CN112698309A - 一种tof距离探测中多路径抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TOF距离探测中多路径抑制方法，包含光发射模块，光接收模块和处理模块，所述光发射模块发射探测激光，所述光接收模块的至少部分在探测中的至少部分时间段获得经被探测物的直接反射返回的第一距离信号光和由于多径干扰而返回的干扰光，所述处理模块控制所述光发射模块输出至少5组不同频率且时序不交叠的发射光，所述接收模块获得的多于一个相位延时接收的数据包含所述至少5组不同频率发射光获得的包含多径干扰信息的结果，所述处理模块依据所述接收模块获得的信息处理多于一个相位延时接收的数据获得最终不包含多径干扰的第一距离数据，利用本发明的方案基于干扰综合影响的假定通过五组不同频率发射光对应回波，最终得到不包含多径干扰的探测距离结果。

Description

一种TOF距离探测中多路径抑制方法

技术领域

本申请涉及TOF距离探测技术领域，特别涉及一种ITOF距离探测过程中能够抑制多路径干扰的方法。

背景技术

作为一种在场景中测量与物体相距的距离的方法，飞行时间(TOF)技术被开发出来。这种TOF技术可以应用于各种领域，如汽车工业、人机界面和游戏、机器人等。一般来说，TOF技术的工作原理是用光源发出的已调制光照射场景，并观察场景中物体反射的反射光。ITOF(间接飞行时间测距)可以通过测量发射光和反射光之间的相位差，计算出与物体相距的距离，ITOF在现有的3D成像系统例如手机、汽车上具有越来越广泛的应用，在安防领域、3D地图、人脸人像识别等等方向使用也具有越来越广泛。

在使用这种传统的ITOF技术的距离测量装置中，多路径干扰可能影响所测距离的精度，由于多径干扰接收部的至少部分单元不仅接收由视场内被探测物直接反射的包含准确距离的返回光信息，还包含了由于视场内由于存在例如具有高反射率材料，导致的探测光经高反射率材料反射至被探测物，进而形成多径影响的干扰返回光信息，当然实际探测中视场内也存在从一个或多个对象的两个或多个不同表面反射时，存在多径干扰，因而来自相邻近区域的不同光线由于相对较短的路径而得到不同的相位延时，现有的ITOF距离测量装置是根据返回的混合相位信息来计算距离的。因此，计算的距离将包括了由多路径干扰引起的误差值，这将导致测量的结果不能体现真实的距离，在深度图像获取的应用中将导致深度图像结果与视场内的真实场景相差甚大。

现有技术提出了一种基于光接收器的曝光量检测多路径误差的技术。在现有技术中，光发射器发射照亮给定区域的光。该区域被划分为多个子区域，并且控制器被配置为控制光发射器以改变每个子区域的发射光量，从而在不同的时间发射不同的光发射模式(或者直接采用条纹或者其他方案构造结构光)。控制器计算每个子区域的光接收器处接收的曝光量，并根据所计算的曝光量检测多路径误差。具体地，控制器在第一时序计算在第一发射模式下光接收器处的曝光量，然后控制器在第二时序计算在第二发射模式下光接收器处的曝光量。基于在第一时序计算的曝光量与在第二时序计算的曝光量之间的差异，控制器确定是否发生多路径误差，然而，根据该技术为了检测多路径误差，必须在两种不同的光发射模式(即在第一时序和第二时序)计算曝光量或者设计适应性的结构光等等。

“CN205621076U，具有多路径干扰减轻的尺寸标注系统”提出了一种改善和制约该多径干扰现象的方法，其实现方式为设计一个光束场景的自适应调节结构，例如可调整的镜头，通过自适应地先进行探测获得视场基本信息进而调整发射光的投射光束，从而使得光源输出的投射光限定了扩散角，对于感兴趣的物体或者对象进行重点投射，从而获得准确的探测结果消除了多径现象的影响，这种方法具有一定的实用性，但是对于视场内多对象关注的场景具有一定的限制性，同时在需要配合图像获取或者处理方法同时配合扩散角调整方案使得整个方案的复杂性较高，如何能够实现在具有足够的扩散角保证视场范围足够，并且不改变现有探测系统结构的前提下，通过信号处理和场景适应性分辨甄别，启动多路径抑制方法，并最终获得消除多径干扰的准确结果输出方案是亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种TOF距离探测中多路径抑制方法及测距系统，以解决现有技术不能够针对场景准确获得被探测目标在多径影响下的距离信息的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种TOF距离探测中多路径抑制方法，包含光发射模块，光接收模块和处理模块，所述光发射模块发射探测激光，所述光接收模块的至少部分在探测中的至少部分时间段获得经被探测物的直接反射返回的第一距离信号光和由于多径干扰而返回的干扰光，所述处理模块控制所述光发射模块输出至少5组不同频率且时序不交叠的发射光，所述接收模块获得的多于一个相位延时接收的数据包含所述至少5组不同频率发射光获得的包含多径干扰信息的结果，所述处理模块依据所述接收模块获得的信息处理多于一个相位延时接收的数据获得最终不包含多径干扰的第一距离数据。

