[发明专利]飞行时间测距系统及其测距方法

说明书

本发明涉及一种飞行时间测距系统及其测距方法，所述测距方法包括：进行散射探测，获取所述传感阵列内各个像素单元的散射系数，具体包括：向检测视场内发射散射探测光，所述检测视场包括不同距离的被测物体，分为近距区域和远距区域；获取反射光及反射光所产生的散射光在各像素单元产生的探测值，计算各像素单元产生的探测值与整个传感阵列所有像素单元产生的探测值总和的比值作为该像素单元对应的散射系数；进行距离检测，获取各像素单元输出的初始检测值；根据所述散射系数，对至少部分像素单元输出的初始检测值进行修正，获取修正检测值；根据所述修正检测值，计算修正检测距离。上述测距方法能够消除近距物体对远距物体检测结果的影响。

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种飞行时间测距系统及其测距方法。

背景技术

飞行时间法(Time Of Flight，TOF)通过测量仪器发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔或激光往返被测物体一次所产生的相位差来实现对被测物体的三维结构或三维轮廓的测量。TOF测量仪器可同时获得灰度图像和距离图像，广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3D建模等诸多领域。

飞行时间(TOF)传感器一般包括：光源模块和感光模块；所述光源模块用于发射特定波段和频率的脉冲检测光，所述检测光在被测物体的表面发生反射，反射光被所述感光模块所接收；所述感光模块根据发射光波和接收光波之间的时间差或者相位差计算出被测物体的距离信息。

但是现有技术中，特别是检测环境比较复杂的情况下，TOF传感器的检测结果会产生较大的误差。例如，在检测视场内同时存在近处物体和远处物体时，远景物体的检测距离会偏近，并且，近景物体越近、占据画面像素越多，对远景物体的检测距离影响越大。

如何进一步提高测距准确性，避免近景物体对远景物体测量准确性的影响，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种飞行时间测距系统及其测距方法，以提高测距准确性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种飞行时间测距系统的测距方法，所述飞行时间测距系统包括传感阵列，包括：进行散射探测，获取所述传感阵列内各个像素单元的散射系数，具体包括：向检测视场内发射散射探测光，所述检测视场包括不同距离的被测物体，分为近距区域和远距区域；获取反射光及反射光所产生的散射光在各像素单元产生的探测值，计算各像素单元产生的探测值与整个传感阵列所有像素单元产生的探测值总和的比值作为该像素单元对应的散射系数；进行距离检测，获取各像素单元输出的初始检测值；根据所述散射系数，对至少部分像素单元输出的初始检测值进行修正，获取修正检测值；根据所述修正检测值，计算修正检测距离。

可选的，获取反射光及反射光所产生的散射光在各像素单元产生的探测值的方法包括：在电荷累积窗口内，累积所述散射探测光脉冲被反射后由所述传感阵列的各个像素单元接收而产生的电荷，从而获取各像素单元产生的探测值；所述散射探测光为脉冲光，且所述散射探测光的单个脉冲中，部分与所述电荷累积窗口重叠，部分落后于所述电荷累积窗口；所述散射探测光的脉冲与所述电荷累积窗口的重叠宽度为t，所述近距区域的距离范围为0～ct/2，所述远距区域的距离大于ct/2。

可选的，进行距离检测时，发射脉冲宽度为T的距离检测光，所述散射探测光的脉冲与所述电荷累积窗口的重叠宽度t的范围为T/10～T/2。

可选的，对像素单元的输出的初始检测值进行修正的方法包括：获取所有像素单元输出的初始检测值的总和QSUM，待修正的像素单元输出的初始检测值为Q，对应的散射系数为k，该像素单元的修正检测值Q’＝Q-Q_SUM·k。

可选的，对所述远距区域对应的像素单元所输出的初始检测值进行修正；或者，对散射系数小于某一阈值的像素单元所输出的初始检测值进行修正。

可选的，所述距离检测包括多个距离检测帧的检测，在每个距离检测帧均对应于至少一次所述散射探测。