CN112394365A - 散斑的追踪方法、测距模组、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

散斑的追踪方法、测距模组、电子设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种散斑的追踪方法、测距模组、电子设备及计算机可读存储介质。追踪方法包括：获取光投射器的当前温度、获取预设的参考散斑图及预设的温度‑位置模型、根据当前温度、温度‑位置模型、参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置、及根据第二位置追踪光接收器的像素阵列上接收的各斑点的第三位置。本申请实施方式的散斑的追踪方法、测距模组、电子设备及计算机可读存储介质能够追踪受温度影响产生偏移后的散斑照射到光接收器的位置，从而选通光接收器的像素阵列中第三位置处的像素，以使光接收器能够准确地接收到散斑，提高测距结果的准确性，同时还能够减少工作像素的数量，以节省功耗和传输的数据量，提高测距效率。

Description

散斑的追踪方法、测距模组、电子设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及测距技术领域，更具体而言，涉及一种散斑的追踪方法、测距模组、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，一些电子产品设有用于测距的测距模组，测距模组通过投射朝物体投射散斑，根据从投射散斑到接收到物体反射的散斑之间散斑的飞行时间获取电子产品与目标物之间的距离。然而，在温度的影响下可能散斑的位置发生偏移，导致测距模组无法准确接收到散斑，从而影响测距的准确性。
发明内容
本申请实施方式提供一种散斑的追踪方法、测距模组、电子设备及计算机可读存储介质。
本申请实施方式的散斑的追踪方法包括：获取光投射器的当前温度，所述光投射器包括光源阵列，所述光源阵列包括多个光源、获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型，所述温度-位置模型反应所述光投射器在不同温度下投射形成的各散斑图与参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量、根据所述当前温度、所述温度-位置模型、所述参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置、及根据所述第二位置追踪光接收器的像素阵列上接收的各斑点的第三位置。
本申请实施方式的测距模组包括光投射器、光接收器、及处理器。所述光投射器包括光源阵列，所述光源阵列包括多个光源。所述处理器用于：获取光投射器的当前温度、获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型、根据所述当前温度、所述温度-位置模型、所述参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置、及根据所述第二位置追踪光接收器的像素阵列上接收的各斑点的第三位置。
本申请实施方式的电子设备包括壳体及所述测距模组。所述测距模组包括光投射器、光接收器、及处理器。所述光投射器包括光源阵列，所述光源阵列包括多个光源。所述处理器用于：获取光投射器的当前温度、获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型、根据所述当前温度、所述温度-位置模型、所述参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置、及根据所述第二位置追踪光接收器的像素阵列上接收的各斑点的第三位置。
本申请实施方式的非易失性计算机可读存储介质包含计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器实现如下追踪方法：获取光投射器的当前温度，所述光投射器包括光源阵列，所述光源阵列包括多个光源、获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型，所述温度-位置模型反应所述光投射器在不同温度下投射形成的各散斑图与参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量、根据所述当前温度、所述温度-位置模型、所述参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置、及根据所述第二位置追踪光接收器的像素阵列上接收的各斑点的第三位置。
