CN111025310A - 误差校正系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于飞行时间测距的误差校正系统及其方法。调制光发射电路根据第一信号发射调制光。光箱具有入射面与相对于入射面的底面，其中调制光从入射面射入光箱。固定式校正板固定配置在底面。至少一个移动式校正板配置在固定式校正板与入射面之间，在第一时期中，至少一个移动式校正板反射调制光，在第二时期中固定式校正板反射调制光。调制光接收电路接收被反射的调制光以产生感测信号。处理器耦接调制光接收电路，用以根据感测信号计算相位差以产生摆动误差校正曲线。藉此，误差校正系统与方法可以在不需要增大系统空间的条件下，用少数的测量次数就能得到多个对应不同距离的校正数据，以快速地建立摆动误差校正曲线。

Description

误差校正系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种适于光学测量技术的误差校正系统及其方法，且特别涉及一种基于飞行时间测距的误差校正系统及其方法。

背景技术

随着科技的发展，光学三维测量技术已逐渐成熟，其中飞行时间(Time ofFlight，TOF)测距是目前一种常见的主动式深度感测技术。TOF测距技术是发出经调制过的调制光(例如红外光)，调制光遇物体后反射，再从被物体反射的调制光的反射时间差或相位差来换算被拍摄物体的距离，以产生深度信息。

然而，TOF测距技术需考虑到多种误差校正，其中一种误差来源是由于奇次谐波所带来的周期性误差，称为摆动误差(wiggling error)。常见的摆动误差校正方法往往步骤繁琐，因为摆动误差会与物体的距离有关，因此测量过程可能需要较大的空间架设误差校正系统或是针对不同的距离进行多次测量，费时又费力。因此如何提供一种简便而有效的误差校正方法也成为目前待解决的问题之一。

发明内容

本发明提供一种基于飞行时间测距的误差校正系统及其方法，其有助于降低测量次数以及系统体积，可简化误差校正过程。

本发明实施例的一种基于飞行时间测距的误差校正系统，包括调制光发射电路、调制光接收电路、光箱与处理器。调制光发射电路用以根据第一信号发射调制光。光箱具有入射面与相对于入射面的底面，其中调制光从入射面射入光箱。光箱包括固定式校正板与至少一个移动式校正板。固定式校正板固定配置在底面。至少一个移动式校正板配置在固定式校正板与入射面之间，其中在第一时期，至少一个移动式校正板反射调制光，在第二时期，固定式校正板反射调制光。调制光接收电路用以接收被反射的调制光以产生感测信号。处理器耦接调制光接收电路，用以根据感测信号计算相位差以产生摆动误差校正曲线。

在根据本发明的实施例的误差校正系统中，误差校正系统还包括信号处理单元。信号处理单元耦接调制光发射电路以提供第一信号至调制光发射电路，且耦接调制光接收电路以提供控制信号至调制光接收电路，其中调制光接收电路根据控制信号与被反射的调制光产生感测信号，其中第一信号与控制信号之间的相位差为多个参考相位的其中之一，其中这些参考相位对应多个飞行距离。

在根据本发明的实施例的误差校正系统中，在第一时期中，调制光被至少一个移动式校正板反射，且处理器根据基于被至少一个移动式校正板反射的调制光产生的感测信号来获得第一误差校正数据，以及在第二时期中，调制光被固定式校正板反射，且处理器根据基于被固定式校正板反射的调制光产生的感测信号来获得第二误差校正数据，其中处理器根据第一误差校正数据与第二误差校正数据产生摆动误差校正曲线。

在根据本发明的实施例的误差校正系统中，至少一个移动式校正板包括具有阶梯形的移动式校正板，移动式校正板由多个反射平面组成，其中，这些参考相位的间隔对应飞行间距D，这些反射平面的位置分布落在飞行间距D的范围内。

在根据本发明的实施例的误差校正系统中，调制光接收电路为摄像装置，其中，对调制光接收电路进行预校正测量以建立偏移量查找表，偏移量查找表记录调制光接收电路所拍摄图像的像素坐标与对应的像素偏移值。

