[发明专利]TOF相机、机动车、制造相机的方法和确定间距的方法

说明书

本发明在不同的实施例中提出一种TOF相机，用于确定距对象的间距。TOF相机具有：辐射源，用于朝对象发射电磁辐射；多个辐射敏感的传感器元件，其检测由对象反射和/或散射的电磁辐射；光学元件，其在对象和传感器元件之间设置在反射和/或散射的电磁辐射的光路中，以影响反射和/或散射的电磁辐射；和计算单元，其与辐射源和传感器元件电连接且构成用于确定电磁辐射从辐射源至对象和从对象至传感器元件所需的时长，并依据确定的时长确定TOF相机和对象之间的间距，传感器元件和/或光学元件构成为使得不同的传感器元件检测反射的和/或散射的电磁辐射，所述电磁辐射来自相应不同的在光学元件远侧的立体角，至少一些远侧的立体角大小不同。

技术领域

本发明涉及一种TOF相机、一种机动车、一种用于制造TOF相机的方法和一种用于确定距对象的间距的方法。

背景技术

常规的TOF(飞行时间)相机，也称作为PMD(光子混合装置)相机，具有TOF传感器，所述TOF传感器通常也称作为PMD传感器并且在下文中也简称为“传感器装置”。这种传感器装置具有多个传感器元件，所述传感器元件通常矩阵形地，即成行成列地设置并且所述传感器元件分别是光敏的。TOF相机是3D相机系统，所述3D相机系统借助于渡越时间法(英文：time of flight，TOF，也称作ToF)测量距离，即从TOF相机到对象的间距。为此，在相机的视野中借助于辐射脉冲照射区域，也称作画面，并且TOF相机针对每个像素，即针对每个传感器元件，测量相应的电磁辐射到达对象并且再回来所需的时间。所需的时间是直接与距离成比例的。因此，TOF相机针对每个像素提供在其上成像的对象的距离。所述原理对应于具有如下优点的激光扫描：整个区域被一次性拍摄并且不必被扫描。迄今为止TOF相机例如用于测量机动车距其他交通对象的间距或使用在用于识别障碍的机器人中。

所使用的电磁辐射例如能够是在可见范围的光、红外辐射或UV辐射。传感器装置能够具有滤波器，或光学地在传感器装置上游能够连接有滤波器，所述滤波器仅允许在所发射的电磁辐射的波长范围内的电磁辐射通过。由此，能够实现良好的信噪比。

由常规TOF相机的辐射源发射的电磁辐射具有对称的辐射分布，尤其高斯辐射分布或朗伯辐射分布。在所述辐射分布中，沿着辐射的对称轴线的辐射强度最高并且随着距对称轴线的间距增大而降低。辐射的对称轴线通常垂直于辐射源的光学有效的面，电磁辐射穿过所述光学有效的面发射。与此相符地，在常规的TOF相机中传感器元件分别检测来自特定的立体角的电磁辐射，其中这些立体角是同样大小的。

为了得到良好的信噪比，有利的是，将TOF相机定向为，使得对象位于辐射的对称轴线上进而位于最高的辐射强度的区域中，应测量距所述对象的间距。替选地或附加地，能够将TOF相机定向为，使得对象居中地设置在所检测的立体角中。换言之，只要应实现良好的信噪比，那么必须将TOF相机定向为，使得对象设置在TOF相机正前方和/或居中地设置在TOF相机的视野中。对象距对称轴线的距离越远，信噪比越差。因此，必须将TOF相机依据对象相对于TOF相机所位于的区域来定向。TOF相机的定向能够繁琐地手动地或借助于耗费的促动器装置实现。此外，TOF相机的定向不总是可能的，其中必须忍受差的信噪比。差的信噪比会造成从TOF相机至对象的间距的确定不准确。

发明内容

本发明的目的是，提出一种TOF相机，所述TOF相机能够以简单的方式和方法实现特别精确地确定距对象的间距，所述对象的关于TOF相机的相对位置是已知的。

本发明的目的是，提出一种机动车，其中能够以简单的方式和方法实现精确地确定距对象的间距，所述对象的关于机动车的相对位置是已知的。

本发明的目的是，提出一种用于制造TOF相机的方法，所述方法能够简单、快速和/或低成本地执行，和/或有助于能够借助TOF相机以简单的方式和方法能够精确地确定距对象的间距，所述对象的关于TOF相机的相对位置是已知的。