本申请实施方式的散斑的追踪方法、测距模组、电子设备及计算机可读存储介质能够追踪受温度影响产生偏移后的散斑照射到光接收器的位置，从而选通光接收器的像素阵列中第三位置处的像素，以使光接收器能够准确地接收到散斑，提高测距结果的准确性，同时还能够减少工作像素的数量，以节省功耗和传输的数据量，提高测距效率。
本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请某些实施方式的散斑的追踪方法的流程示意图；
图2是本申请某些实施方式的测距模组的结构示意图；
图3是本申请某些实施方式的电子设备的结构示意图；
图4是本申请某些实施方式的测距模组投射散斑的示意图；
图5是本申请某些实施方式的散斑的追踪方法的流程示意图；
图6是本申请某些实施方式的散斑图及斑点的偏移量的示意图；
图7是本申请某些实施方式的散斑的追踪方法的流程示意图；
图8是本申请某些实施方式的散斑的追踪方法的流程示意图；
图9是本申请某些实施方式的像素阵列的示意图；
图10是本申请某些实施方式的散斑的追踪方法的流程示意图；
图11是本申请某些实施方式的像素阵列的示意图；
图12是本申请某些实施方式的计算机可读存储介质和处理器的连接状态示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。
请参阅图1及图2，本申请实施方式提供一种散斑的追踪方法。该追踪方法包括：
01：获取光投射器10的当前温度，光投射器10包括光源阵列11，光源阵列11包括多个光源；
02：获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型，温度-位置模型反应光投射器10在不同温度下投射形成的各散斑图与参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；
03：根据当前温度、温度-位置模型、参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置；及
04：根据第二位置追踪光接收器20的像素阵列21上接收的各斑点的第三位置。
请参阅图2，本申请实施方式还提供一种测距模组100，测距模组100可用于如图3所示的电子设备1000，使电子设备1000具有测距功能。测距模组100包括光投射器10、光接收器20、及处理器30。处理器30用于执行01、02、03、和04中的方法。即，处理器30用于获取光投射器10的当前温度、获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型、根据当前温度、温度-位置模型、参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置、及根据第二位置追踪光接收器20的像素阵列21上接收的各斑点的第三位置。
具体地，测距模组100通过Spot-dTOF(散斑-飞行时间测距)技术实现测距功能。在测距时，测距模组100朝物体投射散斑，并接收自物体反射的散斑。测距模组100能够根据自投射散斑的时间到测距模组100接收到物体反射回的散斑的时间之间的时间差(即散斑的飞行时间)及散斑的飞行速度计算出测距模组100与物体之间的距离。例如图2所示，若测距模组100于t1时刻朝物体投射散斑，于t2时刻接收到物体反射回的散斑，则散斑的飞行时间△t＝t2-t1，若预先测得有散斑的飞行速度为v，则测距模组100与物体之间的距离d＝v*△t/2。
光接收器20用于接收物体反射回的散斑。光接收器20包括多个像素组成的像素阵列21，例如包括多个SPAD(单光子雪崩二极管)像素组成的SPAD阵列。当光接收器20的像素接收到物体反射回的散斑时会产生接收信号，从而可以根据接收信号产生的时间获取测距模组100接收到被物体反射回的散斑的时刻。
光投射器10包括具有多个光源的光源阵列11。光源阵列11中，每个光源可以独立开启或关闭，以根据需要开启光源阵列11中预定数量的光源投射光束。光投射器10还可包括准直镜12及衍射光学元件13(Diffractive Optical Elements，DOE))，以使光投射器10能够投射符合要求的散斑。准直镜12用于调节各光源所投射的光束的方向，使各光源所投射的光束平行。光源阵列11投射的光束经过衍射光学元件13后能够发生衍射，并在一定距离处产生干涉，形成特定的光强分布。
