飞时测距系统及校正方法技术方案

一种飞时测距系统(10)，包括延迟单元(12)，用来根据多个延迟信号，产生多个延迟脉冲，其中多个延迟信号对应于多个延迟时间；发光单元(13)，用来根据多个延迟脉冲，产生多个延迟脉冲光；感光像素电路(14)，用来接收多个延迟反射光，以产生多个像素信号；储存单元(16)，用来储存多个延迟时间与多个像素信号之间的对应关系；以及控制单元(18)，用来产生多个延迟信号；其中，所述飞时测距系统(10)所述多个延迟时间与多个像素信号之间的对应关系，进行飞时测距。还涉及一种应用于飞时测距系统的校正方法和飞时测距方法。

Flight-time Ranging System and Correction Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】飞时测距系统及校正方法
本申请涉及一种飞时测距系统及校正方法，尤其涉及一种可避免偏置的飞时测距系统及校正方法。
技术介绍
随着科学与技术的飞速发展，物体三维信息的获取在很多应用领域都有着广泛的应用前景，如生产自动化、人机交互、医学诊断、逆向工程、数字化建模等。其中，结构光三维测量法作为一种非接触式的三维信息获取技术，因其实现简单、速度快和精度高等优点得到了广泛应用。飞时(TimeofFlight，ToF)测距法为常用的三维深度测量方法。然而，现有飞时测距系统具有许多非理想性，如应用于飞时测距的感光像素电路中二个传输闸(TransmissionGate)的二个导通时间必须间隔一时间间隔，或是传送至发光单元的脉冲可能为非理想连续方波，而导致利用飞时测距法计算出的量测距离与实际距离之间具有偏置(Offset)。因此，现有技术实有改进的必要。
技术实现思路
因此，本申请部分实施例的目的即在于提供一种可避免偏置的飞时测距系统及校正方法，以改善现有技术的缺点。为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种飞时测距系统，包括延迟单元，接收多个延迟信号，用来根据所述多个延迟信号，产生多个延迟脉冲，其中所述多个延迟信号对应于多个延迟时间；发光单元，耦接于所述延迟单元，用来根据所述多个延迟脉冲，产生多个延迟脉冲光；感光像素电路，用来接收对应于所述多个延迟脉冲光的多个延迟反射光，以产生对应于所述多个延迟时间的多个像素信号；储存单元，用来储存所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系；以及控制单元，耦接于所述延迟单元，用来产生所述多个延迟信号；其中，所述飞时测距系统根据所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系，进行飞时测距。例如，所述控制单元根据所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系，产生最佳延迟信号至所述延迟单元，所述飞时测距系统根据所述最佳延迟信号进行飞时测距，其中所述最佳延迟信号对应于最佳延迟时间。例如，所述延迟单元根据所述最佳延迟信号产生最佳延迟脉冲，发光单元根据所述最佳延迟脉冲产生最佳延迟脉冲光，所述感光像素电路接收对应于所述最佳延迟脉冲光的最佳延迟反射光以产生最佳延迟像素信号，所述飞时测距系统根据所述最佳延迟像素信号计算对应于目标物件的飞时距离。例如，所述多个延迟反射光反射自反射板，所述反射板与所述飞时测距系统之间具有固定距离。例如，所述感光像素电路包括感光元件；第一读取电路，包括第一传输闸，所述第一传输闸耦接于所述感光元件，所述第一传输闸接收第一传输信号而于第一导通时间导通；以及第二读取电路，包括第二传输闸，所述第二传输闸耦接于所述感光元件，所述第二传输闸接收第二传输信号而于第二导通时间导通，其中所述第二读取电路输出所述多个像素信号；其中，所述第一导通时间与所述第二导通时间相隔一时间间隔。为了解决上述技术问题，本申请实施例另提供了一种像素传感单元，一种校正方法，应用于飞时测距系统，所述校正方法包括产生多个延迟信号，其中所述多个延迟信号对应于多个延迟时间；根据所述多个延迟信号，产生多个延迟脉冲；发射对应于所述多个延迟脉冲的多个延迟脉冲光；接收对应于所述多个延迟脉冲光的多个延迟反射光，以产生对应于所述多个延迟时间的多个像素信号；储存所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系；以及根据所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系，进行飞时测距。为了解决上述技术问题，本申请实施例另提供了一种飞时测距方法，应用于飞时测距系统，所述飞时测距方法包括获取多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系；以及根据所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系，进行飞时测距，其中，多个延迟时间与多个像素信号之间的对应关系通过飞时校正方法获得并存储于所述飞时测距系统，所述飞时校正方法包括产生多个延迟信号，其中所述多个延迟信号对应于多个延迟时间；根据所述多个延迟信号，产生多个延迟脉冲；发射对应于所述多个延迟脉冲的多个延迟脉冲光；接收对应于所述多个延迟脉冲光的多个延迟反射光，以产生对应于所述多个延迟时间的多个像素信号；以及输出所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系。本申请利用发射对应不同延迟时间的多个延迟脉冲光，仿真出飞时测距系统与反射板之间不同的仿真距离，进而取得仿真距离与量测距离的对应关系，并根据此对应关系，进行飞时测距。相较于现有技术，本申请于校正阶段中不需透过人为操作即可得到仿真距离与量测距离的对应关系，具有操作简便及可取得精准飞时距离的优点。