ToF传感装置及其距离检测方法制造方法及图纸

本申请公开一种ToF传感装置及其距离检测方法，所述ToF传感装置的距离检测方法，包括：采用所述图形化光源发射图形化的检测光，照射检测视场；传感阵列接收检测视场内的被测物体的反射光，并产生传感信号；根据所述传感信号，获取所述传感阵列内亮区域的实际检测值A以及所述亮区域外围的暗区域的实际检测值B，所述亮区域包括接收到直接反射光的亮像素单元，所述暗区域包括位于所述亮区域外围的未接收到直接反射光的暗像素单元；根据所述实际检测值B，对所述实际检测值A进行修正，获得修正检测值A'；根据所述修正检测值A'，获取所述亮区域对应的被测位置处的距离信息。上述方法能够提高距离检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
ToF传感装置及其距离检测方法
本申请涉及传感
，具体涉及一种ToF传感装置及其距离检测方法。
技术介绍
飞行时间(ToF，TimeofFlight)传感器通过检测发出的调制检测光从发射到接收的时间间隔或往返被测物体一次所产生的相位差来实现对被测物体的距离、三维结构或三维轮廓的测量。ToF传感器可同时获得灰度图像和距离图像，广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3D建模等诸多领域。在实际的距离检测过程中，由于被测视场内环境复杂，通常会存在多个反射表面，产生多路径反射以及散射光等非直接反射光，会影响到距离检测的准确性。但是现有的距离检测方法中，无法判断检测结果是否受到了多路径反射光的影响，以及受到影响的程度，因此，无法对检测结果进行修正。因此，如何提高距离检测的准确性是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于此，本申请提供一种ToF传感装置及距离检测方法，以提高距离检测的准确性。本申请提供的一种ToF传感装置的距离检测方法，所述ToF传感装置包括图形化光源以及传感阵列，所述图形化光源用于发射具有图形化光区域的检测光，所述传感阵列包括若干阵列分布的像素单元；所述距离检测方法包括：采用所述图形化光源发射图形化的检测光，照射检测视场；传感阵列接收检测视场内的被测物体的反射光，并产生传感信号；根据所述传感信号，获取所述传感阵列内亮区域的实际检测值A以及所述亮区域外围的暗区域的实际检测值B，所述亮区域与所述检测光的图形化光区域对应，包括亮像素单元；所述亮区域以外为暗区域，包括暗像素单元；根据所述实际检测值B，对所述实际检测值A进行修正，获得修正检测值A'；根据所述修正检测值A'，获取所述亮区域对应的被测位置处的距离信息。可选的，所述亮区域包括接收到的直接反射光的强度大于平均反射光强度的亮像素单元，所述暗区域包括位于所述亮区域外围的未接收到直接反射光或接收到的直接反射光强度低于平均反射光强度的暗像素单元。可选的，所述亮像素单元接收到的反射光强度是临近的暗像素单元接收到的反射光强度的3倍以上。可选的，所述图形化的检测光至少包括一条线条状图形，在所述传感阵列内形成若干线条状的亮区域，每个亮区域内包含多个像素单元。可选的，各个亮区域之间平行排布，或者至少两个亮区域之间存在交叉。可选的，所述修正检测值A'＝A-B。可选的，根据在无非直接反射光环境下标定的亮区域的无干扰检测值和暗斑区域的无干扰检测值之间的关系，以及所述实际检测值B，对所述实际检测值A进行修正，获得所述修正检测值A'。可选的，标定所述亮区域的无干扰检测值和暗斑区域的无干扰检测值之间的关系的方法包括：在无非直接反射光环境内的多个测量条件下，获取的亮区域的多个无干扰检测值A0和对应的多个暗区域的无干扰检测值B0；通过拟合运算，得到无干扰检测值A0和无干扰检测值B0之间的关系式。可选的，所述多个测量条件包括：以不同距离照射漫反射平面板或者以不同光强度照射漫反射平面板。可选的，以关系式B0＝γA0进行拟合运算，获得亮区域对暗区域的影响系数γ；根据所述实际检测值B和所述影响系数γ，对所述实际检测值A进行修正，得到修正检测值可选的，以关系式B0＝γA0进行拟合运算，获得亮区域对暗区域的影响系数γ；根据所述实际检测值B、所述影响系数γ以及像素单元都在不同光强下的检测值之间的比例系数α，对实际检测值A进行修正，得到修正检测值可选的，所述实际检测值包括：单个像素单元的检测值、多个像素单元的检测值的算数平均值、多个像素单元的检测值的中位数、多个像素单元的检测值的加权平均值中的至少一种；所述无干扰检测值包括：标定过程中，单个像素单元的检测值、多个像素单元的检测值的算数平均值、多个像素单元的检测值的中位数、多个像素单元的检测值的加权平均值中的至少一种。