一种dtof的统计直方图实现装置及激光雷达测距系统制造方法及图纸

本申请公开了一种dtof的统计直方图实现装置及激光雷达测距系统，包括多个时间数字转换器、随机偏移生成器、加法器和直方图模块，每个时间数字转换器用于接收与时间数字转换器连接的相互之间具有共享关系的不同像素单元的输出光信号，将输出光信号转换为数字信号；随机偏移生成器与时间数字转换器连接，用于生成对数字信号加密的随机参数；加法器分别与时间数字转换器和随机偏移生成器连接，用于利用随机参数对每个数字信号进行加密处理，得到加密数据；直方图模块，用于通过直方图累积的方式生成与加密数据对应的综合直方图，以便根据综合直方图确定出不同像素单元对应的单个直方图。能降低存储空间消耗，避免探测到的隐私信息泄露。信息泄露。信息泄露。

【技术实现步骤摘要】
一种dtof的统计直方图实现装置及激光雷达测距系统


[0001]本专利技术涉及通信
，特别涉及一种dtof的统计直方图实现装置及激光雷达测距系统。

技术介绍

[0002]基于SPAD+TCSPC的dtof面阵测距+成像的过程中，需要形成直方图，然后通过信号处理还原飞行时间(TOF，time of flight)。当前面阵dtof有四个主要痛点：其一，由于每个pixel都需要存储各自的统计直方图，当面阵分辨率提升时，所需存储空间等比例上升；其二，随着探测距离的提升，在保证精度的情况下，统计直方图的长度也会提升，进一步加剧了存储空间的消耗；其三，由于存储空间的限制，统计直方图的数字增益受限于累计的bit数，尽管通过链路agc增益控制可以达到全链路的高动态，但是这个高动态是基于全回光，在环境光较大的情况下，直方图的数字增益决定了全链路的动态，传统方法只有通过增加每bin累积的比特数来增加动态，进一步恶化了系统对存储空间的需求；其四，由于目前直方图信息包含了目标亮度，距离等有效用户信息，这对隐私安全构成的挑战。
[0003]现有技术中，针对第一个问题有简单随机延时的实现方法，但是存在一系列的问题，如要求多pixel目标不能在延时后重叠等，这大大限制了其应用场景。针对第二个问题常见的方法是利用dtof的时空稀疏性，采用粗精测量的方式节省存储空间，但一般需要损失一定帧率。针对第三个问题基本没有合适的解决方案，类似的只有修改检测传感器的感光性能，均以损失探测性能为代价下的折中。针对第四个问题基本没有合适的解决方案。<br/>[0004]因此，在激光测距过程中如何能降低存储空间消耗，同时避免隐私泄露是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种dtof的统计直方图实现装置及激光雷达测距系统，能降低存储空间消耗，避免探测到的隐私信息泄露。其具体方案如下：
[0006]本申请的第一方面提供了一种dtof的统计直方图实现装置，包括多个时间数字转换器、随机偏移生成器、加法器和直方图模块，其中：
[0007]每个所述时间数字转换器用于接收与所述时间数字转换器连接的相互之间具有共享关系的不同像素单元的输出光信号，并将所述输出光信号转换为数字信号；其中，所述输出光信号为表征信号发射端至信号接收端之间传输距离的信号；
[0008]所述随机偏移生成器与所述时间数字转换器连接，用于生成对所述数字信号加密的随机参数；
[0009]所述加法器分别与所述时间数字转换器和所述随机偏移生成器连接，用于利用所述随机参数对每个所述数字信号进行加密处理，得到相应的加密数据；
[0010]所述直方图模块，用于通过直方图累积的方式生成与得到的所述加密数据对应的综合直方图，以便根据所述综合直方图确定出不同所述像素单元对应的单个直方图；其中，
直方图为由时间箱及与对应的信号强度构成的包含被测物体距离信息的图形。
[0011]可选的，所述dtof的统计直方图实现装置，还包括：
[0012]组合译码器，用于对所述综合直方图进行解码处理，以将所述综合直方图还原为不同所述像素单元对应的所述单个直方图。
[0013]可选的，所述加法器为模2
n
‑
1的模域加法器；其中，2
n
‑
1为能探测到的最远距离对应的时间箱值，2
n
为所述存储器的存储空间长度，n为自然数。
[0014]可选的，每个所述时间数字转换器与一个所述模阈加法器连接。
[0015]可选的，所述随机偏移生成器每次生成2n
‑
1个所述随机参数；
[0016]相应的，所述模阈加法器用于将每个所述时间数字转换器转换出的所述数字信号分别与2n
‑
1个所述随机参数进行相加。
[0017]可选的，所述dtof的统计直方图实现装置，还包括：
[0018]与所述随机偏移生成器连接的时序控制器，用于对所述随机偏移生成器生成所述随机参数的时机进行控制；其中，所述时序控制器通过软件设置的方式控制。
[0019]可选的，所述dtof的统计直方图实现装置，还包括：