为了避免像素受到噪声信号的干扰，光投射器10的光源阵列11可以是一种激光阵列，例如垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)、边缘发射半导体激光器(edge-emitting semiconductor lasers，EEL)、和红外发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等激光阵列，使光投射器10投射的散斑具有一定的信号强度，能够与环境中的噪声信号区分开，以确保接收器仅在接收到物体反射回的散斑时才产生接收信号，避免接收器受噪声信号干扰而误产生接收信号导致通过散斑的飞行时间计算距离的测距结果不准确。
为了节省功耗，光接收器20可仅选通散斑照射到的像素，其余像素不选通。不选通的像素不耗电，也不会输出数据，只有被选通的像素才会工作，如此能够节省功耗和传输的数据量，同时能够减少数据的处理量以提高测距效率。
由于受温度影响，光投射器10所投射的散斑可能偏移预定位置，因此预设选通的像素可能接收不到散斑，且散斑可能照射到预设不选通的像素位置，从而导致实际接收到散斑的像素数量小于理论上应该接收到散斑的像素数量，造成测距结果不准确。
具体地，在不考虑温度影响的前提下，本申请的散斑的追踪方法及测距模组100能够根据预先获取的参考散斑图获取自物体反射回的散斑照射在光接收器20的像素阵列21上的位置，即预测自物体反射回的散斑出现在像素阵列21的哪些像素，以开启对应的像素接收散斑，并关闭其他像素以节省功耗和传输的数据量。其中，参考散斑图是在不考虑温度影响的前提下，测距模组距离标定模板预定距离处时，拍摄到的光投射器10朝标定模板投射的散斑获取的散斑图。
请结合图4，处理器30能够根据斑点B1在参考散斑图S0中的位置R1，通过三角测距法等计算方法确定光投射器10距离物体任意距离处朝物体投射散斑时拍摄的散斑图Sx中，与斑点B1同一光源L1投射的斑点D1的位置Rx，从而可以在不考虑温度影响的前提下，根据参考散斑图追踪光投射器朝距离测距模组任意距离处的物体投射的散斑。
考虑温度的影响，本申请的散斑的追踪方法及测距模组100能够获取光投射器10的当前温度、预设的参考散斑图、及预设的温度-位置模型。参考散斑图中，各斑点位于第一位置，即在不考虑温度影响的前提下各斑点在光接收器20的像素阵列21的位置。根据当前温度、温度-位置模型、及参考散斑图中各斑点的第一位置可以获取各斑点的第二位置，即考虑温度影响后预测的自物体反射回的散斑斑点出现在像素阵列21的位置。根据第二位置可以实现对像素阵列21上接收的各斑点的第三位置的追踪，即追踪自物体反射回的散斑斑点实际出现在像素阵列21的位置。
综上，本申请的散斑的追踪方法及测距模组100能够追踪受温度影响产生偏移后的散斑照射到光接收器20的位置，从而选通光接收器20的像素阵列21中第三位置处的像素，以使光接收器20能够准确地接收到散斑，提高测距结果的准确性，同时还能够减少工作像素的数量，以节省功耗和传输的数据量，提高测距效率。
请参阅图5，在某些实施方式中，散斑的追踪方法还包括：
05：在不同检测温度下，拍摄光投射器10朝标定模板投射的样本散斑以获取多个样本散斑图；
06：比较每个样本散斑图与参考散斑图中同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；及
07：根据位置偏移量及对应的检测温度建立光源阵列11投射形成的各斑点的温度-位置模型。
请结合图2，在某些实施方式中，光接收器20用于执行05中的方法，处理器30还用于执行06及07中的方法。即，光接收器20用于在不同检测温度下，拍摄光投射器10朝标定模板投射的样本散斑以获取多个样本散斑图。处理器30还用于比较每个样本散斑图与参考散斑图中同一光源投射形成的斑点的位置偏移量、及根据位置偏移量及对应的检测温度建立光源阵列11投射形成的各斑点的温度-位置模型。
散斑图与像素阵列21对应，通过斑点在散斑图上的位置可以对应地获取这个斑点经物体反射后照射到像素阵列21上的位置。即，散斑图中斑点的位置与该斑点在像素阵列21的位置存在一一对应的关系，只需确定斑点在散斑图中的位置即可获取该斑点经物体反射后照射到像素阵列21上的位置。
温度-位置模型反应光投射器10在不同温度下投射形成的各散斑图与参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移。在获取温度-位置模型后，可以根据投射器的当前温度、参考散斑图中的各斑点的第一位置、及温度-位置模型获取受当前温度影响而发生偏移的斑点的位置，以实现对散斑的追踪。
请结合图6，建立温度-位置模型需要在不同检测温度下拍摄光投射器10朝标定模板投射的样本散斑以获取多个样本散斑图。标定模板为距离测距模组100预定距离处的物体。受温度影响，样本散斑图中与参考散斑图中同一光源投射形成的斑点的位置将发生偏移。
