[发明专利]一种用于飞行时间法距离测量的抗环境光方法

说明书

一种用于飞行时间法距离测量的抗环境光方法，包括如下具体步骤：步骤1）：获取各个光脉冲探测单元生成的飞行时间直方图，至少有一个光脉冲探测单元未被被测物体的反射光照射到；步骤2）：选择未被反射光照射到的光脉冲探测单元的飞行时间直方图作为环境光飞行时间直方图，基于所述环境光飞行时间直方图修正对其余飞行时间直方图，并得到去噪飞行时间直方图；步骤3）：根据去噪飞行时间直方图上的峰值确定被测物体的距离。本发明中，至少有一个光脉冲探测单元未被被测物体的反射光照射到，通过该光脉冲探测单元可以探测环境光的特征并对其余的光脉冲探测单元进行去环境光噪声处理，有效提高了飞行时间测量的精度和准确性。

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，特别涉及一种用于飞行时间法距离测量的抗环境光方法。

背景技术

近年来，激光测距领域处于蓬勃发展时期，tof激光测距技术作为一种相对成熟的测距体制，可以做到远距离、高精度的测量，且其数据处理过程相对简单，避免了时间延迟。tof三维测距技术使用激光作为主动光源，记录激光从发射到抵达目标物体以及从目标物体反射回来抵达探测器的时间，通过光脉冲来回的飞行时间计算得到目标物体的距离信息。

在目前主流的基于飞行时间法的距离测量装置中，负责光子探测器的接收组件无法从原理上区分主动光源反射回来的光脉冲与环境光（如阳光、室内灯光、室内取暖器发出的红外辐射等）。因此环境光会对飞行时间测量过程造成干扰，影响飞行时间测量的精度和准确性，进而影响距离测量的精度和有效量程。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的基于飞行时间法的距离测量装置中，负责光子探测器的接收组件无法从原理上区分主动光源反射回来的光脉冲与环境光，导致环境光会对飞行时间测量过程造成干扰，影响飞行时间测量的精度和准确性，进而影响距离测量的精度和有效量程的问题，提供一种用于飞行时间法距离测量的抗环境光方法，能够有效解决上述问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种用于飞行时间法距离测量的抗环境光方法，应用于基于飞行时间法的距离测量装置，所述距离测量装置包括激光发射器以及由若干个光脉冲探测单元组成的光子探测器，包括如下具体步骤：

步骤1）：获取各个光脉冲探测单元生成的飞行时间直方图，其中飞行时间直方图表征光脉冲探测单元在各时间单元内接收到的光子的数量，且至少有一个光脉冲探测单元未被被测物体的反射光照射到；

步骤2）：选择未被反射光照射到的光脉冲探测单元的飞行时间直方图作为环境光飞行时间直方图，基于所述环境光飞行时间直方图修正对其余飞行时间直方图，并得到去噪飞行时间直方图；

步骤3）：根据去噪飞行时间直方图上的峰值确定被测物体的距离。

作为优选，步骤2）包括如下具体步骤：

步骤S1:将所有所述飞行时间分布直方图中总计数最低的飞行时间直方图作为未被反射光照射到的光脉冲探测单元的飞行时间直方图，即环境光飞行时间直方图；将其他飞行时间直方图视为反射光飞行时间直方图；

步骤S2:将各个反射光飞行时间直方图分别减去对应时间点的环境光飞行时间直方图后并进行叠加，得到去噪飞行时间直方图。

作为优选，步骤S2中，在将各个反射光飞行时间直方图分别减去对应时间点的环境光飞行时间直方图之前，对所有光脉冲探测单元获得的飞行时间直方图进行时间零点对齐。

作为优选，步骤S2中，将各个反射光飞行时间直方图分别减去对应时间点的环境光飞行时间直方图之前，对所有光脉冲探测单元获得的飞行时间直方图进行幅度归一化。

作为优选，步骤3）中，使用参数拟合的方法在去噪飞行时间直方图上得到反射光分布拟合曲线并确定峰值。

作为优选，步骤2）中，对获得的去噪飞行时间直方图进行平滑滤波处理。