可选的，获取所述传感阵列内亮区域的实际检测值A包括：分别获取每个亮像素单元的实际检测值Ai，i对应于第i个亮像素单元；获取暗区域的实际检测值B包括：根据与该亮像素单元接近的至少一个暗像素单元的检测值，获得所述实际检测值Bi；根据所述实际检测值Bi，对相应的亮像素单元的实际检测值Ai进行修正，获得各个亮像素单元的修正检测值Ai’。本专利技术的技术方案还提供一种ToF传感装置，包括：图形化光源，所述图形化光源用于发射图形化检测光；传感阵列，包括若干阵列分布的像素单元，用于接收被测物体的反射光；处理器，连接所述图形化光源及传感阵列，用于控制所述图形化光源发射检测光，以及获取所述传感阵列内各像素单元产生的检测值；存储器，所述存储器内存储有能够被所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时能够执行上述任一项所述的距离检测方法。可选的，所述图形化的检测光至少包括一条线条状图形，在所述传感阵列内形成若干线条状分布的亮区域，每个亮区域内包含多个像素单元。可选的，各个亮区域之间平行排布，或者至少两个亮区域之间存在交叉。本申请还提供一种ToF传感装置，包括：线状光源，用于产生包括至少一条线条状光区域的检测光；传感阵列，所述传感阵列包括若干阵列分布的像素单元，用于接收被测物体的反射光，并产生相应的检测值；处理器，连接所述线状光源及所述传感阵列，用于控制所述线状光源发射检测光，并根据所述检测值获取相应的距离信息。可选的，所述检测光内的单个线条状光区域的光被反射后，在传感阵列内形成的线条状亮区域的宽度小于等于5个像素单元的宽度；相邻线条状亮区域之间间隔大于等于3个像素单元。可选的，所述检测光包括若干条线条状光区域，所述线条状光区域之间相互平行。本申请还提供一种ToF传感装置的距离检测方法，包括：采用包括至少一条线条状光区域的检测光照射被测视场；接收被测物体的反射光，并产生相应的检测值；根据所述检测值，获取被测视场内位于所述检测光照射范围内的被测物体的距离信息。本专利技术的ToF传感装置具有图形化光源，相应的直接反射光能够在传感阵列产生图形化的亮区域和暗区域，由于暗区域接收到直接反射光较弱，暗区域的实际检测值主要由非直接反射光造成，根据暗区域的实际检测值对亮区域的实际检测值进行修正，可以消除非直接反射光对亮区域的实际检测值的影响，从而提高距离检测的准确性。进一步的，结合亮像素单元对暗像素单元的影响系数γ以及暗区域的实际检测值B，对亮区域的实际检测值进行修正，可以进一步提高距离检测的准确性。进一步的，结合像素单元都在不同光强下的检测值之间的比例系数α、影响系数γ以及暗区域的实际检测值B，对亮区域的实际检测值进行修正，可以进一步提高距离检测的准确性。本专利技术还提出一种具有线状光源的ToF传感装置，能够发出产生包括至少一条线条状光区域的检测光，采用具有线条状光区域的检测光进行距离检测，无需对检测结果进行修正，就能够显著减小非直接反射光对于距离检测结果的影响，提高距离检测的准确性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ToF传感装置的距离检测方法，其特征在于，所述ToF传感装置包括图形化光源以及传感阵列，所述图形化光源用于发射具有图形化光区域的检测光，所述传感阵列包括若干阵列分布的像素单元；所述距离检测方法包括：/n采用所述图形化光源发射图形化的检测光，照射检测视场；/n传感阵列接收检测视场内的被测物体的反射光，并产生传感信号；/n根据所述传感信号，获取所述传感阵列内亮区域的实际检测值A以及所述亮区域外围的暗区域的实际检测值B，所述亮区域与所述检测光的图形化光区域对应，包括亮像素单元；所述亮区域以外为暗区域，包括暗像素单元；/n根据所述实际检测值B，对所述实际检测值A进行修正，获得修正检测值A'；/n根据所述修正检测值A'，获取所述亮区域对应的被测位置处的距离信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种ToF传感装置的距离检测方法，其特征在于，所述ToF传感装置包括图形化光源以及传感阵列，所述图形化光源用于发射具有图形化光区域的检测光，所述传感阵列包括若干阵列分布的像素单元；所述距离检测方法包括：
采用所述图形化光源发射图形化的检测光，照射检测视场；
传感阵列接收检测视场内的被测物体的反射光，并产生传感信号；
根据所述传感信号，获取所述传感阵列内亮区域的实际检测值A以及所述亮区域外围的暗区域的实际检测值B，所述亮区域与所述检测光的图形化光区域对应，包括亮像素单元；所述亮区域以外为暗区域，包括暗像素单元；
根据所述实际检测值B，对所述实际检测值A进行修正，获得修正检测值A'；
根据所述修正检测值A'，获取所述亮区域对应的被测位置处的距离信息。


