一种获取距离信息的探测方法及探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种获取距离信息的探测方法，包含光源模块，其可输出不同发射频率的发射光信号；接收模块，获取所述发射光经视场内被探测物发射返回的返回光信号，并转化为电信号；处理模块，依据所述接收模块获取的返回光信号转化的电信号获得被探测物的距离信号，所述处理模块包含有由所述电信号计算获得距离信号的至少两组转化关系，所述处理模块依据之一的转化关系获得被探测物的距离信息；通过处理模块中包含的至少两组转化关系，增加了处理模块对于不同探测距离场景的适应，从而实现在视场中存在各种待测距离时保证探测系统的高效准确探测的效果。效准确探测的效果。效准确探测的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种获取距离信息的探测方法及探测系统


[0001]本申请涉及探测
，特别涉及一种获取距离信息的探测方 法及探测系统。

技术介绍

[0002]作为一种在场景中测量与物体相距距离的方法，飞行时间(TOF) 技术被开发出来。这种TOF技术可以应用于各种领域，如汽车工业、 人机界面、游戏、机器人和安防等等。一般来说，TOF技术的工作原 理是用光源发出的已调制光照射场景，并观察场景中物体反射的反射 光。而在现有探测系统中为了保证探测过程中可以获得更高的探测效 率同时也保证探测系统具有更宽广的视野，目前采用较多的是一种阵 列型接收模块，阵列型接收模块中可以有成千上万的像素单元，每个 像素单元可以为电荷耦合半导体CCD或者互补金属氧化物半导体 CMOS型等等类型的二极管，此处并不限定只以此两种类型二极管组 成阵列型接收模块。
[0003]为了获得距离信息，在TOF进行探测中的间接先获得发射光和 返回光的延时信息，进而获得延时相位或者称为相位偏移，再将相位 偏移转化为最终的结果信息，这种方法将被探测物的距离信息转化为 返回光和发射光相位偏移而非直接给出距离结果，此方案称为间接飞 行时间测距(ITOF)。在实际的使用中可以使用互补相位接收返回光 信号，进而获得距离信息此种方法称为两相位方案，也有利用四相位0
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、90
°
、180
°
和270
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的四相位获取目标距离的方案，当然也有文献尝 试3相位甚至5相位方案获取被探测物距离的方案，获得相位偏移的 电信号，需要对于该电信号经过处理单元进行处理得到最终的距离信 息，但是实际获得返回光信号对应的电信号由于环境因素，包括但不 限于温度和环境照明条件。例如，传感器阵列中的温度变化可以增加 像素的所谓暗电流，暗电流又可以改变测量的相位偏移，如此体现在 测量的结果上将会呈现出较大的距离波动，而实际的探测中发射光的 具有较的频率例如20MHz、40MHz、80MHz等等，加上数据传输和 数据处理的时间可以在1s内获得几十次的探测结果，例如高于人眼 静态条件下可辩别的30次的结果刷新，在一些特殊的场景下距离的 刷新频率将更高例如达到120次等等，在这种情况下对于一个位置不 变的物体距离实际在传感器阵列传递的信号转化的距离结果处于变 化之中，需要一种特定的转化关系对于这种由于前述的暗电流等影响 进行消除，以获得准确的探测距离，然而在临近相位边界点例如0
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和 360
°
附近相位对应的距离信息，这种波动所引发的距离结果是灾难性 变化的，其误差可能达到200％甚至更大的现象，如此的结果对于用 户来说将是不可接受的，在例如自动驾驶技术方面，这种巨大的误差 往往会带来巨大的安全隐患。
[0004]在上述的分析中设计一种获取距离信息的探测方法及探测系统， 以准确稳定地输出视场内各个距离范围内被探测物的稳定且准确的 距离结果是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种获取 距离信息的探测
方法及探测系统，以准确稳定地输出视场内各个距离 范围内被探测物的稳定且准确的距离结果。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0007]本申请实施例第一方面提供了一种获取距离信息的探测方法包 含光源模块，其可输出不同发射频率的发射光信号；接收模块，获取 所述发射光经视场内被探测物发射返回的返回光信号，并转化为电信 号；处理模块，依据所述接收模块获取的返回光信号转化的电信号获 得被探测物的距离信号，所述处理模块包含有由所述电信号计算获得 距离信号的至少两组转化关系，所述处理模块依据之一的转化关系获 得被探测物的距离信息。
[0008]可选地，所述光源模块输出至少两组不同发射频率的发射光信号， 至少一组所述发射光频率与所述探测系统的距离精度相关联。
[0009]可选地，所述发射光还包含小于所述距离精度确定的发射光频率 的第二发射光。
[0010]可选地，所述处理单元依据所述第二发射光返回光信号与所述距 离精度确定的发射光返回光信号输出最终目标距离信息。
[0011]可选地，所述距离精度确定的发射光和/或所述第二发射光对应 的返回光对应的电信号，由所述处理模块依据之一的转化关系获得被 探测物的距离信息。
[0012]可选地，所述发射光对应的返回光转化获得的电信号依据之一的 转化关系获得的距离信息存在波动，当所述距离信息的波动超过预设 值时，所述处理模块依据所述至少两组转化关系的另一转化关系输出 所述电信号转化的距离信息。
[0013]可选地，所述发射光还包含小于所述第二发射光发射频率的至少 一组发射光。
