CN111045020B - 距离探测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种距离探测方法、装置、电子设备及存储介质，涉及相干探测技术领域。该方法包括：根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定；根据稳定信号参数，计算获取差值信息；根据获取的差值信息，计算探测器与目标物体之间的距离。通过预设参数信息与预设函数确定目标时间长度，并根据确定的目标时间长度，采集探测器输出的信号参数，采集的信号参数稳定性较好，从而使得从采集的信号参数中获取的差值信号稳定性较好，进一步地，根据该差值信号计算获取探测器与目标物体之间的距离，计算结果更加准确，从而有效的提高了距离探测的精确度。

Description

距离探测方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及相干探测技术领域，具体而言，涉及一种距离探测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

相干探测中，需要对探测器输出的信号参数进行采集，从采集的信号参数中提取差值信息，并进一步进行探测器与目标物体之间的距离探测。当目标物体表面粗糙时，从目标物反射回探测器上的光信号，通过探测器后可以输出信号参数。其中，信号参数的能量具有一定的随机性，并且这种随机程度与目标物体表面的粗糙程度相关，信号参数的稳定性会受到探测器和目标物体参数的影响。

为了准确的进行探测器与目标物体之间的距离探测，需要采集一段比较稳定的信号参数，且确定稳定的信号参数的较优采集时长，对于稳定的信号参数的采集至关重要。

目前，对于如何确定信号参数的较优采集时长，还没有一种行之有效的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种距离探测方法、装置、电子设备及存储介质，以便于解决现有技术中存在的，信号参数采集不稳定，导致的距离探测准确性较低的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种距离探测方法，该方法包括：

根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，所述目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定，所述稳定信号参数包括：振幅波动在预设范围内的信号参数，所述探测器包括一像元阵列，所述像元阵列至少包括多个所述像元，所述稳定信号参数包括所述探测器的至少两个像元输出的波动范围在预设范围的信号参数；

根据所述稳定信号参数，计算获取差值信息；

根据获取的所述差值信息，计算所述探测器与目标物体之间的距离。

可选地，所述预设参数信息包括下述的一项或多项：所述探测器的坐标、所述探测器输出信号的波长、所述探测器的光学元件焦距、所述探测器的像元尺寸、像元与所述探测器中心的距离、所述目标物体表面的粗糙面的相关长度、所述目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差、预设差值信息、信号振幅；

所述预设函数包含预设光程差模型；所述预设光程差模型包含预设粗糙面模型，所述预设光程差模型根据所述预设参数信息和所述预设粗糙面模型输出探测器接收的信号光与本振光的光程差；所述预设函数用于根据所述预设参数信息和所述预设光程差模型，获取所述探测器输出的信号参数，其中，所述粗糙面模型用于输出所述目标物体表面的粗糙程度。

可选地，所述粗糙面模型用于根据所述目标物体上待测点反射信号在所述探测器上对应的反射点坐标，输出所述待测点的高低起伏度；所述目标物体上待测点反射信号在所述探测器上对应的反射点坐标，根据所述目标物体上待测点的坐标、所述目标物体与探测器的距离、所述探测器的光学元件焦距、所述像元与探测器中心的距离、所述目标物体表面的粗糙面的相关长度及所述目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差确定。

可选地，所述预设光程差模型根据所述预设参数信息和所述预设粗糙面模型输出探测器接收的信号光与本振光的光程差，包括：

所述预设光程差模型，根据公式

计算输出探测器接收的信号光与本振光的光程差；

其中，L为所述目标物体与所述探测器的距离，R₁为像元与所述探测器中心的距离，L₁为所述探测器的光学元件焦距，h(g(x,y|L,L₁,R₁,l,δ))为所述预设粗糙面模型。

可选地，所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述探测器输出信号的波长成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述探测器的光学元件焦距大小成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述探测器的像元尺寸成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度、与所述像元与探测器中心的距离成负相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度、与所述目标物体与所述探测器的距离成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述目标物体表面的粗糙面的相关长度成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差成负相关。

