CN110726985A - 一种可快速校准tof模组的方法 - Google Patents

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王少熙
胡永才
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Abstract

本发明公开了一种可快速校准TOF模组的方法，该方法包括：S1，对TOF模组光源的光信号进行延迟处理；S2，反射光到达TOF模组传感器上的多个像素点；S3，像素点校准；S4，确定像素相应度和距离的关系常量；S5，进行距离校准和补偿。本方法计算量小，误差小，可广泛用于TOF模组各种应用校准。

Description

一种可快速校准TOF模组的方法
技术领域
本发明属于TOF技术领域，具体涉及一种可快速校准TOF模组的方法。
背景技术
随着激光雷达技术的发展，基于TOF(Time of Flight，飞行时间)模组的技术已逐渐成熟，在三维测距、工作自动化、安防以及汽车等领域开始应用，其基本原理是通过测量光子的飞行时间来捕捉图像，由于光子的飞行时间极短，通常在30cm/ns，如果想要达到这种厘米距离的分辨率和精度，就必须达到30皮秒的时间测量精度，这是一个非常苛刻的要求，尤其是当数以万计的像素每秒要同时提供几十次这样精确的测量时，因而对TOF模组的校准就显得尤为重要。
现有技术中，由于TOF模组的深度传感器上不同像素点之间存在差异，导致距离测量存在偏差，这是TOF模组的主要误差来源之一。
一篇申请号为201810896521.8的中国发明专利公开了一种《TOF深度相机距离校准的方法及装置》，其校准方法可以解决像素点之间的差异问题，使各个像素点在TOF深度相机的测量范围内保持一致性，但其计算量大，且校准过程中默认不带镜头的理想状态，使得实际测量结果不准确。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种可快速校准TOF模组的方法，包含以下校准步骤：
S1：对TOF模组光源的光信号进行延迟处理；
S2：反射光到达TOF模组传感器上的多个像素点；
S3：像素点校准；
S4：确定像素相应度和距离的关系常量；
S5：进行距离校准和补偿。
作为上述方案的进一步说明，步骤S3中，所述像素点校准采用非均匀性校准算法，使空域不同的像素点趋于均匀，每个像素点的响应率基本一致。
作为上述方案的进一步说明，所述步骤S4中，确定像素相应度和距离的关系常量时，可利用中心某个像素对于多个不同的延时量来拟合一条曲线。
作为上述方案的进一步说明，所述步骤S5，在实际测量中，距离的校准和补偿可在非均匀性校准后利用单个像素以及常量来进行。
作为上述方案的进一步说明，所述步骤S1中，对TOF模组光源的光信号进行延迟处理，可采用延迟电路对TOF模组的光源调制时钟信号进行延时，利用延时后的光源调制时钟信号驱动光源发出光信号。
本发明的有益效果：可以消除因为深度传感器上不同像素点之间存在差异导致深度相机的距离测量存在偏差，且计算量小，实际误差小，普遍适用于实际测量中。
附图说明
图1为本发明实施例的校准TOF模组的方法流程图；
图2为校准过程光路图；
图3为反射面光强空间分布图。
附图标记说明：
1：激光雷达；2、反射面。
具体实施方式
为了使本发明的方法更加清楚，下面结合实例对本发明进行进一步说明。
结合图1、图2和图3，一种可快速校准TOF模组的方案，可分为以下步骤来实现：
S10，通过延时电路对TOF模组的光源调制时钟信号进行延时，利用延时后的光源调制时钟信号驱动激光雷达1发出光信号，此步骤有效降低了对空间的要求。
S20，发出的光信号通过反射面2反射至TOF组传感器上的多个像素，以提高TOF模组距离测量的准确度，传感器接收反射光的相位差：
Figure BDA0002154121860000031
式中Q1、Q2、Q3、Q4表示不同相位的ADC(模数转换器)值。
S30，根据专门的非均匀性校准算法，使空域不同的像素点趋于均匀，每个像素点的响应率基本一致，测试距离的原始计算值为：
Figure BDA0002154121860000032
式中，d为测试距离的值；c为光速；f为调制频率；Q1、Q2、Q3、Q4—表示不同相位的ADC值。
S40，利用中心某个像素，对于多个不同的延时量即不同距离拟合一条曲线，得出像素响应度和距离关系的一个常量k；
S50，在实际测量中，非均匀校准后利用单个像素以及常量k进行距离校准和补偿。
本实施方式有益效果：本实施例TOF模组非均匀校准后利用一个像素点校准和补偿距离误差，跟现有技术相比不仅大大减少了计算量，可快速校准TOF模组；而且可消除现有校准过程中由于不带镜头带来的实际误差，校准后的TOF模组可直接在实际测量中使用。
以上实施例仅为本发明的实际应用之一，并不限制本发明的适用范围，本领域的技术人员应该知晓，基于本发明拓展的所有修改、替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可快速校准TOF模组的方法，其特征在于，包含以下校准步骤：
S1：对TOF模组光源的光信号进行延迟处理；
S2：反射光到达TOF模组传感器上的多个像素点；
S3：像素点校准；
S4：确定像素相应度和距离的关系常量；
S5：进行距离校准和补偿。
2.如权利要求1所述的一种可快速校准TOF模组的方法，其特征在于，步骤S3中，所述像素点校准采用非均匀性校准算法，使空域不同的像素点趋于均匀，每个像素点的响应率基本一致。
3.如权利要求2所述的一种可快速校准TOF模组的方法，其特征在于，所述步骤S4中，确定像素相应度和距离的关系常量时，可利用中心某个像素对于多个不同的延时量来拟合一条曲线。
4.如权利要求3所述的一种可快速校准TOF模组的方法，其特征在于，所述步骤S5，在实际测量中，距离的校准和补偿可在非均匀性校准后利用单个像素以及常量来进行。
5.如权利要求4所述的一种可快速校准TOF模组的方法，其特征在于，所述步骤S1中，对TOF模组光源的光信号进行延迟处理，可采用延迟电路对TOF模组的光源调制时钟信号进行延时，利用延时后的光源调制时钟信号驱动光源发出光信号。
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CN112532970A (zh) * 2020-10-26 2021-03-19 奥比中光科技集团股份有限公司 一种多抽头像素传感器的抽头非一致性校正方法、装置及tof相机

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