在根据本发明的实施例的误差校正系统中，处理器决定这些反射平面上的多个测量坐标，并从偏移量查找表获得这些测量坐标的像素偏移值以进行误差校正。

在根据本发明的实施例的误差校正系统中，至少一个移动式校正板为平面板，且调制光准直照射至少一个移动式校正板的中心位置以及固定式校正板的中心位置。

在根据本发明的实施例的误差校正系统中，这些参考相位的间隔对应飞行间距D，至少一个移动式校正板为N个移动式校正板，N个移动式校正板之间的间距或N个移动式校正板与固定式校正板的最小距离落在D/(N+1)±0.1D的范围内，其中N大于等于1。

在根据本发明的实施例的误差校正系统中，调制光接收电路为摄像装置，至少一个移动式校正板相对于调制光接收电路的距离以及固定式校正板相对于调制光接收电路的距离落在调制光接收电路的准焦范围内。

本发明实施例的一种基于飞行时间测距的误差校正方法，包括：在第一时期中，通过光箱中的至少一个移动式校正板反射调制光，其中调制光是根据第一信号发射；由调制光接收电路接收被至少一个移动式校正板反射的调制光以及控制信号以产生第一感测信号；通过处理器根据第一感测信号计算第一相位差以产生第一误差校正数据；在第二时期中，通过光箱中的固定式校正板反射调制光，其中至少一个移动式校正板设置于光箱的入射面与固定式校正板之间；由调制光接收电路接收被固定式校正板反射的调制光以及控制信号以产生第二感测信号；通过处理器根据第二感测信号计算第二相位差以产生第二误差校正数据；以及通过处理器根据第一误差校正数据与第二误差校正数据获得摆动误差校正曲线。

在根据本发明的实施例的误差校正方法中，第一信号与控制信号之间的相位差为多个参考相位的其中之一，其中这些参考相位对应多个飞行距离。

在根据本发明的实施例的误差校正方法中，这些参考相位的间隔对应飞行间距D，至少一个移动式校正板为N个移动式校正板，N个移动式校正板之间的间距或N个移动式校正板与固定式校正板的最小距离落在D/(N+1)±0.1D的范围内，其中N大于等于1。

在根据本发明的实施例的误差校正方法中，至少一个移动式校正板包括具有阶梯形的移动式校正板，移动式校正板由多个反射平面组成，其中，这些参考相位的间隔对应飞行间距D，这些反射平面的位置分布落在飞行间距D的范围内。

在根据本发明的实施例的误差校正方法中，产生第一误差校正数据的步骤包括：通过摄像装置接收被具有阶梯形的移动式校正板反射的调制光，其中调制光接收电路为摄像装置；通过处理器对摄像装置进行预校正测量以建立偏移量查找表，偏移量查找表记录所拍摄图像的像素坐标与对应的像素偏移值；以及通过处理器决定这些反射平面上的多个测量坐标，并从偏移量查找表获得这些测量坐标的像素偏移值以进行误差校正。

在根据本发明的实施例的误差校正方法中，至少一个移动式校正板为平面板，且调制光准直照射至少一个移动式校正板的中心位置以及固定式校正板的中心位置。

基于上述，本发明实施例的基于飞行时间测距的误差校正系统与方法，除了在光箱中设置一个位置固定不变的固定式校正板外，还在固定式校正板与调制光发射电路之间设置一个可抽取的移动式校正板。一开始先由移动式校正板反射调制光，调制光接收电路接收被反射的该调制光且根据控制信号产生感测信号，其中信号处理单元对第一信号与控制信号之间进行不同相位改变(延迟或提前)来等效增加调制光的行进距离，以取得反应多个距离的第一校正资料，其中调制光是根据第一信号所发出。之后再将移动式校正板抽离光箱，让调制光被固定式校正板反射，通过对第一信号跟控制信号之间进行不同相位改变(延迟或提前)的方式来取得多个第二校正数据，在此第一校正数据与第二校正数据所对应的距离不相同，因此，本发明的实施例的误差校正系统与方法可以在不需要增大系统空间的条件下，用少数的测量次数就能得到多个对应不同距离的校正数据，以快速地建立摆动误差校正曲线。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的实施例的一种基于飞行时间测距的误差校正系统的示意框图。