例如，图6所示的参考散斑图S0(可以在标准室温度25℃)中，斑点B1由光源阵列11中的光源L1投射形成，斑点B2由光源阵列11中的光源L2投射形成，若当前温度为30℃的条件下获取样本散斑图S1，在样本散斑图S1中，斑点C1由光源阵列11中的光源L1投射形成，斑点C2由光源阵列11中的光源L2投射形成，因此，在比较斑点的位置偏移时，因当将由同一光源L1投射形成的斑点B1及斑点C1进行比较，将由同一光源L2投射形成的斑点B2及斑点C2进行比较，即可以将样本散斑图中的斑点C1的位置与参考散斑图中的斑点B1的位置做比较，以获取斑点C1的位置相对斑点B1的位置偏移的偏移量A1；将样本散斑图中的斑点C2的位置与参考散斑图中的斑点B2的位置做比较，以获取斑点C2的位置相对斑点B2的位置偏移的偏移量A2。
偏移量A1是具有方向的向量，偏移量A1能够反映出温度为30℃时，由光源L1投射形成的斑点相较于参考散斑图中由光源L1投射形成的斑点B1受温度影响的偏移趋势，以能够根据参考散斑图中的斑点B1及斑点B1对应的偏移量A1预测L1投射形成的斑点在散斑图中的位置。假设当前温度为30℃时，光源L1投射形成有斑点D1，若不考虑温度影响，则斑点D1在散斑图的位置应该在斑点B1的位置处，或在靠近斑点B1的位置处；若考虑温度影响，则偏移量A1能够一定程度反映斑点D1受温度影响下相较于斑点B1的偏移趋势，斑点D1在散斑图的位置大概率在斑点C1的位置处，或者在靠近斑点C1的位置处。
若光投射器10投射的散斑包括n个斑点，则可以将在温度Ti(i＝1，2，……，m)下获取的m个样本散斑图与参考散斑图比较以获取参考散斑图中斑点Bi(i＝1，2，……，n)的m个偏移量Ai(i＝1，2，……，n)。可以根据温度Ti和偏移量Ai建立温度-位置模型，以获取温度Ti与偏移量Ai的对应关系，即可在任意温度下根据当前的温度获取与当前温度对应的偏移量。
在一个实施例中，温度-位置模型是在使用装有测距模组100的电子设备1000时，根据不断累积的温度-位置数据建立的模型。例如，在温度-位置模型中包含多个温度区间与散斑位置的对应关系，温度区间可以是每间隔5℃、10℃、15℃、等温差建立一个温度区间，在此不做限制。使用电子设备1000的测距功能时，先获取光投射器10的当前温度，若温度-位置模型中没有当前温度所在的温度区间与散斑位置的对应关系，则电子设备1000提示用户在当前温度下拍摄标定模板以获取当前温度所在的温度区间的样本散斑图，再根据当前温度区间的样本散斑图及预先内置的参考散斑图获取当前温度区间下参考散斑图中各斑点位置的偏移量，即获取当前温度区间与散斑位置的对应关系，并将当前温度区间与散斑位置的对应关系更新至温度-位置模板，之后在光投射器10的当前温度为此温度区间内的任意温度时，无需重新拍摄样本散斑图，仅需直接调用温度-位置模板中该温度区间的数据即可。当电子设备1000在各个温度区间均拍摄过样本散斑图后，即可完成温度-位置模型中全部的温度区间与散斑位置的对应关系的获取，即温度-位置模型建立完成，无需再拍摄不同温度区间对应的样本散斑图积累数据。
在另一个实施例中，在装有测距模组100的电子设备1000出厂前预先做大量的测试以建立温度-位置模型。例如，随机挑选多台装有测距模组100的电子设备1000放置于高低温箱内并固定，电子设备1000朝固定距离处的标定模板投射散斑，从-20℃至80℃，每升温5℃后，待测距模组100的温度稳定时拍摄一次标定模板获取样本散斑图。在采集各温度下各台电子设备1000的测距模组100拍摄的样本散斑图后，比较由同一光源投射的斑点在样本散斑图中的位置相较于在参考散斑图中的位置发生的位置变化以获取此斑点的偏移量，统计所有斑点在每个温度下的偏移量建立温度-位置模型，温度-位置模型包含温度与散斑位置的对应关系，如此，可以根据温度与散斑位置的对应关系预测任意温度下由同一光源投射的斑点在散斑图中的位置相较于在参考散斑图中的位置的偏移量。
综上，在建立温度-位置模型后即可获取任意温度下由同一光源投射的斑点在散斑图中的位置相较于在参考散斑图中的位置的偏移量。在使用测距模组100测距时，能够根据参考散斑图的斑点及该斑点的偏移量预测光投射器10投射的散斑在散斑图的位置，以追踪斑点的位置，实现准确接收散斑。
请参阅图7，在某些实施方式中，03：根据当前温度、温度-位置模型、参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置，包括：
031：获取参考散斑图中的各斑点的第一位置；
033：根据当前温度及温度-位置模型获取参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；及