可选地，所述预设函数用于根据所述预设参数信息和所述预设光程差模型，获取所述探测器输出的信号参数包括：

所述预设函数用于根据公式

获取所述探测器输出的信号参数；

其中，αA_sA_l为信号振幅，Δω为差频信息，λ为所述探测器输出信号的波长，(x,y)为所述探测器上预设点的坐标，l为目标物体表面的粗糙面的相关长度，δ为目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差。

第二方面，本申请实施例还提供了一种距离探测装置，包括：采集模块、第一计算模块、第二计算模块；

所述采集模块，用于根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，所述目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定，所述稳定信号参数包括：振幅波动在预设范围内的信号参数；所述探测器包括一像元阵列，所述像元阵列至少包括多个所述像元，所述稳定信号参数包括所述探测器的至少两个像元输出的波动范围在预设范围的信号参数；

所述第一计算模块，用于根据所述稳定信号参数，计算获取差值信息；

所述第二计算模块，用于根据获取的所述差值信息，计算所述探测器与目标物体之间的距离。

可选地，所述预设参数信息包括下述的一项或多项：所述探测器的坐标、所述探测器输出信号的波长、所述探测器的光学元件焦距、所述探测器的像元尺寸、像元与所述探测器中心的距离、所述目标物体表面的粗糙面的相关长度、所述目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差、预设差值信息、信号振幅；

所述预设函数包含预设光程差模型；所述预设光程差模型包含预设粗糙面模型，所述预设光程差模型根据所述预设参数信息和所述预设粗糙面模型输出探测器接收的信号光与本振光的光程差；所述预设函数用于根据所述预设参数信息和所述预设光程差模型，获取所述探测器输出的信号参数随时间的变化，其中，所述粗糙面模型用于输出所述目标物体的表面的粗糙程度。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的程序指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述程序指令，以执行时执行如上述第一方面所述的距离探测方法的步骤。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面所述的距离探测方法的步骤。

本申请的有益效果是：本申请提供的距离探测方法、装置、电子设备及存储介质中，该方法包括：根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定；根据稳定信号参数，计算获取差值信息；根据获取的差值信息，计算探测器与目标物体之间的距离。通过预设参数信息与预设函数确定目标时间长度，并根据确定的目标时间长度，采集探测器输出的信号参数，采集的信号参数稳定性更较好，从而使得从采集的信号参数中获取的差值信号稳定性较好，进一步地，根据该差值信号计算获取探测器与目标物体之间的距离，计算结果更加准确，从而有效的提高了距离探测的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种距离探测方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种探测光路示意图；

图3为本申请实施例提供的探测器输出信号的波长取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图；

图4为本申请实施例提供的探测器的光学元件焦距取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图；

图5为本申请实施例提供的探测器的像元尺寸取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图；

图6为本申请实施例提供的像元与探测器中心的距离取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图；

图7为本申请实施例提供的目标物体与探测器的距离取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图；

图8为本申请实施例提供的目标物体表面粗糙程度取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图；

图9为本申请实施例提供的一种最差参数取值下，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图；

图10为本申请实施例提供的一种最好参数取值下，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图；

图11为本申请实施例提供的一种距离探测装置的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的另一种距离探测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本申请实施例提供的一种距离探测方法的流程示意图；该方法的执行主体可以是具备数据处理功能的光电探测器。如图1所示，该方法可以包括：

S101、根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定，稳定信号参数包括：振幅波动在预设范围内的信号参数。

可选地，上述探测器包括一像元阵列，该像元阵列至少包括多个像元，稳定信号参数可以包括探测器的至少两个像元输出的波动范围在预设范围的信号参数。

可选地，在采集稳定信号参数之前，可以先采用预设的方法确定探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度(最优采集时长)。其中，需要说明的是，目标时间长度，也即探测器在该时间长度内，采集到的信号参数稳定在一定的数值范围内(振幅在一定数值范围内)的信号参数的稳定性，对于探测器进行距离探测的准确性具有一定的影响。根据确定出的目标时间长度，采集探测器输出的信号参数，可以进一步地提高探测器进行距离探测的准确性。

在一些实施例中，采用预设的方法确定探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度时，可以采用例如：数据仿真、函数计算等方法，通过观察仿真结果，或是根据函数计算得到的数据表格等，确定探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度。

