[发明专利]距离测量系统及计算被测物反射率的方法、装置、设备

权利要求书

1.一种距离测量系统，其特征在于，包括：发射器、采集器、以及处理电路；

所述发射器，经配置以朝向被测物发射信号光束；

所述采集器，包括像素单元以及读出电路，所述像素单元包括多个像素，所述像素用于对所述被测物反射回的信号光束中的单个光子进行响应并输出光子信号；所述读出电路用于接收所述光子信号进行处理并输出直方图；

所述处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，用于接收所述直方图计算环境光子数均值以及信号光子数，并根据所述信号光子数计算所述被测物的反射率；其中，所述信号光子数为采集器采集的所述被测物反射回的信号光束中光子的数量；

所述根据所述信号光子数计算所述被测物的反射率，包括：

获取单帧测量中发射脉冲的次数、光照入射角度、所述被测物的测量距离、以及光源发射信号光束的峰值功率；

根据所述信号光子数、所述单帧测量中发射脉冲的次数、所述光照入射角度、所述被测物的测量距离、所述光源发射信号光束的峰值功率以及预先存储的反射率计算规则计算所述被测物的反射率；

预先存储的反射率计算规则为：

其中，Re为被测物体的反射率；C_ns为信号光子数；TCSPC为单帧测量中发射脉冲的次数；θ为光照入射角度；L为所述被测物的测量距离；P_t为光源发射信号光束的峰值功率；k₁为第一预设系数。

2.根据权利要求1所述的距离测量系统，其特征在于，在所述根据所述信号光子数计算所述被测物的反射率之后，还包括：

根据所述环境光子数均值计算环境光子数，所述环境光子数为采集器采集被测物反射的信号光束中光子时同步采集的环境光子的数量；

根据所述环境光子数和所述反射率计算环境光辐照度。

3.根据权利要求2所述的距离测量系统，其特征在于，所述根据所述环境光子数和所述反射率计算环境光辐照度，包括：

根据所述环境光子数、所述信号光子数、所述采集器的透镜焦距、光照入射角度、所述反射率以及预先存储的环境光辐照度计算规则，计算得到所述环境光辐照度。

4.根据权利要求3所述的距离测量系统，其特征在于，预先存储的环境光辐照度计算规则为：

其中，C_ns为信号光子数；C_nn为环境光子数；θ为光照入射角度；L为测量距离；f表示采集器的透镜焦距；k₂是第二预设系数，k₃是第三预设系数。

5.一种计算被测物反射率的方法，其特征在于，包括：

计算环境光子数均值；所述环境光子均值数为采集器在单位时间内采集环境光束中光子的数量；

根据所述环境光子数均值计算信号光子数，所述信号光子数为采集器采集被测物反射的信号光束中光子的数量；

根据所述信号光子数计算所述被测物的反射率；

所述根据所述信号光子数计算所述被测物的反射率，包括：

获取单帧测量中发射脉冲的次数、光照入射角度、所述被测物的测量距离、以及光源发射信号光束的峰值功率；

根据所述信号光子数、所述单帧测量中发射脉冲的次数、所述光照入射角度、所述被测物的测量距离、所述光源发射信号光束的峰值功率以及预先存储的反射率计算规则计算所述被测物的反射率；

预先存储的反射率计算规则为：

其中，Re为被测物体的反射率；C_ns为信号光子数；TCSPC为单帧测量中发射脉冲的次数；θ为光照入射角度；L为所述被测物的测量距离；P_t为光源发射信号光束的峰值功率；k₁为第一预设系数。

6.根据权利要求5所述的计算被测物反射率的方法，其特征在于，在所述根据所述信号光子数计算所述被测物的反射率之后，还包括：

根据所述环境光子数均值计算环境光子数，所述环境光子数为采集器采集被测物反射的信号光束中光子时同步采集的环境光子的数量；

根据所述环境光子数和所述反射率计算环境光辐照度。