周期误差标定方法、装置及周期误差标定系统制造方法及图纸

本申请适用于通信技术领域，提供了周期误差标定方法、装置及周期误差标定系统，所述方法包括：获取待拟合的波形的波形信息，根据所述波形信息生成拟合的波形，所述待拟合的波形为采集TOF发射器发射的连续波调制式的光脉冲信号得到的波形；获取所述TOF发射器发射所述光脉冲信号的第二频率和第二幅值，根据所述第二频率和第二幅值生成标准的波形；计算所述拟合的波形和所述标准的波形之间的差值，将所述差值转换为傅里叶级数形式，以确定出波形失真量的高阶频率的系数，其中，所述高阶频率是指高于所述第二频率的频率，确定出的波形失真量的高阶频率的系数作为相位的周期误差标定CEC的系数。通过上述方法，能够提高CEC标定的准确性。

【技术实现步骤摘要】
周期误差标定方法、装置及周期误差标定系统
本申请属于通信
，尤其涉及周期误差标定方法、装置、周期误差标定系统、终端设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
利用飞行时间(TimeofFlight，TOF)技术实现三维(ThreeDimensiona，3D)成像，是指传感器发出经调制的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来计算传感器与被拍摄物体的距离(即物体的深度信息)。该深度信息结合传统的相机拍摄得到的二维图像，就能将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的地形图方式呈现出来。根据获取信号的差异，TOF技术分为直接飞行时间(Direct-TOF，D-TOF)技术和间接飞行时间(Indirect-TOF，I-TOF)技术。其中，D-TOF在计算深度信息时，是直接获取时间差，再利用光速和时间的乘积关系计算深度信息；而I-TOF则是通过获取相位差，再利用获取的相位差、发射信号的基础频率(即基频)以及光速的关系计算深度信息。根据调制方法的不同，I-TOF又分为脉冲调制式(PulsedModulation)和连续波调制式(ContinuousWaveModulation)。其中，脉冲调制式I-TOF的发射端发射的是调制的方波信号，连续波调制式I-TOF的发射端发射的是调制的正弦波信号。如图1所示，方波信号和正弦波信号的差异是，方波信号叠加了谐波信号，即相同基频的方波只是在正弦波信号的基础上叠加了高频分量。如图2所示，连续波调制式TOF(CW-ITOF)是将发射端的光调制信号和接收端的电解调信号做相关运算，即首先在波形上选取4个点，再根据这4个点(A1、A2、A3、A4)的电荷量计算相位差，最后推导出发射信号和接收信号的时间延迟，以便根据该时间延迟计算出深度信息。利用发射信号和接收信号做相关运算解算相位的计算方法，一般假设多相位延迟测量的是完美的正弦波信号。然而实际上，测量的信号在波形和时序上并不完美，这会导致相关运算解算的相位值存在偏差。如图3所示，相关运算解算的相位值(测量的相位值)和真实的相位值存在差异(图3中上半部分较粗的曲线是测量的相位值，较细的曲线是真实的相位值)，那么利用测量值解算出的深度信息存在误差，详见图3中下半部分相位误差值与真实的相位值对应的曲线。根据相位推算的原理，可知这种误差和发射信号的调制波形以及接收信号的解调波形强相关，而调制解调信号的波形是以2π相位周期为单位的重复性信号，因此这种测距误差也会以2π的相位周期重复性出现。为了获得更准确的相位误差值，现有方法通过求取更准确的深度信息，再根据该更准确的深度信息确定对应的相位误差值。具体地，如图4所示，将CW-ITOF系统安装在线性导轨的机械臂上，机械臂上或者线性导轨上有更加精确的测距仪器，可以精准的测量当前TOF与标定板之间的距离，具体地，通过控制导轨在各个位置移动可以测量出TOF与标定板接近真实距离的深度信息。同时TOF相机利用D-TOF技术，在各个位置解算出TOF测量的深度信息。两组数据作差运算后再计算出在各个位置相对准确的相位误差，最后通过相位误差曲线拟合和补偿处理，削弱周期相位误差，提升测距精度。虽然上述方法只需要在一个2π周期范围对应的距离上做标定即可得到周期误差标定(CyclicErrorCalibration，CEC)，但是，由于上述CW-ITOF的CEC循环误差标定需要利用机械导轨，因此存在标定机台体积大的缺点，此外，由于上述CW-ITOF的CEC循环误差标定利用机械导轨的方案存在低频对应的距离远，例如，按照调制频率20Mhz计算的话，2Π相位对应7.5m，而产线标定机台不允许做这么大的设备，因此导致CEC无法实现全相位周期标定。故，需要提供一种新的方法以解决上述技术问题。
技术实现思路
本申请实施例提供了周期误差标定方法，可以提高CEC标定的准确度。第一方面，本申请实施例提供了一种周期误差标定方法，包括：获取待拟合的波形的波形信息，根据所述波形信息生成拟合的波形，所述待拟合的波形为采集TOF发射器发射的连续波调制式的光脉冲信号得到的波形，所述波形信息包括第一频率和第一幅值；获取所述TOF发射器发射所述光脉冲信号的第二频率和第二幅值，根据所述第二频率和第二幅值生成标准的波形；计算所述拟合的波形和所述标准的波形之间的差值，将所述差值转换为傅里叶级数形式，以确定出波形失真量的高阶频率的系数，其中，所述高阶频率是指高于所述第二频率的频率，确定出的波形失真量的高阶频率的系数作为相位的周期误差标定CEC的系数。本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：由于波形信息包括第一频率和第一幅值，因此获取待拟合的波形的波形信息后，能够根据所述波形信息生成拟合的波形。同时，由于获取所述TOF发射器发射所述光脉冲信号的第二频率和第二幅值，因此能够根据所述第二频率和第二幅值生成标准的波形。此外，由于信号的波形能够转换为傅里叶级数的形式，因此，在计算拟合的波形和标准的波形之间的差值(即波形失真量)后，能够将所述差值转换为傅里叶级数形式，进而确定出波形失真量的高阶频率的系数，另外，基于相位的误差与波形失真量是对应的，因此，可将确定出的波形失真量的高阶频率的系数作为相位的周期误差标定的系数，从而无需使用导轨进行标定，节省了生产该导轨的成本，同时，由于生成的拟合的波形和标准的波形无需占用实际的物理空间，且待拟合的波形为TOF发射器发射的连续波调制式的光脉冲信号对应的波形，因此，能够实现CW-ITOF的全相位的CEC标定。第二方面，本申请实施例提供了一种周期误差标定装置，包括：波形信息获取单元，用于获取待拟合的波形的波形信息，根据所述波形信息生成拟合的波形，所述待拟合的波形为采集TOF发射器发射的连续波调制式的光脉冲信号得到的波形，所述波形信息包括第一频率和第一幅值；标准的波形生成单元，用于获取所述TOF发射器发射所述光脉冲信号的第二频率和第二幅值，根据所述第二频率和第二幅值生成标准的波形；周期误差标定单元，用于计算所述拟合的波形和所述标准的波形之间的差值，将所述差值转换为傅里叶级数形式，以确定出波形失真量的高阶频率的系数，其中，所述高阶频率是指高于所述第二频率的频率，确定出的波形失真量的高阶频率的系数作为相位的周期误差标定CEC的系数。第三方面，本申请实施例提供了一种周期误差标定系统，包括：TOF发射器和终端设备；所述TOF发射器用于发射连续波调制式调制的光脉冲信号；所述终端设备用于获取所述光脉冲信号对应的波形信息，根据所述波形信息生成拟合的波形，以及，根据所述TOF发射器发射所述光脉冲信号的第二频率和第二幅值生成标准的波形，其中，所述波形信息包括第一频率和第一幅值；所述终端设备还用于计算所述拟合的波形和所述标准的波形之间的差值，将所述差值转换为傅里叶级数形式，以确定出波形失真量的高阶频率的系数，其中，所述高阶频率是指高于所述第二频率的频率，确定出的波形失真量的高阶频率的系数作为相位的周期误本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种周期误差标定方法，其特征在于，包括：/n获取待拟合的波形的波形信息，根据所述波形信息生成拟合的波形，所述待拟合的波形为采集TOF发射器发射的连续波调制式的光脉冲信号得到的波形，所述波形信息包括第一频率和第一幅值；/n获取所述TOF发射器发射所述光脉冲信号的第二频率和第二幅值，根据所述第二频率和第二幅值生成标准的波形；/n计算所述拟合的波形和所述标准的波形之间的差值，将所述差值转换为傅里叶级数形式，以确定出波形失真量的高阶频率的系数，其中，所述高阶频率是指高于所述第二频率的频率，确定出的波形失真量的高阶频率的系数作为相位的周期误差标定CEC的系数。/n