035：根据第一位置及位置偏移量获取第二位置。
请结合图2，在某些实施方式中，处理器30还用于执行031、033、及035中的方法。即，处理器30还用于获取参考散斑图中的各斑点的第一位置、根据当前温度及温度-位置模型获取参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量、及根据第一位置及位置偏移量获取第二位置。
假设考虑温度的影响，预测光投射器10投射的斑点为Di(i＝1，2，……，n)，参考散斑图中的斑点为Bi(i＝1，2，……，n)，斑点Di与斑点Bi由同一光源Li(i＝1，2，……，n)投射形成，斑点Bi在参考散斑中的位置即为第一位置。则可以根据斑点Bi的第一位置及斑点Bi的第一位置对应的偏移量Ai获取斑点Di在散斑图的预测位置。由于散斑图中斑点的位置与该斑点在像素阵列21的位置具有对应关系，因此可以根据斑点Di在散斑图的预测位置获取斑点Di在像素阵列21的位置，斑点Di在像素阵列21的位置即为光源Li投射形成的斑点的第二位置。其中，斑点Bi的第一位置对应的偏移量Ai可根据当前温度从温度-位置模型中直接获取。
获取斑点的第二位置后，即可使在像素阵列21的对应位置追踪散斑的各斑点，获取斑点实际照射到像素阵列21的位置，即获取斑点的第三位置，实现对受温度影响发生偏移的斑点的追踪，以准确接收散斑。获取斑点的第三位置后，可以选通第三位置的像素，关闭第三位置以外的像素，以实现在准确接收散斑前提下关闭部接收散斑的像素，从而节省功耗和数据传输量，提高检测效率。
请参阅图8及图9，在某些实施方式中，04：根据第二位置追踪光接收器20的像素阵列21上接收的各斑点的第三位置，还包括：
041：在像素阵列21中选取与第二位置对应的检测区域；
043：开启检测区域内的像素以检测斑点；及
045：根据检测到斑点的像素的位置获取第三位置。
请参阅图2，在某些实施方式中，处理器30还用于执行041、043、及045中的方法。即，处理器30还用于在像素阵列21中选取与第二位置对应的检测区域、开启检测区域内的像素以检测斑点、及根据检测到斑点的像素的位置获取第三位置。
具体地，第二位置是预测的斑点出现在像素阵列21的位置，只能表示在像素阵列21中，斑点大概率出现在第二位置，而不能确定斑点在像素阵列21的实际位置。因此，可以根据第二位置，在像素阵列21中与第二位置对应的检测区域检测斑点，以检测斑点在像素阵列21的实际位置。斑点在像素阵列21的实际位置即为需要获取的第三位置。
在某些实施方式中，如图9所示，初始的检测区域可包括第二位置对应的像素P0、与像素P0相邻一行的像素、及与像素P0相邻一列的像素，即检测区域包括像素P0在内的9个像素。若在检测区域的任一像素检测到斑点，则检测到斑点的像素的位置确定为第三位置；若检测区域的所有像素均未检测到斑点，则扩大检测区域的范围，加入新的像素检测斑点，直至检测区域内任意像素检测到斑点。例如，可以扩大检测区域的范围，使检测区域包括第二位置对应的像素P0、与像素P0相邻两行的像素、及与像素P0相邻两列的像素，即检测区域包括像素P0在内的25个像素。若扩大后的检测区域内任然没有像素检测到斑点，则继续扩大检测区域的范围，使检测区域包括第二位置对应的像素P0、与像素P0相邻三行的像素、及与像素P0相邻三列的像素。
扩大检测区域的范围还可以是扩大像素P0上侧行像素的数量、扩大像素P0下侧行像素的数量、扩大像素P0左侧列像素的数量、及扩大像素P0右侧列像素的数量中的一种或多种的组合，在此不做限定。
例如，检测区域包括第二位置对应的像素P0、与像素P0相邻一行的像素P1、及与像素P0相邻一列的像素P1，即检测区域包括像素P0在内的9个像素。若检测区域内没有像素检测到斑点，则扩大检测区域，使检测区域包括像素P0、像素P1、及像素P2在内的13个像素。若仍没有像素检测到斑点，则扩大检测区域，使检测区域包括像素P0、像素P1、像素P2、像素P3在内的17个像素。
在某些实施方式中，在检测区域的范围达到预设范围时，即使检测区域中仍然没有像素检测到斑点，也不继续扩大检测区域的范围，而是重新使检测区域的像素再次检测斑点，若检测区域的所有像素检测散斑的次数达到预定次数时仍然没有像素检测到斑点，则停止检测区域的像素对斑点的检测，认为第三位置不在此检测区域。其中，预定次数可以为0次、1次、2次、3次、4次、5次等，在此不一一列举。
例如，检测区域包含的像素数量为9个，预设范围为49个像素，预定次数为1次。若在检测区域的9个像素中没有检测到散斑，则扩大检测区域的范围，使检测区域包含25个像素。若在检测区域的25个像素中仍然没有检测到散斑，则扩大检测区域的范围，使检测区域包含49个像素。若在检测区域的49个像素中仍然没有检测到散斑，则再次在检测区域的49个像素中检测散斑，若仍未检测到散斑，则停止检测区域的像素对斑点的检测，认为第三位置不在此检测区域，完成此检测区域对第三位置的获取。