另外，需要说明的是，对于采用不同的信号调制方式，得到的探测器输出的信号参数也可以不同，例如：对于频率调制，探测器输出的信号参数可以为中频电流，而对于幅度调制，探测器输出的信号参数可以为信号强度。

S102、根据稳定信号参数，计算获取差值信息。

S103、根据获取的差值信息，计算探测器与目标物体之间的距离。

可选地，在上述步骤S101中，根据确定的目标时间长度，采集到稳定的信号参数后，可以进一步地通过傅里叶变换等方式，从该稳定的信号参数中获取差值信息。

其中，针对频率调制，探测器输出的信号参数可以为中频电流，对应获取的差值信息可以是频率，而针对幅度调制，探测器输出的信号参数也为中频电流，此时，对应获取的差值信息可以是飞行时间。当然，信号调制方式也并不限制于上述列举的两种，还可以存在其他调制方式，对于每种不同的调制方式，对应探测器输出的信号参数不同，从而获取的差值信息也不同。

可选地，本实施例中，获取到差值信息后，可以进一步进行距离探测，也即，根据获取的差值信息，计算获取探测器到目标物体之间的距离。

可选地，由于根据确定出的目标时间长度进行稳定信号参数的采集，使得采集的信号参数稳定性较好，信号波动较小，进一步地根据采集的该信号参数获取差值信息，并进行距离探测时，探测结果准确性较高，提高了探测精度。

综上，本实施例提供的一种距离探测方法，包括：根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定；根据稳定信号参数，计算获取差值信息；根据获取的差值信息，计算探测器与目标物体之间的距离。通过预设参数信息与预设函数确定目标时间长度，并根据确定的目标时间长度，采集探测器输出的信号参数，采集的信号参数稳定性更较好，从而使得从采集的信号参数中获取的差值信号稳定性较好，进一步地，根据该差值信号计算获取探测器与目标物体之间的距离，计算结果更加准确，从而有效的提高了距离探测的精确度。

可选地，预设参数信息包括下述的一项或多项：探测器的坐标、探测器输出信号的波长、探测器的光学元件焦距、探测器的像元尺寸、像元与探测器中心的距离、目标物体表面的粗糙面的相关长度、目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差、预设差值信息、信号振幅。

预设函数包含预设光程差模型；预设光程差模型包含预设粗糙面模型，预设光程差模型根据预设参数信息和预设粗糙面模型输出探测器接收的信号光与本振光的光程差；预设函数用于根据预设参数信息和预设光程差模型，获取探测器输出的信号参数随时间的变化，其中，粗糙面模型用于输出目标物体的表面的粗糙程度。

可选地，以下实施例以频率调制方式为例进行解释说明。其中，探测器输出的信号参数可以为中频电流，根据中频电流获取差频信息，从而计算探测器与目标物体之间的距离。

需要说明的是，探测器输出的中频电流的稳定性(振幅变化)会受到多个参数的影响，不同的参数取值，中频电流振幅变化的程度不一样，采集信号时选取的信号时长也就不一样。本申请中，可以通过构建影响中频电流振幅变化的多个预设参数、与中频电流之间的函数对应关系，并进行实验仿真，根据仿真结果(各参数的不同取值，所对应的中频电流与时间之间的对应关系)，从而确定出目标时间长度对应的各个参数的最佳取值，这样，在进行距离探测时，可以通过确定出的各个参数的最佳取值，进行探测器以及目标物体参数的配置，并对探测器输出的中频电流进行采集，以进行探测器与目标物体之间距离的计算。

在一些实施例中，探测器输出的中频电流随时间的变换关系可以根据多个预设参数以及预设函数计算获取。其中，预设参数可以为上述所列举的一个或多个参数。

需要说明的是，目标物体表面的粗糙程度对探测器输出的中频电流的影响较大，可以先构建目标物体表面粗糙面模型，对于探测器向目标物体表面不同的位置发出探测信号时，上述预设参数的数值均可能存在不同。