图2是依照本发明的实施例的一种误差校正系统的架构示意图。

图3A是依照本发明的实施例的一种调制光接收电路的电路示意图。

图3B是依照本发明图3A的实施例的信号波形示意图。

图4是依照本发明的实施例的一种参考相位与等效飞行距离的关系示意图。

图5是依照本发明的另一实施例的一种误差校正系统的架构示意图。

图6是依照本发明的另一实施例的一种误差校正系统的架构示意图。

图7是依照本发明的实施例的一种预校正的架构示意图。

图8是依照本发明的实施例的一种误差校正方法的流程图。

具体实施方式

图1是依照本发明的实施例的一种基于飞行时间测距的误差校正系统的示意框图。请参照图1，误差校正系统10包括TOF距离检测装置100与校正平面TA。TOF距离检测装置100包括调制光发射电路110、调制光接收电路120、处理器130、信号处理单元140与内存150。

信号处理单元140耦接调制光发射电路110与调制光接收电路120。信号处理单元140用以提供第一信号MS给调制光发射电路110且提供控制信号CS至调制光接收电路120。TOF距离检测器100的调制光发射电路110用以根据第一信号MS发出调制光EM，调制光EM例如红外光或其它波段的准直光。调制光EM会被校正平面TA反射，被反射的调制光REM由调制光接收电路120接收。调制光接收电路120接收被反射的调制光REM以根据被反射的调制光REM以及控制信号CS产生感测信号DS。处理器130耦接调制光接收电路120，并且可以根据感测信号DS计算控制信号CS与被反射的调制光REM之间的相位差，并根据此相位差来进行误差校正或距离测量。

以下将举实施例详细说明基于飞行时间测距的误差校正系统的实施方式。图2是依照本发明的实施例的一种误差校正系统的架构示意图，请同时参考图1及图2，误差校正系统20包括TOF距离检测装置100与光箱200。

光箱200包括入射面IS与相对于入射面IS的底面BS。TOF距离检测装置100配置在入射面IS旁边。由调制光发射电路110所发出的调制光EM会朝着第一方向从入射面IS进入光箱200并往底面BS传递，在此第一方向以X方向为例。另外，光箱200更包括至少一个移动式校正板MB与固定式校正板FB。在本实施例中，以单一个移动式校正板MB为例，但本发明不以此为限制。固定式校正板FB固定地配置在底面BS上。换言之，固定式校正板FB不会移动，或是固定式校正板FB可视为光箱200的底部平面。而移动式校正板MB是以抽取式地配置在固定式校正板FB与入射面IS之间。在实施例中，光箱200的对应平面上具有沟槽或滑动套件，移动式校正板MB可沿着沟槽或滑动套件插入光箱200的特定位置，或是从光箱200抽取出来。在一些实施例中，误差校正系统20更包含控制器，此控制器用以执行上述“抽取”或“插入”的动作。

当移动式校正板MB配置在光箱200中时(以下称为第一时期)，调制光EM会接触到移动式校正板MB，此时调制光EM会被移动式校正板MB反射以产生被反射的调制光REM，被反射的调制光REM将被调制光接收电路120接收。而当移动式校正板MB被抽离光箱200时(以下称为第二时期)，调制光EM会接触到固定式校正板FB，此时调制光EM会被固定式校正板FB反射以产生被反射的调制光REM，被反射的调制光REM将被调制光接收电路120接收。

调制光发射电路110例如包括激光二极管或准直光产生装置，调制光接收电路120例如包括摄像装置或光源感应装置。移动式校正板MB以及固定式校正板FB相对于调制光接收电路120的距离都落在调制光接收电路120的准焦范围内。举例来说，当调制光接收电路120的准焦范围在30cm(公分)至无穷远时，调制光接收电路120与移动式校正板MB之间的距离至少为30cm。

信号处理单元140会提供第一信号MS给调制光发射电路110。调制光发射电路110根据第一信号MS产生调制光EM。例如，第一信号MS为脉冲信号，第一信号MS上升的边缘对应调制光EM的触发时间。信号处理单元140也会同时输出控制信号CS给调制光接收电路120，调制光接收电路120根据控制信号CS与被反射的调制光REM来产生感测信号DS。

图3A是依照本发明的实施例的一种调制光接收电路的电路示意图，图3B是依照本发明图3A的实施例的信号波形示意图。请继续参照图3A与图3B，调制光接收电路120包括光电感应组件122、电容CA、电容CB、开关SW1与开关SW2。光电传感器122例如是光电二极管(photodiode)或具有感测被反射的调制光REM功能的其它组件。光电感应组件122一端接收共同参考电压，例如接地GND，另一端耦接开关SW1与开关SW2的其中一端。开关SW1的另一端通过节点NA耦接电容CA且受控于控制信号CS的反相信号CSB。开关SW2的另一端通过节点NB耦接电容CB且受控于控制信号CS。调制光接收电路120输出节点NA上的电压(或电流)信号VA与节点NB上的电压(或电流)信号VB作为感测信号DS。在另一实施例中，调制光接收电路120也可以选择输出电压信号VA与电压信号VB的差值作为感测信号DS。