第三位置即为追踪到的散斑的斑点实际照射在像素阵列21上的位置。获取光接收器20的像素阵列21上接收的各斑点的第三位置后即可根据第三位置控制像素阵列21上各像素的选通情况，以关闭不接收散斑的像素，实现节省能量及减少数据传输量，提高检测效率。
请参阅图10，在某些实施方式中，散斑的追踪方法还包括：
08：保持第三位置的像素开启；及
09：关闭第三位置之外的像素。
请参阅图2，在某些实施方式中，处理器30还用于执行08及09中的方法。即，处理器30还用于保持第三位置的像素开启、及关闭第三位置之外的像素。
请结合图11，例如在像素阵列21中，像素P1、像素P2、像素P3、及像素P4为某一检测区域内的所有像素。在获取第三位置时，开启像素P1、像素P2、像素P3、及像素P4以检测斑点。若像素P2检测到斑点，则将像素P2的位置确定为第三位置。以此类推，在像素阵列21中能够获取到多个第三位置。在所有检测区域完成对第三位置的获取后，保持所有第三位置对应的像素开启，并关闭第三位置之外的像素。如此，能够节省能量并减少数据传输量，能够提高检测效率。
请参阅图3，本申请实施方式还提供一种电子设备1000。电子设备1000包括壳体200及上述任一实施方式的测距模组100。电子设备1000可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、游戏机、头显设备、激光尺等设备，测距模组100用于检测电子设备1000与物体之间的距离。
请参阅图12，本申请实施方式还提供一种包含计算机程序401的非易失性计算机可读存储介质400。当计算机程序401被处理器30执行时，使得处理器30执行上述任一实施方式的追踪方法。
请结合图2，例如，当计算机程序401被处理器30执行时，使得处理器30执行01、02、03、04、05、06、07、08、09、031、033、035、041、043、及045中的方法。例如执行以下追踪方法：
01：获取光投射器10的当前温度，光投射器10包括光源阵列11，光源阵列11包括多个光源；
02：获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型，温度-位置模型反应光投射器10在不同温度下投射形成的各散斑图与参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；
03：根据当前温度、温度-位置模型、参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置；及
04：根据第二位置追踪光接收器20的像素阵列21上接收的各斑点的第三位置。
又例如，当计算机程序401被处理器30执行时，使得处理器30执行以下追踪方法：
05：获取多个样本散斑图；
06：比较每个样本散斑图与参考散斑图中同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；
07：根据位置偏移量及对应的检测温度建立光源阵列11投射形成的各斑点的温度-位置模型。
01：获取光投射器10的当前温度，光投射器10包括光源阵列11，光源阵列11包括多个光源；
02：获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型，温度-位置模型反应光投射器10在不同温度下投射形成的各散斑图与参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；
03：根据当前温度、温度-位置模型、参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置；
04：根据第二位置追踪光接收器20的像素阵列21上接收的各斑点的第三位置。
08：保持第三位置的像素开启；及
09：关闭第三位置之外的像素。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个例子中”、“示例地”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种散斑的追踪方法，其特征在于，
获取光投射器的当前温度，所述光投射器包括光源阵列，所述光源阵列包括多个光源；