可选地，所述多径干扰影响被归一化为干扰距离信号，所述处理模块依照第一距离信号和所述干扰距离信号控制所述光发射模块输出所述至少5组不同频率的发射光。

可选地，所述光发射模块输出发射光的波形为正弦波、方波、锯齿波或者类正弦波等等中的至少一种。

可选地，所述至少5组不同频率发射光的频率按照等差数列、等比数列、指数排列、对数排列、Rosin分布等等至少一种排布。

可选地，所述至少5组不同频率发射光的频率按照等差数列排布。

可选地，所述接收模块用四延时相位接收方案获得至少5组不同发射光频率对应的每一频率获得的返回光信号。

可选地，所述处理模块获得至少5组不同频率返回光包含多径干扰信息的多组复数序列信息。

可选地，所述处理模块按照矩阵束处理方法、频谱估计方法或普估计的最大似然方法等等至少之一的信号分离方法处理所述至少5组不同频率返回光获得的多组复数序列信息，并依据多组复数序列处理完的信息获得所述不包含多径影响的第一距离数据。

可选地，所述处理模块还可依据至少之一的信号分离方法计算获得视场内实际存在的多路径影响数N。

可选地，所述至少5组不同频率发射光的直流项功率与其对应的交流项功率比值为相同值。

本申请的有益效果是：

本申请实施例提供的一种TOF距离探测中多路径抑制方法及测距系统，方法包含光发射模块，光接收模块和处理模块，所述光发射模块发射探测激光，所述光接收模块的至少部分在探测中的至少部分时间段获得经被探测物的直接反射返回的第一距离信号光和由于多径干扰而返回的干扰光，所述处理模块控制所述光发射模块输出至少5组不同频率且时序不交叠的发射光，所述接收模块获得的多于一个相位延时接收的数据包含所述至少5组不同频率发射光获得的包含多径干扰信息的结果，所述处理模块依据所述接收模块获得的信息处理多于一个相位延时接收的数据获得最终不包含多径干扰的第一距离数据，通过本发明的方法基于多径干扰归一化影响假定，将总路径数量归一化为2，在这种假定下当视场内存在多径干扰时，本方法能够发射5组不同频率的发射光对于视场内场景进行探测，从而将回波信息按照本发明的方法进行处理，进而构造出至少包含被探测的第一距离真值的满秩矩阵，从而求解获得不包含多径干扰结果的第一距离数据，实现了精确探测的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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现有TOF测距的功能模块示意图；

图2为本申请实施例提供的一种场景判断模块功能示意图；

图3A为本申请实施例提供的一种多路径干扰示意图；

图3B为本申请实施例提供的另一种多路径干扰示意图；

图4为本申请实施例提供的一种以方波为例多径干扰对探测结果信息影响的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种依据判断模块得到的M组不同频率发射光构造的复向量示意图；

图6为本申请实施例提供的光源发射不同波形探测信号的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

图1为本申请实施例提供的一种探测系统的模块示意图。如图1所示，该探测装置包括：光发射模块110、处理模块120、以及光接收模块130，此处以ITOF测距为例进行说明，光发射模块110包括但不仅限于半导体激光器、固体激光器、也可包括其他类型的激光器，当采用半导体激光器作为光源时，可以采用垂直腔面发射激光器VCSEL(Vertical-cavitysurface-emitting laser)或者边发射半导体激光器EEL(edge-emitting laser)，此处仅为示例性说明并不作具体限定，光发射模块110发射出正弦波或者方波或者三角波等等，在测距应用中多为具有一定波长的激光，例如950nm等等的红外激光(最优地为近红外激光)，发射光被投射向视场内，视场内存在的被探测物150可以反射投射的激光进而形成返回光，返回光进入探测系统中被光接收模块130接收，所述光接收模块可以包含光电转化部，例如CMOS、CCD等等组成的阵列型传感器，还可以包含多个镜头可以形成多于一个的像平面，也就是接收模块包含了多于一个的像平面，接收模块的光电转化部位于之一的像平面处，其可以最常用的四相位方案接收而获得0°、90°、180°和270°的延时接收信号，利用四相为的距离计算方案此处以正弦波的方法为示例进行说明，在四个等距点(例如90°或1/4λ的间隔)测量接收信号的幅度：

A1和A3的差值与A2和A4的差值的比等于相位角的正切值。ArcTan实际上是双变量反正切函数，可映射至适当的象限，当A2＝A4并且A1>A3或A3>A1时，分别定义为0°或180°。