图3A的实施例仅作为举例说明，调制光接收电路120的电路架构并不限于此。调制光接收电路120可以具有多个光电传感器122，或是更多电容或开关。本领域的一般技术人员可依据通常知识与实际需求而做适当调整。

在图3B的实施例中，当反相控制信号CSB为低电平(例如，逻辑0)时，开关SW1导通，此时控制信号CS会处于高电平(例如，逻辑1)，开关SW2不导通。反之，当控制信号CS为低电平(例如，逻辑0)时，开关SW2导通，此时反相控制信号CSB处于高电平(例如，逻辑1)，开关SW1不导通。另外，光电传感器122导通的时候就表示光电传感器12接收到被反射的调制光REM。当光电传感器122与开关SW1都导通时，电容CA进行放电(或充电)，图3B中的QA表示电容CA所改变的电荷量，节点NA上的电压信号VA会相应地改变。当光电传感器122与开关SW2都导通时，电容CB进行放电(或充电)，图3B中的QB表示电容CB所改变的电荷量，节点NB上的电压信号VB会相应地改变。通过电压信号VA与电压信号VB之间的差异，处理器130可以计算出控制信号CS与被反射的调制光REM之间的相位差。

特别说明的是，在图3B的实施例中，第一信号MS与控制信号CS同步，但信号处理单元140还可以让第一信号MS与控制信号CS之间不同步。也就是说，可以使控制信号CS与第一信号MS之间具有参考相位。信号处理单元140会依据不同的参考相位将第一信号MS或控制信号CS的相位延迟或提前，使得第一信号MS与控制信号CS具有相位差。

多个参考相位例如分别为45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度与360度。在此，这些参考相位的间隔相等(但不限制)，而这些参考相位会对应不同的飞行距离。本发明不限制参考相位的数目、大小或间距。举例来说，信号处理单元140可以使控制信号CS的相位相较于第一信号MS的相位延迟或提前45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度或360度。信号处理单元140也可以使第一信号MS的相位相较于控制信号CS的相位延迟或提前45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度或360度。换句话说，信号处理单元140使第一信号MS与控制信号CS之间具有相位差，其中，相位差为多个参考相位的其中之一。

具体来说，处理器130耦接调制光接收电路120。在第一时期中(移动式校正板MB配置在光箱200中)，调制光接收电路120接收被移动式校正板MB反射的调制光REM以及控制信号CS以产生感测信号DS，处理器130从调制光接收电路120接收感测信号DS。处理器130可以根据感测信号DS计算相位差(或时间差)，此相位差反应调制光的传递距离。处理器130根据此相位差获得对应于移动式校正板MB的测量距离，并且将测量距离与实际距离比较以获得第一误差校正数据。类似地，在第二时期中(移动式校正板MB被抽离光箱200)，调制光接收电路120接收被固定式校正板FB反射的调制光REM以及控制信号CS以产生感测信号DS，且处理器130依据感测信号DS获得对应于固定式校正板FB的第二误差校正数据。处理器130可以根据第一误差校正数据与第二误差校正数据产生摆动误差校正曲线。

特别说明的是，由于第一信号MS与控制信号CS之间具有等于多个参考相位的其中之一的相位差，处理器130根据感测信号DS所计算出来的相位差，除了包括调制光EM跟被平面反射所产生的调制光REM之间的相位差外，还包括第一信号MS与控制信号CS之间的参考相位。误差校正系统20通过在第一信号MS与控制信号CS之间加入参考相位的方式可在不增加系统空间的条件下等效增加调制光EM(或调制光REM)的飞行距离。

值得一提的是，在本实施例中，调制光发射电路110与调制光接收电路120相对于固定式校正板FB的距离为固定不变，而移动式校正板MB在光箱200内的位置可以预先决定。误差校正系统20在进行误差测量时，可以在不需要沿X方向移动任何校正板的条件下得到误差校正数据，并且通过抽取移动式校正板MB这个简单的动作得到更多组误差校正数据，大幅简化误差校正的步骤。此外，因为通过改变第一信号MS跟控制信号CS之间的相位差以等效增加所计算的飞行距离，所以能在较短的系统长度内得到较长的飞行距离的误差校正，实现缩小误差校正系统体积的效果。