图2为本申请实施例提供的一种探测光路示意图，如图2所示，L为目标物体与探测器的距离、L₁为探测器的光学元件焦距、R₁为像元与探测器中心的距离、d为探测器接收的目标物体反射的信号光的长度，其中，探测器接收的目标物体反射的信号光的长度d可以根据R₁、L以及L₁计算获得。可选地，探测器输出的中频电流可以根据预设参数以及预设光程差模型计算获取，其中，预设光程差模型可以根据上述建立的粗糙面模型以及探测器接收到的目标物体反射回来的信号光进行构建，而粗糙面模型以及探测器接收到的目标物体反射回来的信号光均可以根据预设参数计算获取。假设构建的粗糙面模型为H，那么预设光程差模型可以如下公式1所示：

在一些实施例中，粗糙面模型用于根据目标物体上待测点反射信号在探测器上对应的反射点坐标，输出待测点的高低起伏度；目标物体上待测点反射信号在探测器上对应的反射点坐标，根据目标物体上待测点的坐标、目标物体与探测器的距离、探测器的光学元件焦距、像元与探测器中心的距离、粗糙面的相关长度及粗糙面的高度起伏均方差确定。

如图2中所示，假设探测器上A′点的坐标为(x,y)，当探测器距离目标物体距离为L时，A′点处接收到目标物体表面A反射回来的信号光，由于探测器上A′点的坐标为已知，那么可以根据探测器上A′点的坐标反推计算出目标物体表面A点的坐标，其中，A的坐标可以表示为：g(x，y|L，L₁，R₁，l，δ)，那么A处表面的高低起伏度可以表示为h(g(x，y|L，L₁，R₁，l，δ))。需要说明的是，对于目标物体表面不同点处，由于(x，y)值的不同，从而通过h(g(x，y|L，L₁，R₁，l，δ))计算得到的高低起伏度也不同。其中，l为粗糙面的相关长度，δ为粗糙面的高度起伏均方差。需要说明的是，δ定义为随机粗糙面的高度起伏度h(x)的均方根，δ越小意味着表面越平滑。l表征粗糙面上两点的关联程度，距离为R的两点的相关函数为G(R)＝E[h(x)h(x+R)]，由于G(0)＝δ²，故可以用

来表示，当R→∞时，ρ(R)→0。我们把粗糙表面的相关长度定义为ρ(R)降至1/e时的距离R值，即为l，即ρ(l)＝e。l越大意味着表面越平滑。

需要说明的是，上述构建的粗糙面模型h(g(x，y|L，L₁，R₁，l，δ))仅为粗糙面模型的一种，在实际应用中，并不限制于本实施例中所构建的该粗糙面模型，还可以采用其他粗糙面模型。

可选地，根据上述建立的粗糙面模型、以及预设参数信息，可以得到预设光程差模型，也即，将构建的粗糙面模型h(g(x，y|L，L₁，R₁，l，δ))代入上述公式1中，得到预设的光程差模型为：

而进一步地，根据预设光程差模型、以及预设参数信息，可以得到探测器输出的中频电流关于时间(自变量)的计算公式，从而进行实验仿真。其中，探测器输出的中频电流关于时间的计算公式可以如公式2所示：

可选地，在上述计算得到探测器输出的中频电流的计算公式后，可以进一步进行实验仿真，具体地，可以针对各参数，进行不同的取值进行实验仿真，并根据仿真结果，获取各参数不同取值时，采集的中频电流的振幅随时间变化的规律，从而确定采集到稳定的中频电流时，各参数对应的最优取值，以进一步根据各参数的最优取值，进行探测器以及目标物体表面参数的设置。以在利用设置好的探测器进行距离探测时，探测结果精确度更高。

接下来，对实验仿真结果进行进一步研究，需要说明的是，对于每一个预设参数，均对应有相应的取值范围，在实验过程中，可以根据每个预设参数对应的取值范围，每次选取一个参数(除速度外)在范围内进行变化，确定该参数对中频电流变化的影响程度。限于计算压力，模拟中每隔一段时间观察几个周期的信号，将其绘制于图像上，可以看出中频电流的振幅随着时间的变化，从而判断出采集稳定中频电流的目标时间长度。如下表1为各预设参数对应的取值范围：

表1

具体仿真步骤，是利用粗糙面模型先得到目标物体表面起伏程度的矩阵以及相对应的位置矩阵W＝[w_ij]_M×M，目标物体表面由点(q_i-1，q_j-1)和点(q_i，q_j)构成的方形区域内，粗糙起伏为w_ij。根据这样一个给定的矩阵W以及公式2，我们研究探测器输出的中频电流随时间变化的规律。