[0020]连接所述随机偏移生成器与所述加法器的随机偏移屏蔽器，用于从生成的多个所述随机参数中筛选出一个所述随机参数得到目标随机参数，以基于所述目标随机参数通过所述加法器对经过所述时间数字转换器输出的所述数字信号进行加密处理。
[0021]可选的，所述dtof的统计直方图实现装置，还包括：
[0022]与所述随机偏移屏蔽器连接的自动增益控制器，用于通过对所述自动增益控制器进行软件设置的方式对所述随机偏移屏蔽器进行自动增益控制，以控制所述随机偏移屏蔽器筛选出所述目标随机参数的过程。
[0023]可选的，所述dtof的统计直方图实现装置，还包括：
[0024]连接所述加法器与所述直方图模块的地址读出电路，用于按照先进先出的方式将所述加法器输出的所述加密数据存储至所述直方图模块。
[0025]可选的，所述dtof的统计直方图实现装置，还包括：
[0026]分别与所述随机偏移屏蔽器、所述读出电路及所述直方图模块连接的所述自动非线性增益控制器，用于通过将所述时间数字转换器的触发次数和/或所述存储器的存储过程作为所述自动非线性增益控制器的反馈信号以对所述自动非线性增益控制器进行反馈控制的方式对所述随机偏移屏蔽器进行自动增益控制，以控制所述随机偏移屏蔽器筛选出所述目标随机参数的过程。
[0027]本申请的第二方面提供了一种激光雷达测距系统，包括激光发射装置、控制模块及前述dtof的统计直方图实现装置，其中：
[0028]所述激光发射装置，用于向被测物体发射激光束；
[0029]所述控制模块，用于控制所述dtof的统计直方图实现装置中的像素单元接收所述被测物体反射的激光束，并控制所述dtof的统计直方图实现装置中的时间数字转换器接收与所述时间数字转换器连接的相互之间具有共享关系的不同所述像素单元的与反射的激光束对应的输出光信号；
[0030]所述dtof的统计直方图实现装置，用于通过生成直方图的方式测量所述被测物体的距离。
[0031]本申请中dtof的统计直方图实现装置包括多个时间数字转换器、随机偏移生成器、加法器和直方图模块，其中每个所述时间数字转换器用于接收与所述时间数字转换器连接的相互之间具有共享关系的不同像素单元的输出光信号，并将所述输出光信号转换为数字信号；其中，所述输出光信号为表征信号发射端至信号接收端之间传输距离的信号；所述随机偏移生成器与所述时间数字转换器连接，用于生成对所述数字信号加密的随机参数；所述加法器分别与所述时间数字转换器和所述随机偏移生成器连接，用于利用所述随机参数对每个所述数字信号进行加密处理，得到相应的加密数据；所述直方图模块，用于通过直方图累积的方式生成与得到的所述加密数据对应的综合直方图，以便根据所述综合直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种dtof的统计直方图实现装置，其特征在于，包括多个时间数字转换器、随机偏移生成器、加法器和直方图模块，其中：每个所述时间数字转换器用于接收与所述时间数字转换器连接的相互之间具有共享关系的不同像素单元的输出光信号，并将所述输出光信号转换为数字信号；其中，所述输出光信号为表征信号发射端至信号接收端之间传输距离的信号；所述随机偏移生成器与所述时间数字转换器连接，用于生成对所述数字信号加密的随机参数；所述加法器分别与所述时间数字转换器和所述随机偏移生成器连接，用于利用所述随机参数对每个所述数字信号进行加密处理，得到相应的加密数据；所述直方图模块，用于通过直方图累积的方式生成与得到的所述加密数据对应的综合直方图，以便根据所述综合直方图确定出不同所述像素单元对应的单个直方图；其中，直方图为由时间箱及与对应的信号强度构成的包含被测物体距离信息的图形。2.根据权利要求1所述的dtof的统计直方图实现装置，其特征在于，还包括：组合译码器，用于对所述综合直方图进行解码处理，以将所述综合直方图还原为不同所述像素单元对应的所述单个直方图。3.根据权利要求1所述的dtof的统计直方图实现装置，其特征在于，所述加法器为模2
n
‑
1的模域加法器；其中，2
n
‑
1为能探测到的最远距离对应的时间箱值，2
n
为所述存储器的存储空间长度，n为自然数。4.根据权利要求3所述的dtof的统计直方图实现装置，其特征在于，每个所述时间数字转换器与一个所述模阈加法器连接。5.根据权利要求4所述的dtof的统计直方图实现装置，其特征在于，所述随机偏移生成器每次生成2n
‑
1个所述随机参数；相应的，所述模阈加法器用于将每个所述时间数字转换器转换出的所述数字信号分别与2n
‑
1个所述随机参数进行相加。6.根据权利要求1所述的dtof的统计直方图实现装置，其特征在于，还包括：与所述随机偏移生成器连接的时序控制器，用于对所述随...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙泰然，张超，
申请(专利权)人：上海灵昉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：