在图2的实施例中，误差校正系统20的移动式校正板MB为平面板。在本实施例中，调制光发射电路110所发出的调制光EM为准直光，在第一时期时调制光EM正向入射移动式校正板MB的中心位置，在第二时期时，移动式校正板MB被抽离光箱200，调制光EM正向入射固定式校正版FB的中心位置。在本实施例中，由于调制光EM都是准直照射在移动式校正板MB以及固定式校正版FB的中心位置，因此两者所选取的测量坐标(例如：Y-Z平面上的坐标)是相同的。在这种情况下，误差校正将不会受到像素偏移误差的影响。

图4是依照本发明的实施例的一种参考相位与等效飞行距离的关系示意图。举例来说，在图4的实施例中，调制光EM的调制频率例如是75M Hz且多个参考相位的间隔相等，这些参考相位的间隔会对应飞行间距D。以周期分为8等份为例，以45度(360度除以8)为变化，这些参考相位分别是45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度、360度。调制频率为75M Hz表示一个周期内的飞行距离是200cm(公分)，因此每当相位改变45度(360度除以8)等效上改变飞行间距D，在此即飞行距离改变25cm(200cm除以8)。

移动式校正板MB与固定式校正板FB的配置位置以能平分飞行间距D为佳，以使误差校正数据较均匀分布。具体而言，移动式校正板MB与固定式校正板FB的距离可以是D/2±0.1D的范围内。在实施例中，飞行间距D为25cm，移动式校正板MB与固定式校正板FB的间距d为12cm，当调制光接收电路120的准焦范围在30cm(公分)至无穷远时，移动式校正板MB与调制光接收电路120的距离为30cm，固定式校正板FB与调制光接收电路120的距离为42cm。

请搭配图2参照图4，在第一时期中，调制光EM被移动式校正板MB反射且移动式校正板MB与调制光接收电路120的距离是20cm(在本实施例中调制光接收电路120的准焦范围小于20cm)，当第一信号MS与控制信号CS之间的相位差是45度(等效于增加飞行距离25cm)，相当于移动式校正板MB与调制光接收电路120相距45cm(20cm加25cm)，标示为图4的点MP1。当第一信号MS与控制信号CS之间的相位差是90度(等效于50cm)，相当于移动式校正板MB与调制光接收电路120相距70cm(20cm加50cm)，标示为图4的点MP2，以此类推到图4的点MP3～MP8，其中点MP3～8分别表示飞行距离为95、120、145、170、195、220cm。

基于上述，误差校正系统20可以在不变更架构配置关系的条件下(调制光接收电路120到校正板的距离)，通过根据多个参考相位改变第一信号MS与控制信号CS之间的相位差来获得多组误差校正数据。在本实施例中，选择移动式校正板MB以及固定式校正版FB的中心位置作为测量坐标，因此拍摄移动式校正板MB时可获得8组误差校正数据，拍摄固定式校正版FB时获得另外8组误差校正数据。如果要获得更多的误差校正资料，可以增加移动式校正板MB或参考相位的数目。

图5是依照本发明的另一实施例的一种误差校正系统的架构示意图。本实施例的误差校正系统40与图2的误差校正系统20的实施方式相近，主要差别在于误差校正系统40的移动式校正板共有多个移动式校正板以及一块固定式校正板FB。在此多个移动式校正板以4块移动式校正板MB1～MB4为例。

在本实施例中，同样选择移动式校正板MB1～MB4以及固定式校正版FB的中心位置作为测量坐标，因此在第一时期时，通过使用8组参考相位，拍摄移动式校正板MB1可获得8组误差校正数据，拍摄移动式校正板MB2可获得8组误差校正数据，拍摄移动式校正板MB3可获得8组误差校正数据，拍摄移动式校正板MB4可获得8组误差校正数据，拍摄固定式校正版FB获得另外8组误差校正数据。在本实施例中，通过增加移动式校正板的数目可以增加误差校正数据的密集度。

需特别说明的是，至少一个移动式校正板(例如图2中的移动式校正板MB与图4中的移动式校正板MB1～MB4)以及固定式校正版FB在光箱200中的配置距离可以等距，当至少一个移动式校正板为N个移动式校正板时(N大于等于1)，N个移动式校正板之间的间距或第N个移动式校正板与固定式校正板的最小距离落在D/(N+1)±0.1D的范围内。

