【技术实现步骤摘要】
利用飞行时间相机的反射率感测
本公开总体上涉及飞行时间(ToF)测量，并且更具体地涉及用于使用ToF传感器来获得反射率测量的技术。
技术介绍
在光学感测应用中，深度测量，即，对到图像传感器的视野中的一个或多个对象的各个特征的距离测量，可以作为所谓的飞行时间(ToF)测量来执行，该测量是使用光速和图像/像素传感器来确定的距离测量。到感兴趣对象的距离通常每像素来进行计算，并且一旦经过计算，该距离可以用于深度检测、姿势识别、对象检测等。每像素的距离被组合来创建深度图，该深度图提供三维图像。ToF测量技术越来越多地出现在便携式电子设备(例如，蜂窝电话和“智能”设备)中。许多常规的TOF测量方案需要多次顺序的曝光，其也被称为复本。每次曝光需要利用相对于参考信号处于相应相位处的调制信号，来对从光源生成的光进行振幅调制，该参考信号被应用到对从一个或多个感兴趣对象反射的光进行解调制的像素，对于不同的曝光，相位是不同的。例如，一个方案需要四次单独的曝光，其中调制信号的相对于参考信号的相位分别处于0°、90°、180°和270°。来自四个曝光的测量信息被收集并且进行比较，以确定深度图。对于具有扩展的明确范围的高精度测量，甚至可以执行更多的曝光，例如，多达九次单独的原始测量。该常规方案以及若干变型和支持硬件在于2018年10月31日提交的题为“ImageSensorwithInterleavedHoldforSingle-ReadoutDepthMeasurement”的共同待决的美国专利申请序列号16/176,817中详细描述，...
【技术保护点】
1.一种在飞行时间(ToF)测量设备中的方法，所述方法包括：/n使用ToF传感器中的一个或多个像素来获得距离测量值；/n使用所述一个或多个像素来获得与所述距离测量值相对应的强度测量值；以及/n基于所述距离测量值、所述强度测量值和反射率校准因子，计算所述一个或多个像素的反射率值。/n
【技术特征摘要】
20190517 US 16/414,9691.一种在飞行时间(ToF)测量设备中的方法，所述方法包括：
使用ToF传感器中的一个或多个像素来获得距离测量值；
使用所述一个或多个像素来获得与所述距离测量值相对应的强度测量值；以及
基于所述距离测量值、所述强度测量值和反射率校准因子，计算所述一个或多个像素的反射率值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反射率校准因子特定于所述ToF传感器中的所述一个或多个像素。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算包括：将所述强度测量值乘以所述反射率校准因子，并且乘以与所述距离测量值的平方成比例的因子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述反射率值根据以下来计算：
Ri，j＝ci，jIi，j(di，j/dcalib)2，
其中Ri，j是所计算的所述反射率值，ci，j是所述反射率校准因子，Ii，j是所述强度测量值，di，j是所述距离测量值，并且dcalib是针对所述反射率校准因子的校准距离。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用所计算的所述反射率值来将二维图像中的像素值或像素值组标准化。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：
使用所述ToF传感器来获得多个距离测量值，其中每个距离测量值是使用所述ToF传感器中的相应的像素或相应的像素组而被获得；
使用相应的所述像素或相应的所述像素组，获得与所述距离测量值中的每个距离测量值相对应的强度测量值；以及
基于所述强度测量值、相应的所述距离测量值和相应的反射率校准因子，计算与每个强度测量值相对应的反射率值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中相应的所述校准因子各自特定于相应的像素或相应的像素组。
8.根据权利要求6所述的方法，其中针对每个相应的像素或每个相应的像素组，所述计算包括：将针对相应的所述像素或相应的所述像素组的所述强度测量值乘以针对相应的所述像素或相应的所述像素组的所述反射率校准因子，并且乘以与相应的所述像素或相应的所述像素组的所述距离测量值的平方成比例的因子。
9.根据权利要求6所述的方法，其中针对每个像素i,j的所述反射率值根据以下来计算：
Ri，j＝ci，jIi，j(di，j/dcalib)2，其中：
Ri，j是针对像素i,j的所计算的所述反射率值；
ci，j是针对像素i,j的所述反射率校准因子；
Ii，j是针对像素i,j的所测量的所述强度；
di，j是针对像素i,j的所述距离测量值；以及
dcalib是校准距离。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括：使用所计算的反射率值来将二维图像中的像素值或像素值组标准化。
11.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法还包括：从所计算的所述反射率值形成反射率图像。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法还包括：形成三维点云，所述三维点云包括所述距离测量值和对应的所述反射率值。
13.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法包括：通过如下来获得所述校准距离：
使用所述ToF传感器中的参考像素，测量到校准表面的参考距离，并且从所测量的所述参考距离获得所述校准距离。
14.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法包括：通过如下来获得所述反射率校准因子：
作为针对所述像素或所述像素组的视角和参考反射率的函数，或者作为由所述像素或所述像素组测量的到校准表面的距离和所述参考反射率的函数，或者作为针对所述像素或所述像素组的所述视角、所述到校准表面的距离二者以及所述参考反射率的函数，来计算针对相应的所述像素或相应的所述像素组中的每个像素或每个像素组的所述反射率校准因子。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述函数是Rref/cosβi，j函数，其中Rref是所述参考反射率，并且βi，j是相应的所述像素或相应的所述像素组相对于所述ToF传感器的光学轴的所述视角。
16.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法包括：针对每个像素或每个像素组，通过如下来获得所述反射率校准因子：
使用所述像素或所述像素组，测量来自校准表面的反射强度；
基于所述像素或所述像素组相对于所述ToF传感器的所述光学轴的所述视角，将所测量的所述强度进行缩放；
作为经缩放的所测量的所述强度和参考反射率的函数，计算针对所述像素或所述像素组的所述反射率校准因子。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将所测量的所述强度进行缩放包括：根据Li，j＝Ii，j/(cosβi，j)3来计算经缩放的所测量的所述强度，其中：
Li，j是针对像素i,j的经缩放的所测量的所述强度；
Ii，j是针对像素i,j的所测量的所述强度；以及
βi，j是像素i,j相对于所述ToF传感器的所述光学轴的所述视角。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述方法还包括：测量针对每个像素或每个像素组的到所述校准表面的距离，并且其中将所测量的所述强度进行缩放包括：根据来计算经缩放的所测量的所述强度，其中：
Li，j是针对像素i,j的经缩放的所测量的所述强度；
Ii，j是针对像素i,j的所测量的所述强度；
dci，j是针对像素i,j的所测量的到所述校准表面的所述距离；
βi，j是像素i,j相对于所述ToF传感器的所述光学轴的所述视角；
以及
dcalib是所述校准距离。
19.一种飞行时间(ToF)测量设备，包括：
光源，被配置为发射一系列光脉冲，所述一系列光脉冲通过利用调制信号对光进行振幅调制而形...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·波兰克，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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