[发明专利]基于动态视觉传感器芯片的光电式接近传感器及探测方法

摘要

本发明提供一种基于动态视觉传感器芯片的光电式接近传感器，使用DVS传感器作为光电感应器件，光源发出的瞬时光束经目标反射后由DVS采样。通过对DVS输出的AE流进行分析可以得到反射位置D，进而计算出目标距离H。通过比对发射光和反射光的强度变化模式，可以排除环境光源和噪声的干扰，提高准确率。

主权项

1.光电式接近传感器的探测方法，其特征在于，使用DVS传感器作为光电感应器件，对可控光源发出的光束经物体反射后产生的光强变化信息进行采样，根据光强变化的空间位置和时序分布特征计算物体间的距离；具体步骤为：（1）控制处理单元存储标准光源强度变化特征；按预设时长同步开启可控光源和DVS传感器；保存DVS的AE流；（2）空间位置计算，获取最大三个可能的反射位置点P；（3）按照最大可能点的位置，计算其周边预定义区域内的强度特征向量；（4）比较最大可能点与光源的强度变化特征，如匹配，至步骤（6）；（5）选取下一个最大可能点，返回步骤（4）；如果最大三个可能点均不匹配，返回步骤（2）或结束；（6）计算距离并与临界值进行比较，若小于临界值则报警，否则返回步骤（2）或结束；步骤（2）所述获取最大三个可能的反射位置点P的具体方法为：（201）使用DVS进行一次采样；将此时段内所有“正”事件按照其位置集成为一幅图像M，所述图像M具有与DVS像素阵列相同的大小，初值为0；（202）读入一个AE事件，若极性为负，丢弃；（203）按此事件的地址(x,y):M(x,y)=M(x,y)+1；（204）返回（202），直至全部事件处理结束；（205）对集成图像M的中间若干行按列进行累加；得到一个长度为N的一维数组；所述中间若干行的行数取值小于集成图像M的总行数；（206）选择此数组中的最大3个值作为候选点；所述步骤（3）所述计算强度特征向量的具体方法为：（301）使用DVS对发射光束经物体表面的反射光进行采样；若在提取光源标准强度变化模式时，则应在无干扰的条件下进行；（302）建立光源的一维特征数组Fea，数组长度为k*ΔT*10，即每毫秒划分为10个时间段；其中光源的开启时间为ΔT毫秒，K与使用的光源种类有关，可取k=2或3，k*ΔT即为DVS采样时间；（303）统计每个时间段内AE的数量累计Sum0~ k*ΔT*10‑1；（304）对多次统计的结果进行算术平均消除噪声影响；（305）使用相邻时间段事件和的变化率来作为强度变化特征；步骤（6）所述计算距离的方法为：其中，L为DVS与光源的中心距，θ为发射光束与DVS平面的夹角，H为目标距离，h为发生光束与DVS中垂线的交点高度，Hmin为最小可探测距离，D为反射位置点与DVS中垂线间的距离，γ为DVS的视场角；P是反射位置点。