用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法及其应用技术方案

本申请提出了用于TOF距离量测系统光学自动化调整及其应用，包括以下步骤：照亮发射组件和接收组件；采集多幅芯片感光区域和发射组件的发光区域的清晰图像，并获取清晰图像的显著特征，得到第一比较基准和第二比较基准；采集多幅芯片感光区域和发射组件的正离焦图像，获取第一对焦因子和第二对焦因子；采集多幅芯片感光区域和发射组件的负离焦图像，获取第三对焦因子和第四对焦因子；调整TOF距离量测系统的结构主体或发射组件或接收组件，使得每个对焦因子均位于设定范围内并固定，以完成对焦。本申请可实现在实现TOF系统调试中，接收组件的探测器和发射组件的激光器在不上电工作的条件下，快速自动化调焦以及调整两者的相对位置。位置。位置。

【技术实现步骤摘要】
用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法及其应用


[0001]本申请涉及光学
，特别是一种涉及用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法及其应用。

技术介绍

[0002]近年来，激光测距领域处于蓬勃发展时期，tof激光测距技术作为一种相对成熟的测距方案，具有测量距离远、精度高，且数据处理快，避免了时间延迟。tof三维测距技术使用激光作为主动光源，记录激光从发射到抵达目标物体以及从目标物体反射回来抵达探测器的时间，通过光脉冲来回的飞行时间计算得到目标物体的距离信息。为确保系统能达到较远的测距距离和精度，需要对激光光源和光子探测器进行调焦以及两者相对位置的调整。
[0003]但是目前主流的TOF距离测量装置中，负责光子探测器的接收组件和负责激光调制的发射组件均需要上电实际抓取信号，通过实时监控信号的强弱以及所处探测器上的位置才能确定两者的焦距和相对位置。同时光轴调整时需要带电工作导致辅助调整的设备复杂，且难以实现自动化。并且信号读取数据速率有限制，严重影响调整的时效性和一致性、准确性。
[0004]因此，亟待一种可以实现TOF系统调试中，接收组件的探测器和发射组件的激光器在不上电工作的条件下，快速自动化调焦以及调整两者的相对位置的用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法及其应用。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了用于TOF距离量测系统光学自动化调整及其应用，针对目前技术存在的需要激光器上电操作，且结构复杂，影响调整的时效性和一致性以及准确性等问题。
[0006]本专利技术核心技术主要是实现TOF系统调试中，接收组件的探测器和发射组件的激光器在不上电工作的条件下，快速自动化调焦以及调整两者的相对位置，从而确保TOF系统的测距远，精度高的特性的发挥。
[0007]第一方面，本申请提供了用于TOF距离量测系统光学自动化调整，所述方法包括以下步骤：S00、通过光源照亮TOF距离量测系统的发射组件和接收组件；S10、采集多幅接收组件的芯片感光区域的清晰图像，并获取该清晰图像的显著特征，作为第一比较基准；采集多幅发射组件的发光区域的清晰图像，并获取该清晰图像的显著特征，作为第二比较基准；S20、采集多幅芯片感光区域的正离焦图像，并获取该正离焦图像的距离大于焦距时对应图像的显著特征，作为第三比较基准，并根据第一比较基准和第三比较基准提取第
一对焦因子；采集多幅发射组件的发光区域的正离焦图像，并获取该正离焦图像的距离大于焦距时对应图像的显著特征，作为第五比较基准，并根据第二比较基准和第五比较基准提取第三对焦因子；S30、采集多幅芯片感光区域的负离焦图像，并获取该负离焦图像的距离小于焦距时对应图像的显著特征，作为第四比较基准，并根据第一比较基准和第四比较基准提取第二对焦因子；采集多幅发射组件的发光区域的负离焦图像，并获取该负离焦图像的距离小于焦距时对应图像的显著特征，作为第六比较基准，并根据第二比较基准和第六比较基准提取第四对焦因子；S40、调整TOF距离量测系统的结构主体或发射组件或接收组件，使得每个对焦因子均位于设定范围内并固定，以完成对焦。
[0008]进一步地，步骤S20和S30中，第一对焦因子=第三比较基准/第一比较基准；第二对焦因子=第四比较基准/第一比较基准；第三对焦因子=第五比较基准/第二比较基准；第四对焦因子=第六比较基准/第二比较基准。
[0009]进一步地，所有对焦因子均位于0.99~1.01之间。
[0010]进一步地，光源为窄带LED均匀光源。
[0011]进一步地，窄带LED均匀光源通过分光镜照亮TOF距离量测系统的发射组件和接收组件。
[0012]进一步地，步骤S10
‑
S30中均通过图像拾取装置拍摄采集图像。
[0013]进一步地，步骤S10
‑
S30中均通过图像处理的机器学习获取显著特征。