在图5的实施例中，飞行间距D为25cm，这4个移动式校正板MB1～MB4及固定式校正板FB之间的间距d1落在D/(N+1)±0.1D的范围内。另外，在本实施例中，这些校正板(包括移动式校正板MB1～MB4与固定式校正板FB)位于调制光接收电路120的准焦范围内，并且移动式校正板MB1与固定式校正板FB的距离不超过飞行间距D。详细来说，这些校正板的配置位置以能平分飞行间距D为佳，以使误差校正数据较均匀分布。

本发明不限制第一时期与第二时期的先后顺序。在另一实施例中，调制光EM可以先被固定式校正板FB反射后再插入移动式校正板MB。

另外，本发明亦不限制移动式校正板MB的形状与大小。

图6是依照本发明的另一实施例的一种误差校正系统的架构示意图。本实施例的误差校正系统50与误差校正系统10、误差校正系统20的实施方式相近，主要差别在于误差校正系统50的移动式校正板MB为具有阶梯形的移动式校正板，由多个反射平面组成，且该些反射平面配置在第一方向(X方向)上的不同位置。在此，多个反射平面以4个反射平面S1、S2、S3与S4为例，该些反射平面S1、S2、S3与S4在X方向上的坐标分别为X1、X2、X3与X4。本发明对于反射平面的数目以及反射平面在Y方向上的高度不加以限制。

值得一提的是，处理器130会针对每个反射平面S1、S2、S3与S4计算出不同距离的误差校正数据。举例而言，在本实施例中，误差校正系统50可利用阶梯形的移动式校正板MB同时获取至少四个不同距离的误差校正数据。然而，4个反射平面S1、S2、S3与S4在拍摄平面(Y-Z平面)上的位置不同，因此需额外考虑到像素偏移误差(phase offset)。需特别说明的是，像素偏移误差仅与Y-Z平面上的位置有关，而与距离无关。

图7是依照本发明的实施例的一种预校正的架构示意图。请同时参考图6和图7，在本实施例中，为了获得这些反射平面S1、S2、S3与S4上不同位置的像素偏移值，TOF距离检测装置100可利用测试校正板TB对调制光接收电路120进行预校正测量以建立偏移量查找表LT。如图1所示，TOF距离检测器100更包括内存150，内存150耦接处理器130并存储偏移量查找表LT，偏移量查找表LT记录调制光接收电路120所拍摄图像中的各像素坐标(例如：坐标(Y,Z))与对应的像素偏移值。

内存150例如是任意型式的固定式或可移动式随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、闪存(flash memory)、硬盘或其它类似装置、集成电路及其组合。内存150除了偏移量查找表LT外，内存150更用以记录可由处理器130执行的多个指令，而处理器130可执行该些指令以完成上述的各种功能。

测试校正板TB可以是固定式校正板FB或是另一个平面校正板，本发明不加以限制。调制光发射电路110发出调制光EM照射测试校正板TB，调制光EM具有扫描范围，例如包括光线R11、R12、R13。光线R11、R12、R13分别入射到Y-Z平面上的不同位置。调制光接收电路120接收被测试校正板TB反射的调制光(此动作即为调制光接收电路120对测试校正板TB进行拍摄)，处理器130根据调制光接收电路120所拍摄的图像，分析出所拍摄图像中的各像素坐标(例如：坐标(Y,Z))与对应的像素偏移值并记录在偏移量查找表LT中。由于像素偏移误差仅与Y-Z平面上的位置有关，而与距离无关，因此偏移量查找表LT即可用来获得这些反射平面S1、S2、S3与S4上不同位置的像素偏移值。

在图6的实施例中，误差校正系统50在进行误差校正时会选择每个反射平面S1、S2、S3或S4中的至少一个测量坐标来进行误差校正计算，本发明对于每个反射平面所使用的测量坐标的数目不加以限制。另外，误差校正系统50的处理器130例如根据每个反射平面S1、S2、S3或S4中的坐标与TOF距离检测装置100的距离来决定要选择哪些测量坐标。在决定测量坐标后，处理器130从偏移量查找表LT获得这些测量坐标的像素偏移值，因此误差校正系统50在计算误差时会一并考虑到像素偏移误差，以得到精准的误差校正数据。

