一种测距方法和测距系统技术方案

申请提供一种测距方法和测距系统，包括：发射N个脉冲信号；存储所述N个脉冲信号及其发射时间，形成序列A；接收回波信号，所述回波信号触发SPAD雪崩；存储所述SPAD被触发的时刻，形成序列B；对所述序列A与所述序列B进行移动时间窗口卷积(Time correlated moving convolution，TCMC)计算，并根据所述计算结果得到测距结果。本申请提出的测距方法和测距系统，提高了测距系统的抗干扰性能，并且因为SPAD相比于传统的APD器件，可以连接更高精度的TDC，因此，本申请提出的测距系统和测距方法相比于传统的测距系统和测距方法具有更高的精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种测距方法和测距系统


[0001]本申请涉及测距领域，更具体的，涉及一种测距方法和测距系统。

技术介绍

[0002]随着三维成像信息技术的迅速发展，特别是建筑测量、室内定位和导航、立体影像和辅助生活环境应用对飞行时间(Time
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Flight，TOF)成像提出了迫切需求。飞行时间测距法(Time of flight，TOF)，其原理是通过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。
[0003]直接飞行时间探测(Direct Time of flight，DTOF)作为TOF的一种，DTOF技术通过计算光脉冲的发射和接收时间，直接获得目标距离，具有原理简单，信噪比好、灵敏度高、精确度高等优点，受到了越来越广泛的关注。
[0004]然而，在同一场景下，多台TOF设备同时工作时，会产生干扰现象，导致测距精度不准确，现有技术中主要的解决方法有：频率调制技术，时钟同步技术等。相应的，在TOF设备的接收端，需要根据发射端的频率或者同步时钟进行相应的调制，以达到测距的目的。此外，现有技术中的使用单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)的TOF设备，也会使用脉冲激光编码方式进行测距过程中的抗干扰。
[0005]然而，传统的使用脉冲激光编码方式的虽然具有抗干扰性能，但是接收后直接进行统计，这样给后续处理电路带来极大的复杂度，同时，还需要更大量的存储开销，因此，需要提出一种可以节省存储空间的具有抗干扰性能的测距方法和测距系统。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种测距方法和测距系统。
[0007]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0008]第一方面，本申请提供一种测距方法，其特征在于，包括：
[0009]发射N个脉冲信号；
[0010]存储所述N个脉冲信号及其发射时间，形成序列A；
[0011]接收回波信号，所述回波信号触发SPAD雪崩；
[0012]存储所述SPAD被触发的时刻，形成序列B；
[0013]对所述序列A与所述序列B进行移动时间窗口卷积计算，并根据所述计算结果得到测距结果。
[0014]可选地，所述N个脉冲信号由随机数生成。
[0015]可选地，所述N个脉冲信号的相邻脉冲的时间间隔随机。
[0016]可选地，所述N个脉冲的相邻脉冲的时间间隔与所述SPAD的死区时间成正比。
[0017]可选地，所述N个脉冲的个数与测距范围成正比。
[0018]第二方面，本申请提供一种测距系统，其特征在于，包括：
[0019]发射模块，用于发射N个脉冲信号；
[0020]SPAD或SPAD阵列，用于探测光信号；
[0021]接收模块，用于接收回波信号，所述回波信号触发所述SPAD雪崩；
[0022]存储模块，分别存储所述N个脉冲信号及其发射时间，形成序列A，所述SPAD被触发的时刻，形成序列B；
[0023]计算模块，根据所述序列A与所述序列B进行移动时间窗口卷积计算，并根据所述计算结果得到测距结果。
[0024]可选地，所述N个脉冲信号由随机数生成。
[0025]可选地，所述N个脉冲信号的相邻脉冲的时间间隔随机。
[0026]可选地，所述N个脉冲的相邻脉冲的时间间隔与所述SPAD的死区时间成正比。
[0027]可选地，所述N个脉冲的个数与测距范围成正比。
[0028]本申请提供一种测距方法和测距系统，提高了测距方法和测距系统的抗干扰性能，并且因为SPAD相比于传统的APD器件，可以连接更高精度的TDC，因此，本申请提出的测距系统和测距方法相比于传统的测距方法和测距系统具有更高的精度，此外，SPAD的状态可以直接用二进制数字0或1直接表示，相比于APD更加节省存储空间，也就是说，使用SPAD器件数字化之后，该测距系统可以减小数据量，支持更多并行处理的通道数，支持更大规模的阵列。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0030]图1为一种传统的探测系统示意图；
[0031]图2为一种传统的探测系统的直方图；
[0032]图3为本申请实施例提供的一种测距方法的流程图；
[0033]图4为本申请实施例提供的一种测距系统的模块框图。
具体实施方式
[0034]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0035]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0037]飞行时间测距法(Time of flight，TOF)，其原理是通过给目标物连续发送光脉
冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。
[0038]而直接飞行时间探测(Direct Time of flight，DTOF)作为TOF的一种，DTOF技术通过计算光脉冲的发射和接收时间，直接获得目标距离，具有原理简单，信噪比好、灵敏度高、精确度高等优点，受到了越来越广泛的关注。
[0039]一般地，在一些DTOF测距应用中，可以使用包括单光子检测器(例如单光子雪崩二极管，Single Photon Avalanche Diode，SPAD，或单光子雪崩二极管阵列)在内的光电探测器阵列来执行光电探测的任务。一个或多个光电探测器可以限定阵列的探测器像素。SPAD阵列可以在可能需要高灵敏度和定时分辨率的成像应用中用作固态光电探测器。SPAD基于半导体结(例如，p
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n结)，例如，当通过或响应于具有期望脉冲宽度的选通信号而被偏置到其击穿区域之外时，该半导体结可以检测入射光子。高的反向偏置电压会产生足够大小的电场，从而使引入器件耗尽层的单个电荷载流子可以通过碰撞电离引起自持雪崩。
[0040]一般地，光在极其微弱时会离散成一个个的光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测距方法，其特征在于，包括：发射N个脉冲信号；存储所述N个脉冲信号及其发射时间，形成序列A；接收回波信号，所述回波信号触发SPAD雪崩；存储所述SPAD被触发的时刻，形成序列B；对所述序列A与所述序列B进行移动时间窗口卷积计算，并根据所述计算结果得到测距结果。2.如权利要求1所述的测距方法，其特征在于，所述N个脉冲信号由随机数生成。3.如权利要求1或2所述的测距方法，其特征在于，所述N个脉冲信号的相邻脉冲的时间间隔随机。4.如权利要求3所述的测距方法，其特征在于，所述N个脉冲的相邻脉冲的时间间隔与所述SPAD的死区时间成正比，且大于1。5.如权利要求4所述的测距方法，其特征在于，所述N个脉冲的个数与测距范围成正比。6.一种测距系统，其特征在于，包括：发射模...

【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：