图3为本申请实施例提供的探测器输出信号的波长取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图。其中，图3(1)、3(2)、3(3)、3(4)分别对应的波长λ取值为800nm、940nm、1100nm、1300nm。由图3可知，探测器输出信号的波长λ越长，探测器输出的中频电流信号越稳定。也即，探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与探测器输出信号的波长成正相关。

图4为本申请实施例提供的探测器的光学元件焦距取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图。其中，图4(1)、4(2)、4(3)、4(4)分别对应的焦距L₁取值为6mm、10mm、20mm、30mm。由图4可知，探测器的光学元件焦距L₁越大，探测器输出的中频电流信号越稳定。也即，探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与探测器的光学元件焦距大小成正相关。

图5为本申请实施例提供的探测器的像元尺寸取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图。其中，图5(1)、5(2)、5(3)、5(4)分别对应的像元尺寸取值为0.5um、1um、2um、3um。由图5可知，探测器的像元尺寸越大，探测器输出的中频电流信号越稳定。也即，探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与探测器的像元尺寸成正相关。

图6为本申请实施例提供的像元与探测器中心的距离取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图。其中，图6(1)、6(2)、6(3)、6(4)分别对应的像元与探测器中心的距离R₁取值为5um、20um、50um、100um。由图6可知，像元与探测器中心的距离R₁越大，探测器输出的中频电流信号越不稳定信号变化越剧烈。也即，探测器输出的信号参数随时间的稳定程度、与像元与探测器中心的距离成负相关。

图7为本申请实施例提供的目标物体与探测器的距离取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图。其中，图7(1)、7(2)、7(3)、7(4)分别对应的目标物体与探测器的距离L取值为1m、10m、100m、200m。由图7可知，目标物体与探测器的距离越大，探测器输出的中频电流信号越稳定。也即，探测器输出的信号参数随时间的稳定程度、与目标物体与探测器的距离成正相关。

图8为本申请实施例提供的目标物体表面粗糙程度取值不同，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图。其中，图8(1)、8(2)、8(3)、8(4)、8(5)、8(6)分别对应的目标物体表面粗糙程度取值为(l＝50λ，δ＝0.1λ)、(l＝50λ，δ＝0.2λ)、(l＝50λ，δ＝0.3λ)、(l＝100λ，δ＝0.2λ)、(l＝150λ，δ＝0.2λ)、(l＝300λ，δ＝0.2λ)，由图8可知，在50λ-300λ范围内，粗糙面的相关长度l越大，探测器输出的中频电流信号越稳定。粗糙面的高度起伏均方差δ越大，探测器输出的中频电流信号越不稳定，信号变化越剧烈。也即，探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与目标物体表面的粗糙面的相关长度成正相关；探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差成负相关。

综上，可得如下表2中所示的，各预设参数的不同取值，与探测器输出的信号参数的稳定性变化规律。

表2

可选地，由上面结论，如果已知探测器设置参数如下：波长λ：800nm；焦距L₁：6mm；像元尺寸：0.5um。

在一些实施例中，我们可以取以下参数值进行仿真模拟，最差情况：像元与探测器中心的距离：100um；目标物体与探测器的距离：1m；粗糙面的相关长度：l＝50λ；粗糙面的高度起伏均方差：δ＝0.3λ；物体移动速度：10m/s。

图9为本申请实施例提供的一种最差参数取值下，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图。由图9可知，最差参数取值情况下，稳定中频电流的时长为10us，也即对应于步骤S101中，目标时间长度为10us，考虑到物体移动速度最大为50m/s，稳定中频电流的最短时长为2us。

在另一些实施例中，我们可以取以下参数值进行仿真模拟，最好情况：像元与探测器中心的距离：100um；目标物体与探测器的距离：200m；粗糙面的相关长度：l＝300λ；粗糙面的高度起伏均方差：δ＝0.1λ；物体移动速度：10m/s。

图10为本申请实施例提供的一种最好参数取值下，探测器输出的中频电流与时间的对应关系示意图。由图10可知，最好参数取值情况下，稳定中频电流的时长为100us，也即对应于步骤S101中，目标时间长度为100us。