获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型，所述温度-位置模型反应所述光投射器在不同温度下投射形成的各散斑图与参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；
根据所述当前温度、所述温度-位置模型、所述参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置；及
根据所述第二位置追踪光接收器的像素阵列上接收的各斑点的第三位置。
2.根据权利要求1所述的追踪方法，其特征在于，还包括：
在不同检测温度下，拍摄所述光投射器朝标定模板投射的样本散斑以获取多个样本散斑图；
比较每个所述样本散斑图与所述参考散斑图中同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；及
根据所述位置偏移量及对应的所述检测温度建立所述光源阵列投射形成的各斑点的所述温度-位置模型。
3.根据权利要求1所述的追踪方法，其特征在于，所述根据所述当前温度、所述温度-位置模型、所述参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置，包括：
获取参考散斑图中的各斑点的第一位置；
根据所述当前温度及所述温度-位置模型获取参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；及
根据所述第一位置及所述位置偏移量获取所述第二位置。
4.根据权利要求1所述的追踪方法，其特征在于，所述像素阵列包括多个像素，所述根据所述第二位置追踪光接收器的像素阵列上接收的各斑点的第三位置，包括：
在所述像素阵列中选取与所述第二位置对应的检测区域；
开启所述检测区域内的像素以检测所述斑点；及
根据检测到所述斑点的所述像素的位置获取所述第三位置。
5.根据权利要求1所述的追踪方法，其特征在于，还包括：
保持所述第三位置的所述像素开启；及
关闭所述第三位置之外的所述像素。
6.一种测距模组，其特征在于，包括光投射器、光接收器、及处理器，所述光投射器包括光源阵列，所述光源阵列包括多个光源，所述处理器用于：
获取光投射器的当前温度；
获取预设的参考散斑图及预设的温度-位置模型，所述温度-位置模型反应所述光投射器在不同温度下投射形成的各散斑图与参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；
根据所述当前温度、所述温度-位置模型、所述参考散斑图中的各斑点的第一位置获取各斑点的第二位置；及
根据所述第二位置追踪光接收器的像素阵列上接收的各斑点的第三位置。
7.根据权利要求6所述的测距模组，其特征在于，所述光接收器用于：
在不同检测温度下，拍摄所述光投射器朝标定模板投射的样本散斑以获取多个样本散斑图；
所述处理器还用于：
比较每个所述样本散斑图与所述参考散斑图中同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；及
根据所述位置偏移量及对应的所述检测温度建立所述光源阵列投射形成的各斑点的所述温度-位置模型。
8.根据权利要求6所述的测距模组，其特征在于，所述处理器还用于：
获取参考散斑图中的各斑点的第一位置；
根据所述当前温度及所述温度-位置模型获取参考散斑图中由同一光源投射形成的斑点的位置偏移量；及
根据所述第一位置及所述位置偏移量获取所述第二位置。
9.根据权利要求6所述的测距模组，其特征在于，所述处理器还用于：
在所述像素阵列中选取与所述第二位置对应的检测区域；
开启所述检测区域内的像素以检测所述斑点；及
根据检测到所述斑点的所述像素的位置获取所述第三位置。
10.根据权利要求6所述的测距模组，其特征在于，所述处理器还用于：
保持所述第三位置的所述像素开启；及
关闭所述第三位置之外的所述像素。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
壳体；及
权利要求6-10任意一项所述的测距模组，所述测距模组用于检测所述电子设备与物体之间的距离。
12.一种包含计算机程序的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现权利要求1至5任意一项所述的追踪方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113176579A (zh) * 2021-03-01 2021-07-27 奥比中光科技集团股份有限公司 光斑位置自适应搜索方法、时间飞行测距系统及测距方法
CN113687386A (zh) * 2021-07-07 2021-11-23 曜芯科技有限公司 成像系统以及相关电子装置