关于其余反射平面S2、S3、S4上的误差校正的实施方式，与反射平面S1相似，因此不再赘述。

值得一提的是，在本实施例中，每拍摄一次移动式校正板MB就可以一次获得至少4组测量坐标的误差校正数据(分别从反射平面S1、S2、S3与S4获得)，另外根据不同的参考相位在第一信号MS与控制信号CS之间依序产生相位差以获得额外的距离。若参考相位共有8组，则总共可在不变动架构配置关系的状况下获得32组误差校正数据，因此本实施例可达到简化校正过程的功效。关于如何利用参考相位的实施方式，可从上述图4实施例的说明获得足够的教示、建议以及实施说明，因此不再赘述。

图8是依照本发明的实施例的一种误差校正方法的流程图。图8的误差校正方法可适用于上述图1至图7的实施例。根据第一信号发射调制光进入光箱，在步骤S710中，在第一时期中，通过光箱中的至少一个移动式校正板反射调制光。移动式校正板设置于光箱的入射面与固定式校正板之间。在步骤S720中，由调制光接收电路接收被至少一个移动式校正板反射的调制光以及控制信号以产生第一感测信号。在步骤S730中，通过处理器根据第一感测信号计算第一相位差以产生第一误差校正数据。在步骤S740中，在第二时期中，通过光箱中的固定式校正板反射调制光。在步骤S750中，由调制光接收电路接收被固定式校正板反射的调制光与控制信号以产生第二感测信号。在步骤S760中，通过处理器根据第二感测信号计算第二相位差以产生第二误差校正数据。在步骤S770中，通过处理器根据第一误差校正数据与第二误差校正数据获得摆动误差校正曲线。在此方法中，第一信号与控制信号之间的相位差可为多个参考相位的其中之一，并且这些参考相位对应多个不同的飞行距离。

本实施例的误差校正方法的相关组件特征以及具体实施方式，可从上述图1～7实施例的说明获得足够的教示、建议以及实施说明，因此不再赘述。在另一实施例中，获得第一误差校正数据与第二误差校正数据的顺序可以交换，本发明并不限制。

综上所述，本发明实施例的基于飞行时间测距的误差校正系统与方法通过在第一信号与控制信号之间产生不同相位差的方式来在固定的测量距离下取得多个误差校正数据，并且在固定式校正板与调制光发射电路之间另外设置至少一个可抽取的移动式校正板。通过在飞行间距内增加校正板的数目来得到更多的误差校正数据。因此，本发明的实施例的误差校正系统与方法可以降低测量次数并且降低变动架构配置关系的机会，以快速方便地建立摆动误差校正曲线。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (15)

1.一种基于飞行时间测距的误差校正系统，其特征在于，包括：

调制光发射电路，用以根据第一信号发射调制光；

光箱，具有入射面与相对于该入射面的底面，其中所述调制光从所述入射面射入所述光箱，所述光箱包括：

固定式校正板，固定配置在所述底面；以及

至少一个移动式校正板，配置在所述固定式校正板与所述入射面之间，其中在第一时期，所述至少一个移动式校正板反射所述调制光，在第二时期，所述固定式校正板反射所述调制光；

调制光接收电路，用以接收被反射的所述调制光以产生感测信号；以及

处理器，耦接所述调制光接收电路，用以根据所述感测信号计算相位差以产生摆动误差校正曲线。

2.根据权利要求1所述的误差校正系统，其特征在于，还包括：

信号处理单元，耦接所述调制光发射电路以提供所述第一信号至所述调制光发射电路，且耦接所述调制光接收电路以提供控制信号至所述调制光接收电路，其中所述调制光接收电路根据所述控制信号与被反射的所述调制光产生所述感测信号，其中所述第一信号与所述控制信号之间的相位差为多个参考相位的其中之一，其中所述多个参考相位对应多个飞行距离。

3.根据权利要求1所述的误差校正系统，其特征在于，在所述第一时期中，所述调制光被所述至少一个移动式校正板反射，且所述处理器根据基于被所述至少一个移动式校正板反射的所述调制光产生的所述感测信号来获得第一误差校正数据，以及在所述第二时期中，所述调制光被所述固定式校正板反射，且所述处理器根据基于被所述固定式校正板反射的所述调制光产生的所述感测信号来获得第二误差校正数据，其中所述处理器根据所述第一误差校正数据与所述第二误差校正数据产生所述摆动误差校正曲线。