【技术特征摘要】
1.一种周期误差标定方法，其特征在于，包括：
获取待拟合的波形的波形信息，根据所述波形信息生成拟合的波形，所述待拟合的波形为采集TOF发射器发射的连续波调制式的光脉冲信号得到的波形，所述波形信息包括第一频率和第一幅值；
获取所述TOF发射器发射所述光脉冲信号的第二频率和第二幅值，根据所述第二频率和第二幅值生成标准的波形；
计算所述拟合的波形和所述标准的波形之间的差值，将所述差值转换为傅里叶级数形式，以确定出波形失真量的高阶频率的系数，其中，所述高阶频率是指高于所述第二频率的频率，确定出的波形失真量的高阶频率的系数作为相位的周期误差标定CEC的系数。


2.如权利要求1所述的周期误差标定方法，其特征在于，将所述差值转换为以下傅里叶级数形式：

其中，t表示时间，s(t)表示转换的傅里叶级数，an,bn分别表示傅里叶级数的系数，n是整数，f0表示第二频率，nf0表示高阶频率，表示初始相位差。


3.如权利要求2所述的周期误差标定方法，其特征在于，相位的CEC标定公式如下：

其中，phasecec表示标定后的相位，phase表示标定前的相位。


4.如权利要求3所述的周期误差标定方法，其特征在于，所述周期误差标定方法还包括：
根据标定后的相位确定深度信息。


5.如权利要求1至4任一项所述的周期误差标定方法，其特征在于，所述获取待拟合的波形的波形信息，包括：
若判断出获取的待拟合的波形的波形信息包括至少2组数值，一组数值包括1个第一频率和1个第一幅值，且所述至少2组数值中的任2个第一频率的差在预设频率阈值范围内，以及所述至少2组数值中的任2个第一幅值的差在预设幅值阈值范围内，则将获取的波形信息中的任一组数值的第一频率和第一幅值作为待拟合的波形的波形信息。


6.如权利要求1至4任一项所述的周期误差标定方法，其特征在于，所述获取待拟合的波形的波形信息，包括：
若获取的波形信息包括至少2组数值，一组数值包括1个第一频率和1个第一幅值，且所述至少2组数值中的任2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学勇，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44