含对应于适应性柱条宽度的子区的基于直方图的信号检测制造技术

各种示例实施例涉及设备和方法，包括具有传感器电路和处理电路的设备。在一个例子中，传感器电路产生和感测对应于物理对象的检测到的信号，所述物理对象相对于所述传感器电路的位置位于可操作区中。所述处理电路在多个子直方图中记录和组织与所述检测到的信号相关联的信息，所述多个子直方图分别与用于所述可操作区的对应子区的不同的精确度量度相关联，所述多个子直方图中的每一个包括直方图柱条集合，其特征在于与所述直方图柱条集合的精确度量度相关的柱条宽度，并且所述处理电路优化所述精确度量度中的至少一个，方法是响应于所述检测到的信号而动态地调适所述库宽度中的一个或多个。

【技术实现步骤摘要】
含对应于适应性柱条宽度的子区的基于直方图的信号检测
各种实施例的方面涉及具有对应于适应性柱条宽度的子区的基于直方图的信号检测。
技术介绍
对于许多应用，可以是有益的是检测光子接收并且产生关于在给定计时窗口内的光子到达时间的数据，例如，对于飞行时间应用。举例来说，利用光检测与测距(LightDetectionandRanging，LIDAR)的传感器系统越来越多地部署在车辆中以实施例如安全和/或自动驾驶特征。典型的LIDAR系统包括照明器(例如，光源)和检测器。举例来说，照明器可以是发射具有特定操作波长的光的激光器。照明器朝向目标发射光，目标随后散射光。散射的光中的一些在检测器处接收回来。系统基于与返回的光相关联的一个或多个特性确定到目标的距离。举例来说，系统可基于返回的光脉冲的飞行时间确定到目标的距离。由于LIDAR的高范围和角度分辨率，LIDAR在自动车辆中起到重要的作用。单光子雪崩光电二极管(Single-PhotonAvalanchePhotodiode，SPAD)，有时也被称作盖革模式雪崩二极管(Geiger-ModeAvalanchePhotodiode)，是用于自动LIDAR的有前景的接收器技术中的一个，这归功于其独特的性质，包括低至单个光子的高灵敏度、高时间分辨率和低成本以及通过平面装置结构(例如，CMOSSPAD)启用的高阵列分辨率。通过将装置偏置的高于崩溃电压，甚至单个释放的电荷载流子(例如，电子或“空穴”)可以引起自身维持的雪崩。电荷载流子的释放可以由于入射光子(例如，信号或噪声)的吸收，可以是热诱发的释放(已知为“暗计数”)，或来自先前雪崩的捕获的电荷载流子的释放(已知为“剩余脉冲”)。应注意雪崩触发可以在本文中被视作事件。在事件之后，SPAD装置可以猝灭关闭(例如，偏压电压可以降低到低于崩溃电压进入到线性操作模式中)，以避免装置的永久性损坏。SPAD具有在用于短程和低噪声环境应用的时间相关单个光子计数(timecorrelatedsinglephotoncounting，TCSPC)配置中的飞行时间的证实的记录，短程和低噪声环境应用例如荧光寿命显微镜。在此类配置中，SPAD阵列可包括由以下项组成的计时电路：例如，时间-数字转换器(Time-to-DigitalConverter，TDC)，或时间-模拟转换器(Time-to-AnalogConverter，TAC)，之后是模/数转换器，这些转换器一起测量参考信号(例如，激光脉冲)与由雪崩所引起的SPAD输出信号之间的时间。对应的飞行时间记录可以存储在例如寄存器或锁存器中以用于后续读出。在此类配置中，较早光子“阻断”后续光子，并且尚未记录飞行时间且SPAD是激活的概率可以随着时间以指数方式下降。为了缓解单光子操作模式的作用(例如，通过先前噪声的信号的阻断、非均一光子检测概率等)，单个获取循环可以由多个测量组成并且信号可以经由统计方法识别，例如，通过飞行时间记录直方图的构造以及另外的信号处理。对于多种应用，这些和其它事项给信号检测方法的效率造成难题。
技术实现思路
各种示例实施例涉及例如上文阐述的那些等等的问题，通过关于在具有适应性柱条宽度的多个子直方图中记录和组织与检测到的信号相关联的信息的以下公开内容这些问题将可以变得显而易见。在某些示例实施例中，本专利技术的方面涉及同时识别两个或多于两个物理对象距离传感器电路的距离，方法是产生和感测对应于位于可操作区中的物理对象的检测到的信号，并且在多个子直方图中组织与检测到的信号相关联的信息，这些子直方图对应于可操作区的子区并且具有适应性柱条宽度。在更具体的示例实施例中，设备包括传感器电路和处理电路。传感器电路产生和感测对应于物理对象的检测到的信号，这些物理对象相对于传感器电路的位置位于可操作区中。传感器电路可包括单光子雪崩光电二极管(SPAD)阵列电路，该SPAD阵列电路感测光信号，并且作为响应，产生检测到的信号。如本文中另外描述，传感器电路可以通过感测(所反射的)光信号来测量飞行时间。处理电路可以在多个子直方图中记录和组织与检测到的信号相关联的信息，这些子直方图分别与用于可操作区的对应子区的不同的精确度量度相关联，并且优化精确度量度中的至少一个，方法是响应于检测到的信号而动态地调适柱条宽度中的一个或多个。多个子直方图中的每一个包括直方图柱条集合，该直方图柱条集合的特征在于与其精确度量度相关的柱条宽度。在各种具体实施例中，具有经调适的一个或多个柱条宽度的多个子直方图可用于同时确定两个或多于两个物理对象距离传感器电路的距离。精确度量度可以指示检测可靠性和/或分辨率的水平。举例来说，多个子直方图对应于可操作区的不同子区，其中不同子区中的每一个至少临时覆盖通过传感器电路与物理对象中的一个或多个之间的(可能的)距离指示的不同范围。多个子直方图可包括对应于可操作区的两个不同子区的至少两个子直方图和/或两个或多于两个子直方图中的每一个具有与其它子直方图相比不同的柱条宽度，并且其中响应于至少部分的检测到的信号而动态地调适不同柱条宽度中的至少一个，然而实施例并不限于此。在更具体的实施例中，多个直方图柱条中的每一个具有小于所发射的光脉冲宽度的一半的柱条宽度。处理电路可以依据在光学地接收到的信号中感测到的功率的指示以及在传感器电路与物理对象中的一个或多个之间的距离的指示中的至少一个来优化至少一个精确度量度。作为具体例子，处理电路依据在光学地接收到的信号中感测到的功率或距离的指示中的至少一个来优化至少一个精确度量度，方法是改变用于较粗糙检测的多个不同子直方图中的一个的柱条宽度中的一个以优化或改进物理对象中的一个或多个远端物理对象的检测可靠性，并且方法是改变用于较精细检测的多个子直方图中的另一个的柱条宽度中的另一个以就检测物理对象中的一个或多个近端物理对象而言优化或改进分辨率。根据各种实施例，单个子直方图内部的柱条宽度对于相应的子直方图的所有柱条是相等的(例如，相同的)，并且不同子直方图的柱条宽度是独立的，并且在数个实施例中是独特的。用于单个直方图的柱条宽度可以随着时间推移改变和/或调节，例如，逐帧改变和/或调节。作为另一具体例子，处理电路响应于指示物理对象中的近端物理对象的存在和物理对象中的远端物理对象的存在的检测到的信号优化精确度量度，方法是调节用于多个子直方图中的第一个的第一柱条宽度以用于优化或改进与物理对象中的近端物理对象相关联的分辨率，并且调节对应于多个子直方图中的第二个的第二柱条宽度以用于优化或改进与物理对象中的远端物理对象相关联的检测可靠性。在多个具体实施例中，处理电路提供用于在多个直方图柱条中的每一个中的检测到的信号的功率的指示，并且优化精确度量度，方法是基于指示柱条宽度与检测到的信号功率之间的对应性的经验数据来调节柱条宽度。处理电路可以根据检测到的信号的信噪比(Signal-to-NoiseRatio，SNR)促进检测可靠性，以便处理检测到的信号的峰值检测，其中杜条宽度中的至少一个作为迭代步骤加以调节以改进峰值检测。另外，处理电路可以依据指示柱条宽度与检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其特征在于，包括：/n传感器电路，其被配置并且布置成产生和感测对应于物理对象的检测到的信号，所述物理对象相对于所述传感器电路的位置位于可操作区中；以及/n处理电路，其被配置并且布置成：/n在多个子直方图中记录和组织与所述检测到的信号相关联的信息，所述多个子直方图分别与用于所述可操作区的对应子区的不同的精确度量度相关联，所述多个子直方图中的每一个包括直方图柱条集合，其特征在于与所述直方图柱条集合的精确度量度相关的柱条宽度；以及/n通过响应于所述检测到的信号动态地调适所述柱条宽度中的一个或多个来优化所述不同的精确度量度中的至少一个。/n