4.根据权利要求1所述的误差校正系统，其特征在于，所述至少一个移动式校正板包括具有阶梯形的移动式校正板，所述移动式校正板由多个反射平面组成，其中，所述多个参考相位的间隔对应飞行间距D，所述多个反射平面的位置分布落在所述飞行间距D的范围内。

5.根据权利要求4所述的误差校正系统，其特征在于，所述调制光接收电路为摄像装置，其中，对所述调制光接收电路进行预校正测量以建立偏移量查找表，所述偏移量查找表记录所述调制光接收电路所拍摄图像的像素坐标与对应的像素偏移值。

6.根据权利要求5所述的误差校正系统，其特征在于，所述处理器决定所述多个反射平面上的多个测量坐标，并从所述偏移量查找表获得所述多个测量坐标的像素偏移值以进行误差校正。

7.根据权利要求1所述的误差校正系统，其特征在于，所述至少一个移动式校正板为平面板，且所述调制光准直照射所述至少一个移动式校正板的中心位置以及所述固定式校正板的中心位置。

8.根据权利要求1所述的误差校正系统，其特征在于，所述多个参考相位的间隔对应飞行间距D，所述至少一个移动式校正板为N个移动式校正板，所述N个移动式校正板之间的间距或所述N个移动式校正板与所述固定式校正板的最小距离落在D/(N+1)±0.1D的范围内，其中N大于等于1。

9.根据权利要求1所述的误差校正系统，其特征在于，所述调制光接收电路为摄像装置，所述至少一个移动式校正板相对于所述调制光接收电路的距离以及所述固定式校正板相对于所述调制光接收电路的距离落在所述调制光接收电路的准焦范围内。

10.一种基于飞行时间测距的误差校正方法，其特征在于，包括：

在第一时期中，通过光箱中的至少一个移动式校正板反射调制光，其中所述调制光是根据第一信号发射；

通过调制光接收电路接收被所述至少一个移动式校正板反射的所述调制光以及控制信号，以产生第一感测信号；

通过处理器根据所述第一感测信号计算第一相位差，以产生第一误差校正数据；

在第二时期中，通过所述光箱中的固定式校正板反射所述调制光，其中所述至少一个移动式校正板设置于所述光箱的入射面与所述固定式校正板之间；

通过所述调制光接收电路接收被所述固定式校正板反射的所述调制光以及所述控制信号，以产生第二感测信号；

通过所述处理器根据所述第二感测信号计算第二相位差，以产生第二误差校正数据；以及

通过所述处理器根据所述第一误差校正数据与所述第二误差校正数据获得摆动误差校正曲线。

11.根据权利要求10所述的误差校正方法，其特征在于，所述第一信号与所述控制信号之间的相位差为多个参考相位的其中之一，其中所述多个参考相位对应多个飞行距离。

12.根据权利要求11所述的误差校正方法，其特征在于，所述多个参考相位的间隔对应飞行间距D，所述至少一个移动式校正板为N个移动式校正板，所述N个移动式校正板之间的间距或所述N个移动式校正板与所述固定式校正板的最小距离落在D/(N+1)±0.1D的范围内，其中N大于等于1。

13.根据权利要求10所述的误差校正方法，其特征在于，所述至少一个移动式校正板包括具有阶梯形的移动式校正板，所述移动式校正板由多个反射平面组成，其中，所述多个参考相位的间隔对应飞行间距D，所述多个反射平面的位置分布落在所述飞行间距D的范围内。

14.根据权利要求13所述的误差校正方法，其特征在于，产生所述第一误差校正数据的步骤包括：

通过摄像装置接收被所述具有阶梯形的移动式校正板反射的所述调制光，其中所述调制光接收电路为所述摄像装置；

通过所述处理器对所述摄像装置进行预校正测量以建立偏移量查找表，所述偏移量查找表记录所拍摄图像的像素坐标与对应的像素偏移值；以及

通过所述处理器决定所述多个反射平面上的多个测量坐标，并从所述偏移量查找表获得所述多个测量坐标的像素偏移值以进行误差校正。

15.根据权利要求10所述的误差校正方法，其特征在于，所述至少一个移动式校正板为平面板，且所述调制光准直照射所述至少一个移动式校正板的中心位置以及所述固定式校正板的中心位置。

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