一能量差值与第二能量差值，确定所述往返时间，包括：计算所述第一能量差值或所述第二能量差值与第三能量差值之和的比值，所述能量差值之和为所述第一能量差值与所述第二能量差值之和；根据所述比值，以及所述接收周期中单个接收时段的时长，确定所述往返时间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述至少三个接收时段中的第一个接收时段为所述背景光接收时段，所述至少三个接收时段中的第二个接收时段为所述第一返回光接收时段，所述至少三个接收时段中的第三个接收时段为所述第二返回光接收时段，则：根据所述比值，以及所述接收周期中单个接收时段的时长，确定所述往返时间，包括：根据以下公式，计算所述往返时间Td：其中：Q1为第一个接收时段的测距参考能量；Q2为第二个接收时段的测距参考能量；Q3为第三个接收时段的测距参考能量；T为接收周期中单个接收时段的时长。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述至少三个接收时段中的第三个接收时段为所述背景光接收时段，所述至少三个接收时段中的第一个接收时段为所述第一返回光接收时段，所述至少三个接收时段中的第二个接收时段为所述第二返回光接收时段，则：根据所述比值，以及所述接收周期中单个接收时段的时长，确定所述往返时间，包括：根据以下公式，计算所述往返时间Td：其中：Q1为第一个接收时段的测距参考能量；Q2为第二个接收时段的测距参考能量；Q3为第三个接收时段的测距参考能量；T为接收周期中单个接收时段的时长。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，根据不同接收时段对应的测距参考能量，确定接收到返回光的第一返回光接收时段与第二返回光接收时段，以及未接收到返回光的背景光接收时段，包括：若所述至少三个接收时段中的两个接收时段的测距参考能量大于其他接收时段的测距参考能量，则确定所述两个接收时段为第一返回光接收时段与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅健，刘洋，
申请(专利权)人：炬佑智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32