附图说明图1为本申请实施例一飞时测距系统的示意图；图2为本申请实施例多个信号的时序图；图3为本申请实施例一感光像素电路的示意图；图4为本申请实施例多条对应曲线的的示意图；图5为本申请实施例多个信号的波形图；图6为本申请实施例一流程的示意图；图7为本申请实施例一流程的示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。请一并参考图1，图1为本申请实施例飞时测距系统10的示意图，飞时测距系统10包括延迟单元12、发光单元13、感光像素阵列14、储存单元16以及控制单元18。于飞时测距系统10的校正(Calibration)阶段中，反射板(Reflector)11设置于距离飞时测距系统10已知固定距离GD的地方，发光单元13朝反射板11发光而感光像素阵列14接收来自反射板11的反射光。详细来说，于校正阶段中，控制单元18产生多个延迟信号ds1～dsn至延迟单元12，多个延迟信号ds1～dsn分别对应多个延迟时间td,1～td,n，或者说延迟信号ds1～dsn是用于表示延迟时间td,1～td,n的信号，或者说延迟信号ds1～dsn包含与延迟时间td,1～td,n对应的信息。延迟单元12接收多个延迟信号ds1～dsn，并根据多个延迟信号ds1～dsn产生多个延迟脉冲dp1～dpn，而延迟脉冲dp1～dpn对应于延迟时间td,1～td,n。发光单元13可为发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)，如红外线(InfraredRay，IR)发光二极管。发光单元13耦接于延迟单元12以接收延迟脉冲dp1～dpn，用来根据延迟脉冲dp1～dpn，于时间区间T1～Tn分别产生对应于延迟脉冲dp1～dpn的多个延迟脉冲光LD1～LDn。其中，延迟脉冲dp1～dpn可形成一延迟脉冲信号DP(即延迟脉冲信号DP由多个延迟脉冲dp1～dpn组成，其于后叙述)，发光单元13可用于接收延迟脉冲信号DP而产生延迟脉冲光LD1～LDn。延迟脉冲光LD1～LDn朝反射板11发射，而反射板11反射多个延迟反射光R1～Rn至感光像素阵列14，其中反射板11与飞时测距系统10之间具有已知的固定距离GD。感光像素阵列14包括多个感光像素电路140而多个感光像素电路140排列成一阵列。在不失去一般性的原则下，以下将以感光像素阵列14中一个感光像素电路140为例进行说明。感光像素电路140于时间区间T1～Tn中接收对应于多个延迟脉冲光LD1～LDn的多个延迟反射光R1～Rn，并根据延迟反射光R1～Rn产生对应于多个延迟时间td,1～t本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞时测距系统，其特征在于，包括：延迟单元，接收多个延迟信号，用来根据所述多个延迟信号，产生多个延迟脉冲，其中所述多个延迟信号对应于多个延迟时间；发光单元，耦接于所述延迟单元，用来根据所述多个延迟脉冲，产生多个延迟脉冲光；感光像素电路，用来接收对应于所述多个延迟脉冲光的多个延迟反射光，以产生对应于所述多个延迟时间的多个像素信号；储存单元，用来储存所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系；以及控制单元，耦接于所述延迟单元，用来产生所述多个延迟信号；其中，所述飞时测距系统根据所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系，进行飞时测距。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种飞时测距系统，其特征在于，包括：延迟单元，接收多个延迟信号，用来根据所述多个延迟信号，产生多个延迟脉冲，其中所述多个延迟信号对应于多个延迟时间；发光单元，耦接于所述延迟单元，用来根据所述多个延迟脉冲，产生多个延迟脉冲光；感光像素电路，用来接收对应于所述多个延迟脉冲光的多个延迟反射光，以产生对应于所述多个延迟时间的多个像素信号；储存单元，用来储存所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系；以及控制单元，耦接于所述延迟单元，用来产生所述多个延迟信号；其中，所述飞时测距系统根据所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系，进行飞时测距。2.如权利要求1所述的飞时测距系统，其特征在于，所述控制单元根据所述多个延迟时间与所述多个像素信号之间的对应关系，产生最佳延迟信号至所述延迟单元，所述飞时测距系统根据所述最佳延迟信号进行飞时测距，其中所述最佳延迟信号对应于最佳延迟时间。3.如权利要求2所述的飞时测距系统，其特征在于，所述延迟单元根据所述最佳延迟信号产生最佳延迟脉冲，发光单元根据所述最佳延迟脉冲产生最佳延迟脉冲光，所述感光像素电路接收对应于所述最佳延迟脉冲光的最佳延迟反射光以产生最佳延迟像素信号，所述飞时测距系统根据所述最佳延迟像素信号计算对应于目标物件的飞时距离。4.如权利要求1所述的飞时测距系统，其特征在于，所述多个延迟反射光反射自反射板，所述反射板与所述飞时测距系统之间具有固定距离。5.如权利要求1所述的飞时测距系统，其特征在于，所述感光像素电路包括：感光元件；第一读取电路，包括第一传输闸，所述第一传输闸耦接于所述感光元件，所述第一传输闸接收第一传输信号而于第一导通时间导通；以及第二读取电路，包括第二传输闸，所述第二传输闸耦接于所述感光元件，所述第二传输闸接收第二传输信号而于第二导通时间导通，其中所述第二读取电路输出所述多个像素信号；其中，所述第一导通时间与所述第二导通时间相隔一时间间隔。6.一种校正方法，应用于飞时测距系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：阙圣峻，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44