综合图9和图10、以及根据图9和图10得到的结论可见最差参数取值和最好参数取值情形下，对应的探测器输出的稳定中频电流的时长相差很大，因此实际操作可以取目标时间长度为2us。如果可以缩小参数范围，就可以获得更精确的时长。可选地，目标时间长度的取值也可以为2us-100us之间进行选取，具体可以根据时间情况进行进一步研究和获取。

可选地，根据上述的实验仿真，可以确定出上述步骤S101中的目标时间长度，进而可以根据该目标时间长度采集稳定的中频电流。从而进一步地根据采集的稳定的中频电流，计算获取差频信息。

可选地，本实施例中是以频率调制为例进行解释说明的，其中，探测器输出的信号参数为中频电流。在根据上述方法采集到稳定中频电流后，相应的，可以根据仿真器上显示的多个参数数据中，读取稳定中频电流对应的调制频差总宽、调制信号周期。可选地，差值信息可以对应为差频信息，其可以根据公式3：

计算得到，其中，B为调制频差总宽，T为调制信号周期，c为光速、L为目标物体与探测器的距离。这样，将上述获取的B、T的值代入公式3中，可以进一步计算得到差频信息。从而根据该差频信息，可以计算获取探测器与目标物体之间的距离。由于采集的中频信号的稳定性较好，从而使得获取的差频信息精确度较高，进一步地，计算得到的探测器与目标物体之间的距离准确度较好，从而有效的提高了距离探测的精确度。

综上，本实施例提供的一种距离探测方法，包括：根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定；根据稳定信号参数，计算获取差值信息；根据获取的差值信息，计算探测器与目标物体之间的距离。通过预设参数信息与预设函数确定目标时间长度，并根据确定的目标时间长度，采集探测器输出的信号参数，采集的信号参数稳定性更较好，从而使得从采集的信号参数中获取的差值信号稳定性较好，进一步地，根据该差值信号计算获取探测器与目标物体之间的距离，计算结果更加准确，从而有效的提高了距离探测的精确度。

图11为本申请实施例提供的一种距离探测装置的结构示意图，如图11所示，装置包括：采集模块301、第一计算模块302、第二计算模块303。

采集模块301，用于根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定，稳定信号参数包括：振幅波动在预设范围内的信号参数；探测器包括一像元阵列，像元阵列至少包括多个像元，稳定信号参数包括探测器的至少两个像元输出的波动范围在预设范围的信号参数；

第一计算模块302，用于根据稳定信号参数，计算获取差值信息；

第二计算模块303，用于根据获取的差值信息，计算探测器与目标物体之间的距离。

可选地，预设参数信息包括下述的一项或多项：探测器的坐标、探测器输出信号的波长、探测器的光学元件焦距、探测器的像元尺寸、像元与探测器中心的距离、目标物体表面的粗糙面的相关长度、目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差、预设差值信息、信号振幅；

预设函数包含预设光程差模型；预设光程差模型包含预设粗糙面模型，预设光程差模型根据预设参数信息和预设粗糙面模型输出探测器接收的信号光与本振光的光程差；预设函数用于根据预设参数信息和预设光程差模型，获取探测器输出的信号参数随时间的变化，其中，粗糙面模型用于输出目标物体的表面的粗糙程度。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

图12为本申请实施例提供的另一种距离探测装置的结构示意图，该装置可以集成于探测器或者探测器的芯片，该探测器可以是具备数据处理功能的计算设备。

该装置包括：处理器701、存储器702。

存储器702用于存储程序，处理器701调用存储器702存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种距离探测方法，其特征在于，包括：

根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，所述目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定，其中，所述预设参数信息为影响所述探测器输出的稳定信号参数随时间的稳定程度的参数，所述预设函数用于表征所述预设参数信息与所述稳定信号参数之间的对应关系；所述稳定信号参数包括：振幅波动在预设范围内的信号参数，所述探测器包括一像元阵列，所述像元阵列至少包括多个所述像元，所述稳定信号参数包括所述探测器的至少两个像元输出的波动范围在预设范围的信号参数；

