[发明专利]一种通光带宽跟踪方法及系统

说明书

本发明公开了一种通光带宽跟踪方法及系统，其中，发射入射光到第一滤光片上，同时检测第一滤光片上的反射光强度；将第一滤光片上的出射光经过被测物体反射到第二滤光片上；通过调节第一滤光片的角度以改变第一滤光片上入射光的入射角度，获得第一滤光片上的反射光强度的峰值和谷值；根据所述谷值时对应第一滤光片调节的角度进行调节所述第二滤光片的角度；将第一滤光片固定在所述谷值时对应的角度，将第二滤光片固定在调节后的角度，在所述第二滤光片上获得佳的入射光效果。本发明的方法及系统用于TOF相机，可以大幅缩小TOF相机窄带滤光片的通光带宽，使TOF相机获得更好的图像信噪比。

技术领域

本发明公开了一种通光带宽跟踪方法及系统，属于激光测距技术领域。

背景技术

TOF：Time Of Flight，飞行时间测距法，其原理是通过向目标物体打光，测量光在镜头和物体之间传输时间来测距。

VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器，用于发出激光光束。

在TOF测距系统中，TOF相机通过测量同步触发的脉冲光源照射到被测空间后的光源反射时间来测量被测空间的点云3D数据，为了保证TOF相机在测量过程中有足够好的信噪比（SNR），需要光学系统尽量降低无效的环境背景光源强度，突出测量脉冲光源的信号。为此，在TOF系统中，通常使用发光带宽较窄的 VCSEL激光光源，同时在TOF相机的光学镜头中使用与激光光源中心波长相同、通光带宽相近的窄带滤光片，来滤除激光信号波长范围以外的无效光源。

但是，在实际的使用中，由于受到VCSEL激光光源的批量一致性差异、激光光源工作时的中心波长温度漂移误差以及窄带滤光片的镀膜制造公差等因素的影响的原因，实际使用时窄带滤光片的带宽通常要比激光光源的发光带宽大5-10倍才能保证激光光源能够可靠的被TOF摄像头接收到，并且，即使这样依然导致TOF相机能够获得的信噪比相比理想的信噪比要低3dB-5dB 。

发明内容

本发明提供了一种通光带宽跟踪方法及系统，用于TOF相机，可以大幅缩小TOF相机窄带滤光片的通光带宽，使TOF相机获得更好的图像信噪比。

本发明的一方面涉及一种通光带宽跟踪方法，所述方法包括：

发射入射光到第一滤光片上，同时检测第一滤光片上的反射光强度；

将第一滤光片上的出射光经过被测物体反射到第二滤光片上；

通过调节第一滤光片的角度以改变第一滤光片上入射光的入射角度，获得第一滤光片上的反射光强度的峰值和谷值；

根据所述谷值时对应第一滤光片调节的角度进行调节所述第二滤光片的角度；

将第一滤光片固定在所述谷值时对应的角度，将第二滤光片固定在调节后的角度，在所述第二滤光片上获得佳的入射光效果。

进一步地，所述发射到第一滤光片上的入射光为激光光束，所述激光光束是采用VCSEL激光光源发出的。

进一步地，所述调节第一滤光片的角度的方法包括：通过第一传动轴旋转以驱动第一滤光片发生角度偏转。

进一步地，所述调节第二滤光片的角度的方法包括：通过第二传动轴旋转以驱动第二滤光片发生角度偏转。

进一步地，所述第一滤光片和所述第二滤光片具有相同的光学特性，所述第二滤光片调节的角度与所述谷值时对应第一滤光片调节的角度值相等。

本发明的另一方面涉及一种通光带宽跟踪系统，采用如上所述的方法，所述系统包括激光灯和TOF摄像头，所述激光灯用于发射激光光束，所述TOF摄像头用于接收所述激光光束，所述激光灯上设置所述第一滤光片，所述TOF摄像头上设置所述第二滤光片。