2.根据权利要求1所述的距离检测方法，其特征在于，所述亮区域包括接收到的直接反射光的强度大于平均反射光强度的亮像素单元，所述暗区域包括位于所述亮区域外围的未接收到直接反射光或接收到的直接反射光强度低于平均反射光强度的暗像素单元。


3.根据权利要求1所述的距离检测方法，其特征在于，所述亮像素单元接收到的反射光强度是临近的暗像素单元接收到的反射光强度的3倍以上。


4.根据权利要求1所述的距离检测方法，其特征在于，所述图形化的检测光至少包括一条线条状图形，在所述传感阵列内形成线条状的亮区域，每个亮区域内包含多个像素单元。


5.根据权利要求4所述的距离检测方法，其特征在于，各个亮区域之间平行排布，或者至少两个亮区域之间存在交叉。


6.根据权利要求1所述的距离检测方法，其特征在于，所述修正检测值A'＝A-B。


7.根据权利要求1所述的距离检测方法，其特征在于，根据在无非直接反射光环境下标定的亮区域的无干扰检测值和暗斑区域的无干扰检测值之间的关系，以及所述实际检测值B，对所述实际检测值A进行修正，获得所述修正检测值A'。


8.根据权利要求7所述的距离检测方法，其特征在于，标定所述亮区域的无干扰检测值和暗斑区域的无干扰检测值之间的关系的方法包括：在无非直接反射光环境内的多个测量条件下，获取的亮区域的多个无干扰检测值A0和对应的多个暗区域的无干扰检测值B0；通过拟合运算，得到无干扰检测值A0和无干扰检测值B0之间的关系式。


9.根据权利要求8所述的距离检测方法，其特征在于，所述多个测量条件包括：以不同距离照射漫反射平面板或者以不同光强度照射漫反射平面板。


10.根据权利要求8所述的距离检测方法，其特征在于，以关系式B0＝γA0进行拟合运算，获得亮区域对暗区域的影响系数γ；根据所述实际检测值B和所述影响系数γ，对所述实际检测值A进行修正，得到修正检测值


11.根据权利要求8所述的距离检测方法，其特征在于，以关系式B0＝γA0进行拟合运算，获得亮区域对暗区域的影响系数γ；根据所述实际检测值B、所述影响系数γ以及像素单元都在不同光强下的检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇亮，梅健，
申请(专利权)人：上海炬佑智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31