[0014]第二方面，本申请提供了一种用于TOF距离量测系统光学自动化调整装置，包括：光源，用于通过分光镜照亮TOF距离量测系统的发射组件和接收组件；分光镜，用于将光源发出的光线反射并照亮TOF距离量测系统的发射组件和接收组件；图像拾取模块，用于采集接收组的芯片感光区域和发射组件的发光区域的图像；处理模块，用于获取多幅芯片感光区域的清晰图像的显著特征，作为第一比较基准；用于获取多幅发射组件的发光区域的清晰图像的显著特征，作为第二比较基准；用于获取多幅芯片感光区域的正离焦图像的距离大于焦距时对应图像的显著特征，作为第三比较基准，并根据第一比较基准和第三比较基准提取第一对焦因子；用于获取多幅发射组件的发光区域的正离焦图像的距离大于焦距时对应图像的显著特征，作为第五比较基准，并根据第二比较基准和第五比较基准提取第三对焦因子；用于获取多幅芯片感光区域的负离焦图像的距离小于焦距时对应图像的显著特征，作为第四比较基准，并根据第一比较基准和第四比较基准提取第二对焦因子；用于获取多幅发射组件的发光区域的负离焦图像的距离小于焦距时对应图像的显著特征，作为第六比较基准，并根据第二比较基准和第六比较基准提取第四对焦因子；用于根据每个对焦因子与设定对焦因子范围的差值控制对焦机械运动调节机构；对焦机械运动调节机构，具有六轴方向调节功能，用于根据处理模块的控制信号调整TOF距离量测系统主体结构或发射组件或接收组件，以实现对焦操作。
[0015]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用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法。
[0016]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用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法。
[0017]本专利技术的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本申请无需TOF系统的激光器带电可以实现TOF系统接收组件和发射组件的光轴调整，因此也就不需要现有技术的通过实时监控信号强弱来对焦，从而显著降低了调节复杂程度，提高了对焦的准确性和时效性；2、与现有技术相比，本申请通过拍摄并处理图像就能够得到精确的对焦因子，只要通过调节TOF系统的主体结构或接收组件或发射组件，将对焦因子控制在一定范围内即可对焦完成，操作简单，而且可采用电动控制的设备，如对焦机械运动调节机构来根据对焦因子的偏离值来自动调节，可轻松实现自动化操作，大大降低了辅助调节设备的复杂程度，也不存在现有信号读取数据速率的限制，不会影响调整的时效性和一致性以及准确性。
[0018]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
[0019]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用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法的流程；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法，其特征在于，包括以下步骤：S00、通过光源照亮TOF距离量测系统的发射组件和接收组件；S10、采集多幅接收组件的芯片感光区域的清晰图像，并获取该清晰图像的显著特征，作为第一比较基准；采集多幅发射组件的发光区域的清晰图像，并获取该清晰图像的显著特征，作为第二比较基准；S20、采集多幅芯片感光区域的正离焦图像，并获取该正离焦图像的距离大于焦距时对应图像的显著特征，作为第三比较基准，并根据所述第一比较基准和所述第三比较基准提取第一对焦因子；采集多幅发射组件的发光区域的正离焦图像，并获取该正离焦图像的距离大于焦距时对应图像的显著特征，作为第五比较基准，并根据所述第二比较基准和所述第五比较基准提取第三对焦因子；S30、采集多幅芯片感光区域的负离焦图像，并获取该负离焦图像的距离小于焦距时对应图像的显著特征，作为第四比较基准，并根据所述第一比较基准和所述第四比较基准提取第二对焦因子；采集多幅发射组件的发光区域的负离焦图像，并获取该负离焦图像的距离小于焦距时对应图像的显著特征，作为第六比较基准，并根据所述第二比较基准和所述第六比较基准提取第四对焦因子；S40、调整TOF距离量测系统的结构主体或发射组件或接收组件，使得每个对焦因子均位于设定范围内并固定，以完成对焦。2.如权利要求1所述的用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法，其特征在于，步骤S20和S30中，所述第一对焦因子=第三比较基准/第一比较基准；所述第二对焦因子=第四比较基准/第一比较基准；所述第三对焦因子=第五比较基准/第二比较基准；所述第四对焦因子=第六比较基准/第二比较基准。3.如权利要求1所述的用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法，其特征在于，所有对焦因子均位于0.99~1.01之间。4.如权利要求1所述的用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法，其特征在于，所述光源为窄带LED均匀光源。5.如权利要求4所述的用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法，其特征在于，所述窄带LED均匀光源通过分光镜照亮所述TOF距离量测系统的发射组件和接收组件。6.如权利要求1所述的用于TOF距离量测系统光学自动化调整方法，其特征在于，步骤S10
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧卿，梅健，何雄森，邓忠旭，姚晨旭，丁卓龙，
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：