根据所述稳定信号参数，计算获取差值信息；

根据获取的所述差值信息，计算所述探测器与目标物体之间的距离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设参数信息包括下述的一项或多项：所述探测器的坐标、所述探测器输出信号的波长、所述探测器的光学元件焦距、所述探测器的像元尺寸、像元与所述探测器中心的距离、所述目标物体表面的粗糙面的相关长度、所述目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差、预设差值信息、信号振幅；

所述预设函数包含预设光程差模型；所述预设光程差模型包含预设粗糙面模型，所述预设光程差模型根据所述预设参数信息和所述预设粗糙面模型输出探测器接收的信号光与本振光的光程差；所述预设函数用于根据所述预设参数信息和所述预设光程差模型，获取所述探测器输出的信号参数，其中，所述粗糙面模型用于输出所述目标物体表面的粗糙程度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粗糙面模型用于根据所述目标物体上待测点反射信号在所述探测器上对应的反射点坐标，输出所述待测点的高低起伏度；所述目标物体上待测点反射信号在所述探测器上对应的反射点坐标，根据所述目标物体上待测点的坐标、所述目标物体与探测器的距离、所述探测器的光学元件焦距、所述像元与探测器中心的距离、所述目标物体表面的粗糙面的相关长度及所述目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差确定。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设光程差模型根据所述预设参数信息和所述预设粗糙面模型输出探测器接收的信号光与本振光的光程差，包括：

所述预设光程差模型，根据公式

计算输出探测器接收的信号光与本振光的光程差；

其中，L为所述目标物体与所述探测器的距离，R₁为像元与所述探测器中心的距离，L₁为所述探测器的光学元件焦距，h(g(x,y|L,L₁,R₁,l,δ))为所述预设粗糙面模型。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述探测器输出信号的波长成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述探测器的光学元件焦距大小成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述探测器的像元尺寸成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度、与所述像元与探测器中心的距离成负相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度、与所述目标物体与所述探测器的距离成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述目标物体表面的粗糙面的相关长度成正相关；

所述探测器输出的信号参数随时间的稳定程度与所述目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差成负相关。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设函数用于根据所述预设参数信息和所述预设光程差模型，获取所述探测器输出的信号参数包括：

所述预设函数用于根据公式

获取所述探测器输出的信号参数；

其中，αA_sA_l为信号振幅，Δω为差频信息，λ为所述探测器输出信号的波长，(x,y)为所述探测器上预设点的坐标，l为目标物体表面的粗糙面的相关长度，δ为目标物体表面的粗糙面的高度起伏均方差。

7.一种距离探测装置，其特征在于，包括：采集模块、第一计算模块、第二计算模块；

所述采集模块，用于根据探测器输出的稳定信号参数的目标时间长度，采集稳定信号参数，其中，所述目标时间长度由预设参数信息与预设函数确定，其中，所述预设参数信息为影响所述探测器输出的稳定信号参数随时间的稳定程度的参数，所述预设函数用于表征所述预设参数信息与所述稳定信号参数之间的对应关系；所述稳定信号参数包括：振幅波动在预设范围内的信号参数；所述探测器包括一像元阵列，所述像元阵列至少包括多个所述像元，所述稳定信号参数包括所述探测器的至少两个像元输出的波动范围在预设范围的信号参数；

所述第一计算模块，用于根据所述稳定信号参数，计算获取差值信息；

所述第二计算模块，用于根据获取的所述差值信息，计算所述探测器与目标物体之间的距离。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设参数信息包括下述的一项或多项：所述探测器的坐标、所述探测器输出信号的波长、所述探测器的光学元件焦距、所述探测器的像元尺寸、像元与所述探测器中心的距离、所述目标物表面的粗糙面的相关长度、所述目标物表面的粗糙面的高度起伏均方差、预设差值信息、信号振幅；

所述预设函数包含预设光程差模型；所述预设光程差模型包含预设粗糙面模型，所述预设光程差模型根据所述预设参数信息和所述预设粗糙面模型输出探测器接收的信号光与本振光的光程差；所述预设函数用于根据所述预设参数信息和所述预设光程差模型，获取所述探测器输出的信号参数，其中，所述粗糙面模型用于输出所述目标物体的表面粗糙程度。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的程序指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述程序指令，以执行时执行如权利要求1至6任一所述的距离探测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述的距离探测方法的步骤。

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