测距传感器数据优化方法及其应用技术

本申请提出了测距传感器数据优化方法及其应用，用于对ToF系统中的测距传感器系统芯片的数据进行优化，包括以下步骤：S10、采集各通道数据并统计直方图，将直方图的寻峰值以及各通道的边带信号叠加融合，以输出每个通道的事件数据；S20、根据每个通道的事件数据和每个通道的时间补偿差异值，通过加权平均方式对通道间存在的差异进行拟合，以校正直方图的峰值并输出；其中，每个通道的时间补偿差异值通过对测距传感器系统芯片的各通道预先标定得到。本申请具有降低数据传输量，增加数据的信噪比的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
测距传感器数据优化方法及其应用


[0001]本申请涉及电数据处理领域，特别是一种涉及测距传感器数据优化方法及其应用。

技术介绍

[0002]飞行时间(Time of Flight,ToF)技术是一种从发射器发射探测光，并使探测光经过目标物体反射回到接收器，从而能够根据探测光在此传播路程中的传播时间来获取物体到传感器的空间距离的3D成像技术。
[0003]目前传感器的算法处理单元在芯片外，采用单独的MCU进行传感器数据的算法处理。现有方案为将多通道（如图5为M通道N个数据）数据（总量为M*N）全部输出到算法处理单元。在算法处理单元中，因为各个通道的数据因物理芯片的原因存在固定偏差，不能直接叠加使用。一般挑选信噪比较高的通道，进行距离判断处理，其他通道数据丢弃。如此就导致了传感器的数据吞吐量过大，限制了数据帧率，也损失了其他信噪比比较低的信号。
[0004]因此，亟待一种能够降低数据传输量，增加数据的信噪比的测距传感器数据优化方法及其应用。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了测距传感器数据优化方法及其应用，针对目前技术存在的数据吞吐量过大等问题。
[0006]本专利技术核心技术主要是通过在测距传感器系统芯片出厂前，标定各个通道的时间补偿差异T1,T2,... ,TM将多通道的若干寻峰值及其边带信号叠加，并输出每个通道的event_cnt（事件数据），E1,E2,... ,EM，整体输出数据量就变成了M+N。通道间差异采用加权平均的方式进行拟合，（T1*E1,... ,+TM*EM）/M 将此offset(补偿)叠加进最后处理结果即可。
[0007]第一方面，本申请提供了测距传感器数据优化方法，用于对TOF系统中的测距传感器系统芯片的数据进行优化，所述方法包括以下步骤：S10、采集各通道数据并统计直方图，将直方图的寻峰值以及各通道的边带信号叠加融合，以输出每个通道的事件数据；S20、根据每个通道的事件数据和每个通道的时间补偿差异值，通过加权平均方式对通道间存在的差异进行拟合，以校正直方图的峰值并输出；其中，每个通道的时间补偿差异值通过对测距传感器系统芯片的各通道预先标定得到。
[0008]进一步地，步骤S10中，直方图的寻峰值为直方图中的最高峰值时间补偿差异值。
[0009]进一步地，步骤S10，直方图的寻峰值以及各通道的边带信号叠加融合为将各通道的数据直接相加。
[0010]进一步地，步骤S20中，加权平均方式为每个通道的事件数据乘以每个通道的时间
补偿差异值，再取平均值。
[0011]进一步地，步骤S20中，以每个通道的事件数据作为权值，以每个通道的时间补偿差异值作为补偿值。
[0012]进一步地，在测距传感器系统芯片出厂前，通过对测距传感器系统芯片的各通道预先标定得到每个通道的时间补偿差异值。
[0013]第二方面，本申请提供了一种测距传感器数据优化装置，包括：采集统计模块，用于采集各通道数据并统计直方图，将直方图的寻峰值以及各通道的边带信号叠加融合，以输出每个通道的事件数据；拟合模块，用于根据每个通道的事件数据和每个通道的时间补偿差异值，通过加权平均方式对通道间存在的差异进行拟合，以校正直方图的峰值并输出；其中，每个通道的时间补偿差异值通过对测距传感器系统芯片的各通道预先标定得到。
[0014]第三方面，本申请提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的测距传感器数据优化方法。
[0015]第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的测距传感器数据优化方法。
[0016]本专利技术的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本申请不需要再像现有技术一样挑选信噪比较高的通道，再进行距离判断处理，从而降低了数据吞吐量，不再限制数据帧率；2、与现有技术相比，本申请不需要将其他通道数据丢弃，不再会损失其他信噪比比较低的信号，因此可以再解决了通道差异后，可直接将各通道的数据直接叠加使用，显著增加了最终数据的信噪比。
[0017]本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请实施例的测距传感器数据优化方法的流程图；图2是常见的Tof系统的示意图；图3是统计直方图的示意图；图4是本申请一种实施方式的流程图；图5是现有技术的通道示意图；图6是根据本申请实施例的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0019]这里将详细的对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例
中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0020]需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
[0021]如图2所示，为常见的ToF系统，本申请针对于ToF系统中的测距传感器系统芯片的数据进行优化。
[0022]ToF系统中的Single Photon Avalanche Diode(SPAD)是一种具有单光子探测能力的光电探测雪崩二极管（图2中未画出），只要有微弱的光信号就能产生电流。dToF模组的VCSEL向场景中发射脉冲波，SPAD接收从目标物体反射回来的脉冲波。Time Digital Converter(TDC)能够记录每次接收到的光信号的飞行时间，也就是发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔。dToF会在单帧测量时间内发射和接收N次光信号，然后对记录的N次飞行时间做直方图统计，其中出现频率最高的飞行时间t用来计算待测物体的深度。如图3是dToF单个像素点记录的光飞行时间直方图，其中，高度最高的柱对应的时间就是该像素点的最终光飞行时间。
[0023]现有方案为将测距传感器系统芯片采集的多通道（如图5为M通道N个数据）数据（总量为M*N）全部输出到算法处理单元。
[0024]在算法处理单元中，因为各个通道的数据因物理芯片的原因存在固定偏差，不能直接叠加使用。一般挑选信噪比较高的通道，进行距离判断处理，其他通道数据丢弃。
[0025]基于此，本专利技术基于时间差异补偿来解决现有技术存在的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.测距传感器数据优化方法，用于对ToF系统中的测距传感器系统芯片的数据进行优化，其特征在于，包括以下步骤：S10、采集各通道数据并统计直方图，将直方图的寻峰值以及各通道的边带信号叠加融合，以输出每个通道的事件数据；S20、根据每个通道的事件数据和每个通道的时间补偿差异值，通过加权平均方式对通道间存在的差异进行拟合，以校正直方图的峰值并输出；其中，每个通道的时间补偿差异值通过对测距传感器系统芯片的各通道预先标定得到。2.如权利要求1所述的测距传感器数据优化方法，其特征在于，步骤S10中，所述直方图的寻峰值为直方图中的最高峰值时间补偿差异值。3.如权利要求1所述的测距传感器数据优化方法，其特征在于，步骤S10，直方图的寻峰值以及各通道的边带信号叠加融合为将各通道的数据直接相加。4.如权利要求1所述的测距传感器数据优化方法，其特征在于，步骤S20中，加权平均方式为每个通道的事件数据乘以每个通道的时间补偿差异值，再取平均值。5.如权利要求4所述的测距传感器数据优化方法，其特征在于，步骤S20中，以每个通道的事件数据作为权值，以每个通道的时间补偿差异值...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅健，陈慧卿，丁卓龙，邓忠旭，姚晨旭，许鹤松，
申请(专利权)人：杭州宇称电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：