[0014]可选地，所述发射光还包含小于所述第二发射光发射频率的多组 发射光，所述小于第二发射光发射频率的多组发射光至所述第二发射 光的频率按照如下至少之一的规律布置：等差数列、等比数列、Rosin 分布等等。
[0015]可选地，所述至少两组转化关系为具有相位偏移关系的函数关系。
[0016]可选地，所述相位偏移关系表述为
[0017]可选地，所述相位偏移关系表述为
[0018]可选地，所述处理模块对于所述返回光转化的电信号转化得到延 时相位信息，当所述延时相位按照之一函数关系获得的距离波动大于 预设值时，所述处理模块按照所述至少两组转化关系的另一函数关系 输出所述电信号转化的修正后的相位延时信号，再利用修正的相位延 时信号获得计算的精度相关距离结果。
[0019]可选地，所述处理模块对于所述精度相关的发射光和第二发射光 返回光转化的电信号转化得到延时相位信息，对于两种不同频率发射 光的返回光按照之一转化关系获得距离波动均进行判定，当所述距离 波动大于预设值时，所述处理模块按照所述至少两组转化关系的另一 转化关系输出所述电信号转化的修正后的相位延时信号，再利用修正 的相位延时信号获得计算的精度相关距离结果。
[0020]第二方面，本专利技术提出一种使用第一方面的探测方法的探测系统， 包含光源模块，其可输出不同发射频率的发射光信号；接收模块，获 取所述发射光经视场内被探测物发射返回的返回光信号，并转化为电 信号；处理模块，依据所述接收模块获取的返回光信号转化的电信号 获得被探测物的距离信号，所述处理模块包含有由所述电信号计算获 得
距离信号的至少两组转化关系，所述处理模块依据之一的转化关系 获得被探测物的距离信息。
[0021]可选地，所述光源模块输出至少两组不同发射频率的发射光信号， 至少一组所述发射光频率与所述探测系统的距离精度相关联。
[0022]可选地，所述发射光还包含小于所述距离精度确定的发射光频率 的第二发射光。
[0023]可选地，所述处理单元依据所述第二发射光返回光信号与所述距 离精度确定的发射光返回光信号输出最终目标距离信息。
[0024]可选地，所述距离精度确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种获取距离信息的探测方法，其特征在于，包含光源模块，其可输出不同发射频率的发射光信号；接收模块，获取所述发射光经视场内被探测物发射返回的返回光信号，并转化为电信号；处理模块，依据所述接收模块获取的返回光信号转化的电信号获得被探测物的距离信号，所述处理模块包含有由所述电信号计算获得距离信号的至少两组转化关系，所述处理模块依据之一的转化关系获得被探测物的距离信息。2.如权利要求1所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述光源模块输出至少两组不同发射频率的发射光信号，至少一组所述发射光频率与所述探测系统的距离精度相关联。3.如权利要求2所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述发射光还包含小于所述距离精度确定的发射光频率的第二发射光。4.如权利要求3所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述处理单元依据所述第二发射光返回光信号与所述距离精度确定的发射光返回光信号输出最终目标距离信息。5.如权利要求3所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述距离精度确定的发射光和/或所述第二发射光对应的返回光对应的电信号，由所述处理模块依据之一的转化关系获得被探测物的距离信息。6.如权利要求5所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述发射光对应的返回光转化获得的电信号依据之一的转化关系获得的距离信息存在波动，当所述距离信息的波动超过预设值时，所述处理模块依据所述至少两组转化关系的另一转化关系输出所述电信号转化的距离信息。7.如权利要求3所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述发射光还包含小于所述第二发射光发射频率的至少一组发射光。8.如权利要求7所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述发射光还包含小于所述第二发射光发射频率的多组发射光，所述小于第二发射光发射频率的多组发射光至所述第二发射光的频率按照如下至少之一的规律布置：等差数列、等比数列、Rosin分布等等。9.如权利要求1所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述至少两组转化关系为具有相位偏移关系的函数关系。10.如权利要求9所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述相位偏移关系表述为11.如权利要求10所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述相位偏移关系表述为12.如权利要求10所述的获取距离信息的探测方法，其特征在于，所述处理模块对于所述返回光转化的电信号转化得到延时相位信息，当所述延时相位按照之一函数关系获得的距离波动大于预设值时，所述处理模块按照所述至少两组转化关系的另一函数关系输出所述电信...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷述宇，
申请(专利权)人：宁波飞芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：