CN114332014A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 合肥瑞识智能科技有限公司 一种投射器质量评测方法、装置、设备及存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1724969A (zh) * 2004-07-13 2006-01-25 株式会社米姿托约 提高基于散斑图像的相关位移传感器精度的系统和方法
CN108668078A (zh) * 2018-04-28 2018-10-16 Oppo广东移动通信有限公司 图像处理方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备
CN108711167A (zh) * 2018-05-15 2018-10-26 深圳奥比中光科技有限公司 深度成像系统及其温度误差校正方法
CN108716983A (zh) * 2018-04-28 2018-10-30 Oppo广东移动通信有限公司 光学元件检测方法和装置、电子设备、存储介质
CN109327653A (zh) * 2018-10-31 2019-02-12 Oppo广东移动通信有限公司 图像获取方法、图像获取装置、结构光组件及电子装置
CN109491080A (zh) * 2018-12-13 2019-03-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种实现多模光纤出射光斑逐点聚焦的方法与系统
CN111721239A (zh) * 2020-07-22 2020-09-29 上海图漾信息科技有限公司 深度数据测量设备和结构光投射装置
CN112038361A (zh) * 2020-09-08 2020-12-04 上海大芯半导体有限公司 距离传感器像素阵列结构、距离传感器及工作方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1724969A (zh) * 2004-07-13 2006-01-25 株式会社米姿托约 提高基于散斑图像的相关位移传感器精度的系统和方法
CN108668078A (zh) * 2018-04-28 2018-10-16 Oppo广东移动通信有限公司 图像处理方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备
CN108716983A (zh) * 2018-04-28 2018-10-30 Oppo广东移动通信有限公司 光学元件检测方法和装置、电子设备、存储介质
CN108711167A (zh) * 2018-05-15 2018-10-26 深圳奥比中光科技有限公司 深度成像系统及其温度误差校正方法
CN109327653A (zh) * 2018-10-31 2019-02-12 Oppo广东移动通信有限公司 图像获取方法、图像获取装置、结构光组件及电子装置
CN109491080A (zh) * 2018-12-13 2019-03-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种实现多模光纤出射光斑逐点聚焦的方法与系统
CN111721239A (zh) * 2020-07-22 2020-09-29 上海图漾信息科技有限公司 深度数据测量设备和结构光投射装置
CN112038361A (zh) * 2020-09-08 2020-12-04 上海大芯半导体有限公司 距离传感器像素阵列结构、距离传感器及工作方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113176579A (zh) * 2021-03-01 2021-07-27 奥比中光科技集团股份有限公司 光斑位置自适应搜索方法、时间飞行测距系统及测距方法
CN113687386A (zh) * 2021-07-07 2021-11-23 曜芯科技有限公司 成像系统以及相关电子装置
CN114332014A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 合肥瑞识智能科技有限公司 一种投射器质量评测方法、装置、设备及存储介质
CN114332014B (zh) * 2021-12-29 2024-05-24 合肥瑞识智能科技有限公司 一种投射器质量评测方法、装置、设备及存储介质

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