一种消除多路径误差的ITOF测距系统及测距方法技术方案

本申请公开了一种消除多路径误差的ITOF测距系统及测距方法，包括：发射器，用于向目标场景交替发射泛光光束和斑点图案光束；接收器，用于接收目标反射回的泛光光束并生成第一电信号，以及接收被目标反射回的斑点图案光束并生成第二电信号；控制与处理器，用于处理第一电信号生成第一Rawphase图，处理第二电信号生成第二Rawphase图，并处理第一Rawphase图和第二Rawphase图以获得消除多路径干扰的稠密深度图。本申请中通过利用发射不同模式的探测光束，以定量的确定多路径误差引起的偏差量，并对多路径误差的偏差量进行消除以获得更为精准的稠密深度图像，提高ITOF测距系统的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种消除多路径误差的ITOF测距系统及测距方法


[0001]本申请涉及光学
，尤其涉及的是一种消除多路径误差的ITOF测距系统及消除多路径误差的ITOF测距方法。

技术介绍

[0002]飞行时间(TOF，Time of flight)是一种深度测量的方法。因其原理简单，小型化，测量距离范围较大，抗干扰能力较强，而得到广泛的应用。根据测距的方式不同，目前存在两种TOF技术路线：间接飞行时间(ITOF，indirect
‑
TOF)和直接飞行时间(DTOF，direct
‑
TOF)。DTOF通过直接向测量物体发射光脉冲，并测量反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔，得到光的飞行时间，从而直接计算待测物体的深度。ITOF则是通过发射特定频率的调制光，检测反射调制光和发射的调制光之间的相位差，测量飞行时间，由于ITOF传感器的像素相对较小，故可实现更高的图像分辨率。
[0003]现有技术中，泛光照明ITOF测距系统向目标对象投射均匀照明光线，虽然可以获得被测目标对象的稠密深度信息，但易受测量环境中多路径干扰影响，比如当对角落进行测量时，会导致部分光信号反射至像素单元，另外部分光信号反射至其他目标点再次反射或多次反射后入射到像素单元，使得像素单元采集到的光信号中包含了其他目标点反射回的干扰信号，称为多路径干扰现象，降低ITOF测距系统的准确性。
[0004]因此，针对上述缺陷，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种消除多路径误差的ITOF测距系统及方法旨在解决现有技术中的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种消除多路径误差的ITOF测距系统，包括：发射器，用于向目标场景交替发射泛光光束和斑点图案光束；接收器，用于接收目标反射回的泛光光束并生成第一电信号，以及接收被目标反射回的斑点图案光束并生成第二电信号；控制与处理器，用于处理第一电信号生成第一Rawphase图，处理第二电信号生成第二Rawphase图，并处理第一Rawphase图和第二Rawphase图以获得消除多路径干扰的稠密深度图。
[0007]在一些实施例中，控制与处理器根据第一Rawphase图和第二Rawphase图生成稀疏误差Rawphase图，对稀疏误差Rawphase图进行插值得到稠密误差Rawphase图，并利用稠密误差Rawphase图对第一Rawphase图进行校正以获得所述消除多路径干扰的稠密深度图。
[0008]在一些实施例中，控制与处理器处理第一Rawphase图和第二Rawphase图生成第一深度图和第二深度图；根据第一深度图和第二深度图获得稀疏误差深度图，对稀疏误差深度图进行插值得到稠密误差深度图，并利用稠密误差深度图对所述第一深度图进行校正以获得消除多路径干扰的稠密深度图。
[0009]在一些实施例中，发射器包括：泛光照明单元和斑点照明单元；泛光照明单元用于
朝向目标场景发射泛光光束；斑点照明单元用于朝向目标场景发射斑点图案光束。或者，发射器包括光源阵列和液晶元件；光源阵列发射的光束经过透明态的液晶元件形成斑点图案光束；光源阵列发射的光束经过扩散态的液晶元件形成泛光光束。或者，发射器包括第一光源阵列、第二光源阵列、准直镜和衍射光学元件；第一光源阵列与准直镜的距离等于准直镜的焦距；第二光源阵列与准直镜的距离不等于准直镜的焦距。
[0010]在一些实施例中，所述ITOF测距系统还包括泛光照明模式和散斑工作模式；当处于泛光照明模式时，发射器用于向目标场景发射泛光光束；当处于散斑工作模式时，发射器向目标场景发射所述斑点图案光束。
[0011]本申请还提供一种消除多路径误差的ITOF测距方法，其特征在于，包括：朝向目标场景交替发射泛光光束和散斑图案光束；接收被目标反射的部分泛光光束以及部分散斑图案光束并输出第一电信号和第二电信号；根据第一电信号和第二电信号分别生成第一Rawphase图和第二Rawphase图，处理所述第一Rawphase图和第二Rawphase图获得消除多路径干扰的稠密深度图。
[0012]在一些实施例中，处理第一Rawphase图和第二Rawphase图获得消除多路径干扰的稠密深度图，包括：根据第一Rawphase图和第二Rawphase图生成稀疏误差Rawphase图，对稀疏误差Rawphase图进行插值得到稠密误差Rawphase图，并利用稠密误差Rawphase图对第一Rawphase图进行校正以获得消除多路径干扰的稠密深度图。
[0013]在一些实施例中，处理第一Rawphase图和第二Rawphase图获得消除多路径干扰的稠密深度图，包括：处理第一Rawphase图和第二Rawphase获得第一深度图和第二深度图；根据第一深度图和第二深度图获得稀疏误差深度图，对稀疏误差深度图进行插值得到稠密误差深度图，并利用稠密误差深度图对第一深度图进行校正以获得所述消除多路径干扰的稠密深度图。
[0014]由上可见，本申请中，发射器向目标场景交替发射泛光光束和斑点图案光束；接收器接收目标反射回的泛光光束并生成第一电信号，以及接收被目标反射回的斑点图案光束并生成第二电信号；控制与处理器处理第一电信号生成第一Rawphase图，处理第二电信号生成第二Rawphase图，并处理第一Rawphase图和第二Rawphase图以获得消除多路径干扰的稠密深度图。本申请中通过利用发射不同模式的探测光束，以定量的确定多路径误差引起的偏差量，并对多路径误差的偏差量进行消除以获得更为精准的稠密深度图像，提高ITOF测距系统的准确性。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0016]图1是本申请ITOF测距系统的较佳实施例的一个结构示意图；
[0017]图2是本申请ITOF测距系统的较佳实施例的一个光路示意图；
[0018]图3是本申请实施例提供的泛光发射单元投射图像的示意图；
[0019]图4是本申请实施例提供的散斑发射单元投射图像的示意图；
[0020]图5是本申请消除多路径误差的ITOF测距方法的较佳实施例的一个流程示意图。
具体实施方式
[0021]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况下，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0022]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除多路径误差的ITOF测距系统，其特征在于，包括：发射器，用于向目标场景交替发射泛光光束和斑点图案光束；接收器，用于接收目标反射回的所述泛光光束并生成第一电信号，以及接收被目标反射回的所述斑点图案光束并生成第二电信号；控制与处理器，用于处理所述第一电信号生成第一Rawphase图，处理所述第二电信号生成第二Rawphase图，并处理第一Rawphase图和第二Rawphase图以获得消除多路径干扰的稠密深度图。2.根据权利要求1所述的ITOF测距系统，其特征在于，所述控制与处理器根据所述第一Rawphase图和第二Rawphase图生成稀疏误差Rawphase图，对所述稀疏误差Rawphase图进行插值得到稠密误差Rawphase图，并利用所述稠密误差Rawphase图对所述第一Rawphase图进行校正以获得所述消除多路径干扰的稠密深度图。3.根据权利要求1所述的ITOF测距系统，其特征在于，所述控制与处理器处理所述第一Rawphase图和第二Rawphase图生成第一深度图和第二深度图；根据所述第一深度图和第二深度图获得稀疏误差深度图，对所述稀疏误差深度图进行插值得到稠密误差深度图，并利用所述稠密误差深度图对所述第一深度图进行校正以获得所述消除多路径干扰的稠密深度图。4.根据权利要求1所述的ITOF测距系统，其特征在于，所述发射器包括：泛光照明单元和斑点照明单元；所述泛光照明单元用于朝向目标场景发射所述泛光光束；所述斑点照明单元用于朝向目标场景发射所述斑点图案光束。5.根据权利要求1所述的ITOF测距系统，其特征在于，所述发射器包括光源阵列和液晶元件；所述光源阵列发射的光束经过透明态的所述液晶元件形成斑点图案光束；所述光源阵列发射的光束经过扩散态的所述液晶元件形成泛光光束。6.根据权利要求1所述的ITOF测距系统，其特征在于，所述发射器包括第一光源阵列、第二光...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜兆祥，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：