时间编码解调处理电路及方法技术

一种时间编码解调处理电路及方法，该电路包括：采样电路，对像素单元检测到的反射光束的光子事件进行采样，以形成单光子计数时序串；时序串存储器，保存所述单光子计数时序串；时间编码序列存储器，保存预先写入的时间编码序列；读出地址寄存器，存储需要读出来的时序串存储器中内存单元的地址，地址会根据时间编码序列自动跳变到下一个需要读取的地址；加法寄存器，执行其当前保存的数据与时序串存储器读出的数据之间的加法运算；直方图存储器；bin计数器，存储当前绘制的bin的编号，并当当前bin绘制结束后使编号自动加1。本发明专利技术允许发射器以远低于最大测量范围对应最大飞行时间的脉冲周期来发射脉冲串，从而可以极大程度上提升帧率。

Time code demodulation processing circuit and method

【技术实现步骤摘要】
时间编码解调处理电路及方法
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种用于时间编码时间飞行距离测量的时间编码解调处理电路及方法。
技术介绍
时间飞行(Timeofflight,TOF)法通过测量光束在空间中的飞行时间来计算物体的距离，由于其具有精度高、测量范围大等优点被广泛应用于消费电子、无人架驶、AR/VR等领域。基于时间飞行原理的距离测量系统比如时间飞行深度相机、激光雷达等系统往往包含一个光源发射端以及接收端，光源向目标空间发射光束以提供照明，接收端接收由目标反射回的光束，系统再通过计算光束由发射到反射接收所需要的时间来计算物体的距离。利用直接时间飞行法进行测量时，发射端向目标发射脉冲光束，该脉冲光束以一定的频率进行发射，相邻脉冲的时间间隔(脉冲周期)要求不小于系统最大测量距离对应的最大飞行时间，以避免信号无法识别的情况出现。因此，系统的帧率往往受到最大测量距离的局限，当系统测量距离达到百米甚至更远时，帧率则非常低，难以满足一些实际应用对高帧率的需求。另外，当多个系统在相同的空间中同步工作时，容易出现干扰的情形，即某一个系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时间编码解调处理电路，与像素单元连接，其特征在于，包括：/n采样电路，经配置以对所述像素单元检测到的反射光束的光子事件进行采样，以形成单光子计数时序串；/n时序串存储器，经配置以保存所述单光子计数时序串；/n时间编码序列存储器，经配置以保存预先写入的时间编码序列；/n读出地址寄存器，经配置以存储需要读出来的所述时序串存储器中内存单元的地址，所述地址会根据所述时间编码序列自动跳变到下一个需要读取的地址；其中，所述时序串存储器中相应地址上的数据根据所述读出地址寄存器中的地址读出；/n加法寄存器，经配置以执行其当前保存的数据与所述时序串存储器读出的数据之间的加法运算；/n直方图存储器，经配置...

【技术特征摘要】
1.一种时间编码解调处理电路，与像素单元连接，其特征在于，包括：
采样电路，经配置以对所述像素单元检测到的反射光束的光子事件进行采样，以形成单光子计数时序串；
时序串存储器，经配置以保存所述单光子计数时序串；
时间编码序列存储器，经配置以保存预先写入的时间编码序列；
读出地址寄存器，经配置以存储需要读出来的所述时序串存储器中内存单元的地址，所述地址会根据所述时间编码序列自动跳变到下一个需要读取的地址；其中，所述时序串存储器中相应地址上的数据根据所述读出地址寄存器中的地址读出；
加法寄存器，经配置以执行其当前保存的数据与所述时序串存储器读出的数据之间的加法运算；
直方图存储器，经配置以存储根据所述加法寄存器的运算结果绘制的直方图；
直方图时间单元计数器，经配置以存储当前绘制的直方图时间单元的编号，并当当前直方图时间单元绘制结束后使所述编号自动加1。


2.如权利要求1所述的时间编码解调处理电路，其特征在于，所述处理电路经配置以确定所述直方图中的脉冲波形对应的时间；并根据所述脉冲波形对应的时间确定飞行时间。


3.如权利要求1所述的时间编码解调处理电路，其特征在于，所述时间编码为规则时间编码[Δt，2Δt，3Δt，…，(n-1)Δt]，其中Δt为脉冲周期，n为脉冲串包含的脉冲的数量；
其中所述直方图依据以下方式进行绘制：以当前要绘制所述直方图中的时间单元为起始单元，将所述时序串中后续与所述起始单元相隔整数个Δt的所有时间单元中的光子计数值与所述起始单元中的光子计数值进行叠加，叠加后的光子计数作为所述起始单元的光子计数数值。


4.如权利要求1所述的时间编码解调处理电路，其特征在于，所述时间编码为随机时间编码[Δt1，Δt1+Δt2，Δt1+Δt2+Δt3，…，Δt1+Δt2…+Δt(n-1)]，Δti表示第i个脉冲与第(i+1)个脉冲的时间间隔，i＝1,2,…(n-1)，其中n为脉冲串包含的脉冲的数量；
其中所述直方图依据以下方式进行绘制：以当前要绘制所述直方图中的时间单元为起始单元，将所述时序串中后续与所述起始单元相隔Δt1，Δt1+Δt2，Δt1+Δt2+Δt3，…，Δt1+Δt2…+Δt(n-1)的所有时间单元中的光子计数值与所述起始单元中的光子计数值进行叠加，叠加后的光子计数作为所述起始时间单元的光子计数数值。


5.如权利要求1所述的时间编码解调处理电路，其特征在于，所述时间编码为双重随机时间编码，包括第一随机时间编码[Δt1，Δt1+Δt2，Δt1+Δt2+Δt3，…，Δt1+Δt2…+Δt(n-1)]以及第二随机时间编码[ΔT1，ΔT1+ΔT2，ΔT1+ΔT2+ΔT3，…，ΔT1+ΔT2…+ΔT(N-1)]，其中Δti表示脉冲组内第i个脉冲与第(i+1)个脉冲的时间间隔，i＝1,2,…(n-1)，n为所述脉冲组内脉冲的数量；ΔTj表示第j个所述脉冲组与第(j+1)个所述脉冲组的时间间隔，j＝1,2,…(N-1)，N代表所述脉冲组的数量；
其中所述直方图依据以下方式进行绘制：将N个脉冲组周期单光子计数时序串之间相应时间单元中的光子计数进行叠加；将叠加之后的总时序串根据所述第一随机时间编码进行叠加以形成所述直方图；或者，所述直方图依据以下方式进行绘制：将所述N个脉冲组周期单光子计数时序串根据所述第一随机时间编码进行叠加；将N个叠加后的时序串之间相应时间单元中的光子计数进行叠加以形成所述直方图；
其中所述根据所述第一随机时间编码进行叠加包括：以当前要叠加的时间单元为起始单元，将所述时序串中后续与所述起始单元相隔Δt1，Δt1+Δt2，Δt1+Δt2+Δt3，…，Δt1+Δt2…+Δt(n-1)的所有时间单元中的光子计数值与所述起始单元中的光子计数值进行叠加，叠加后的光子计数作为所述起始时间单元的光子计数数值，其中所述第一随机时间编码是[Δt1，Δt1+Δt2，Δt1+Δt2+Δt3，…，Δt1+Δt2…+...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，何燃，朱亮，闫敏，
申请(专利权)人：深圳奥锐达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44