【技术特征摘要】
20190121 US 16/253,0831.一种设备，其特征在于，包括：
传感器电路，其被配置并且布置成产生和感测对应于物理对象的检测到的信号，所述物理对象相对于所述传感器电路的位置位于可操作区中；以及
处理电路，其被配置并且布置成：
在多个子直方图中记录和组织与所述检测到的信号相关联的信息，所述多个子直方图分别与用于所述可操作区的对应子区的不同的精确度量度相关联，所述多个子直方图中的每一个包括直方图柱条集合，其特征在于与所述直方图柱条集合的精确度量度相关的柱条宽度；以及
通过响应于所述检测到的信号动态地调适所述柱条宽度中的一个或多个来优化所述不同的精确度量度中的至少一个。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个精确度量度指示检测可靠性，并且其中所述传感器电路被配置并且布置成通过感测光信号来测量飞行时间，并且所述处理电路被配置并且布置成使用具有所述柱条宽度中的经调适的一个或多个的所述多个子直方图同时确定两个或多于两个物理对象距离所述传感器电路的距离。


3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个精确度量度指示分辨率的水平，并且其中所述多个子直方图包括对应于所述可操作区的两个不同子区的至少两个子直方图。


4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，另外包括汽车，所述传感器电路和所述处理电路紧固到所述汽车，并且其中在所述汽车的移动期间，所述传感器电路另外被配置并且布置成动态地产生所述检测到的信号，并且作为响应，所述处理电路另外被配置并且布置成通过调适所述多个子直方图中的至少一个的所述柱条宽度，动态地优化用于所述多个子直方图中的至少一个的所述至少一个精确度量度。


5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个子直方图对应于所述可操作区的不同子区，其中所述不同子区中的每一个至少临时覆盖通过所述传感器电路与所述物理对象中的一个或多个之间的距离指示的不同范围。


6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理电路另外被配置并且布置成响应于指示所述物理对象中的近端物理对象的存在以及所述物理对象中的远...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克西姆·库列什，马克·施泰格曼，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL