System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种飞行时间距离测量系统及方法技术方案_技高网

一种飞行时间距离测量系统及方法技术方案

技术编号:41245301 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-09 23:56
本申请提供了一种飞行时间距离测量系统,其特征在于,包括光发射模块、光接收模块、以及处理单元;所述光发射模块用于发射脉冲光束;所述光接收模块用于接收所述发射脉冲光束的回波并形成光子信号;所述处理单元,包括功率调节模块,其中所述功率调节模块用于根据预设的功率调节步长调节所述光发射模块的功率,如此,通过根据回波光子数与测距精度的关系对于不同距离范围调节不同的发射功率,使得回波信号光子数的范围在合理的测距精度要求范围内,以此便能够满足实现SPAD的远距离测距,同时提高测距精度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及飞行时间距离测量领域,特别涉及一种飞行时间距离测量系统及方法


技术介绍

1、近年来,随着半导体技术的进步,用于测量到物体的距离的测距模块的小型化已经取得了进展。因此,例如,已经实现了在诸如所谓的智能电话等移动终端中安装测距模块,所述智能电话是具有通信功能的小型信息处理装置随着科技的进步,在距离或者深度信息探测过程中,经常使用的方法为飞行时间测距法(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,在tof技术中直接对光飞行时间进行测量的技术被称为dtof(direct-tof);对发射光信号进行周期性调制,通过对反射光信号相对于发射光信号的相位延迟进行测量,再由相位延迟对飞行时间进行计算的测量技术被成为itof(indirect-tof)技术。按照调制解调类型方式的不同可以分为连续波(continuous wave,cw)调制解调方式和脉冲调制(pulse modulated,pm)解调方式,直接飞行时间探测(directtime 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。

2、dtof的探测原理为对于探测器像素单元(目前使用较多的为单光子雪崩二极管,spad此处并不限定)施加大于一定阈值电压的工作电压,这样二极管处于雪崩模式,这样探测器像素单元将具有特别高的灵敏度,对于spad二极管而言,甚至能够被单光子触发,通过多次触发的统计结果获取,进而可以输出被探测物的目标距离,但是待测目标物体处于近距离情况下,spad二极管接收到较强的回波功率容易导致脉冲前沿触发,测距精度下降,待测物体处于远距离情况下,spad二极管能够捕获的回波反射光的光强较弱,无法获得明显的统计。为了保证在各种场景中测距系统均能有更高的适应性,同时保证测距系统在各种场景下具有更高的准确性,是亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本申请的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种探测装置及方法,以解决现有的探测装置探测距离不同导致的测距精度不高的技术问题。

2、为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:

3、第一方面,本申请实施例提供了一种飞行时间距离测量系统,其特征在于,包括:光发射模块、光接收模块、以及处理单元;

4、所述光发射模块用于发射脉冲光束;

5、所述光接收模块用于接收所述发射脉冲光束的回波并形成光子信号;

6、所述处理单元,包括功率调节模块,其中所述功率调节模块用于根据预设的功率调节步长调节所述光发射模块的功率。

7、可选地,所述飞行时间距离测量系统预先设置测距区间的功率调节总档数、功率调节的步长以及光源的初始功率。

8、可选地,所述处理单元根据所述光发射模块的功率、待测目标的距离、发射光学系统透过率、接收光学系统透过率、目标的反射率、接收半视场角、发射半发散角、接收入瞳口径计算获得所述回波的光子数。

9、可选地,所述处理单元根据所述回波的光子数获得所述待测目标的测距精度。

10、可选地,所述接收模块包括单光子雪崩光电二极管(spad)。

11、可选地,预先设置功率调节的总档数,所述功率调节模块逐档进行功率调节或者跨多档数进行功率调节。

12、第二方面,本申请实施例提供了一种飞行时间距离测量方法,应用于上述第一方面所述的飞行时间距离测量系统,所述飞行时间距离测量方法包括如下步骤:

13、光源发射脉冲光束;

14、接收模块接收所述发射脉冲光束的回波并形成光子信号;

15、根据回波信号计算回波光子数;

16、根据回波光子数与测距精度的关系确定功率的调节档数。

17、可选地,所述回波信号光子数根据光发射模块的功率、待测目标的距离、发射光学系统透过率、接收光学系统透过率、目标的反射率、接收半视场角、发射半发散角、接收入瞳口径计算获得。

18、可选地,所述功率调节档数为一档或者多档。

19、可选地,预先设置测距区间的功率调节总档数,其中每档功率对应不同的测距距离。

20、本申请的有益效果是:

21、本申请实施例提供的飞行时间距离测量系统,其特征在于,包括光发射模块、光接收模块、以及处理单元;

22、所述光发射模块用于发射脉冲光束;

23、所述光接收模块用于接收所述发射脉冲光束的回波并形成光子信号;

24、所述处理单元,包括功率调节模块,其中所述功率调节模块用于根据预设的功率调节步长调节所述光发射模块的功率,如此,通过根据回波光子数与测距精度的关系对于不同距离范围调节不同的发射功率,使得回波信号光子数的范围在合理的测距精度要求范围内,以此便能够满足实现spad的远距离测距,同时提高测距精度。

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【技术保护点】

1.一种飞行时间距离测量系统,其特征在于,包括:光发射模块、光接收模块、以及处理单元;

2.根据权利要求1所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,所述飞行时间距离测量系统预先设置测距区间的功率调节总档数、功率调节的步长以及光源的初始功率。

3.根据权利要求1所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,所述处理单元根据所述光发射模块的功率、待测目标的距离、发射光学系统透过率、接收光学系统透过率、目标的反射率、接收半视场角、发射半发散角、接收入瞳口径计算获得所述回波的光子数。

4.根据权利要求3所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,所述处理单元根据所述回波的光子数获得所述待测目标的测距精度。

5.根据权利要求1所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,所述接收模块包括单光子雪崩光电二极管(SPAD)。

6.根据权利要求1所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,预先设置功率调节的总档数,所述功率调节模块逐档进行功率调节或者跨多档数进行功率调节。

7.一种飞行时间距离测量方法,其特征在于,适用于如权利要求1所述的时间距离测量系统,包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的飞行时间距离测量方法,其特征在于,所述回波信号光子数根据光发射模块的功率、待测目标的距离、发射光学系统透过率、接收光学系统透过率、目标的反射率、接收半视场角、发射半发散角、接收入瞳口径计算获得。

9.根据权利要求7所述的飞行时间距离测量方法,其特征在于,所述功率调节档数为一档或者多档。

10.根据权利要求7所述的飞行时间距离测量方法,其特征在于,预先设置测距区间的功率调节总档数,其中每档功率对应不同的测距距离。

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【技术特征摘要】

1.一种飞行时间距离测量系统,其特征在于,包括:光发射模块、光接收模块、以及处理单元;

2.根据权利要求1所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,所述飞行时间距离测量系统预先设置测距区间的功率调节总档数、功率调节的步长以及光源的初始功率。

3.根据权利要求1所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,所述处理单元根据所述光发射模块的功率、待测目标的距离、发射光学系统透过率、接收光学系统透过率、目标的反射率、接收半视场角、发射半发散角、接收入瞳口径计算获得所述回波的光子数。

4.根据权利要求3所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,所述处理单元根据所述回波的光子数获得所述待测目标的测距精度。

5.根据权利要求1所述的飞行时间距离测量系统,其特征在于,所述接收模块包括单光子雪崩光电二极管(spad)...

【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:

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