到目标物的距离由以下公式确定：

至此，还需要确定发射激光的频率即可来进行距离测算，其中c是光速，

是相位角(以弧度来度量)，f是调制频率。通过上述的方案可以实现对于视场内被探测物的距离探测的效果，这一方案被称为四相位延时方案获得探测结果，当然接收模块130光电转化生成不同的信息，在某些情况下也使用0°和180°两相位方案实现被探测物的信息获取，也有文献公开了0°、120°和240°三相位获得目标信息，甚至有文献也公开了五相位差延时方案，本发明并不具体限定，在实际测量中也有使用方波进行探测的，对于光发射模块110发射光为方波的情况可以分为不同情况，按照如下的计算方法获得最终的距离信息：

当Q0°>Q180°且Q90°>Q270°时，

当Q0°<Q180°且Q90°>Q270°时，

当Q0°<Q180°且Q90°<Q270°时，

当Q0°>Q180°且Q90°<Q270°时，

但是，在实际的探测过程中由于视场内的场景是变化的，这样视场内被探测物将存在巨大的差异，例如，当视场内的被探测物的反射率存在较大差异时部分发射光会从反射率较高的物体反射至另外的被探测物，从而使得光接收模块中的至少部分接受单元被二次反射光所污染，形成不准确的探测结果，或者当视场内存在反射率较高的物体例如镜面等等，部分反射光被视场内的其他探测物再次反射返回接收模块，在某些场景下，路面、墙角或者具有夹角的地方等等均可能存在多次反射信号进入探测器阵列的现象，甚至在特殊场景下例如具有一定透明度的立面，其后存在石块等等物体，在这种场景下部分光经过玻璃里面的反射返回，而另一部分透射之后再次被立面后的石块反射返回光接收模块，上述的各种场景下均存在至少部分像素接收到的信号光包含不止一个路径返回的信息光，如此在3D地图获取中将存在较大的距离误差，而对于实际应用中的例如汽车运动控制，扫地机器人运动控制可能发生控制错误，在人脸识别等领域可能发生识别失败等等现象。

因此在探测系统中为了获得更准确的探测结果需要设计一种处理多径干扰的方法和判断模块，图2为本发明示意的一种带有场景判断功能的探测系统和探测方法，场景判断模块可按照预定的方式设置判断模块工作时间，例如将该工作时间定义为判断时间，可以按照预设的固定时间段方式，也可以使用函数关系或者表格产生判断时间信息，当然也可以按照探测场景自适应地插入判断时间，例如利用历史探测信息或者场景内被探测物的反射率信息等等，在判断时间段内，判断模块按照至少两组不同频率发射光对于视场内相同被探测物的探测结果确认视场内多径干扰是否存在，例如使用20MHz和80MHz两个不同的频率对于相同或者相近似的场景进行探测，获得20MHz和80MHz两种频率下的探测光经视场内被探测物的返回信息，处理模块可依据这两种不同频率发射光对应返回光信息计算距离结果，当两个频率获得的结果相差较大时，场景判断模块可输出被判定的像素有多径干扰，而当判断模块判定视场内不存在多径干扰时，探测系统可以按照之前的探测方式进行探测，例如方波、锯齿波、正弦波或者类正弦波等等，并且探测方式也不被影响，此时探测系统依照之前探测频率进行探测，并不需要多频率对某一场景多次探测。当然实际使用中并不限于上述示例中采用的频率，也可以采用30MHz和70MHz等等的组合，当然为了判定结果的准确性判断频率也可以为3个或者更多个此处不限定，为了保证对于多径干扰的更准确的消除，所述场景判断模块还可输出多径干扰下路径总数量N，所述场景判定模块可按照视场内被探测物的反射率差异，如下表1所示，而在测距过程中可以附带性地获得视场内被探测物基础信息，当判定模块依据处理模块获得的视场内反射率基本参数判定出反射率差异较大的物体存在时，判定模块可以适应性地输出多径干扰下路径总数量N。在另一种场景下，当探测系统获得视场内存在夹角或者较大的镜面场景时，场景判断模块可依据场景输出多路径影响下路径总数量N，如当连续大镜面场景存在时，场景判断模块可将镜面分割为两段，两段内均存在多径光干扰的可能性，如此再加上原返回路径，场景判定模块可输出多径光干扰下总路径数量N＝3，在另一种场景下，例如在水平方向地面存在多径光干扰，而恰好探测设备在垂直于地面方向上遇到夹角的情况，这时场景判断模块输出的总路径数量N可以为3，当地面为较大反射率的连续存在时，场景判断模块可输出此时的总路径数量N可以为4或者更高的情况，此处也只是示意性地说明，并不做具体的限定，在一种情况下本申请的发明人进行了如下的合理假定，也就是在探测系统中设定一种特殊的普适性假定，对于其他路径的影响均假定为一种被复合后的复合多径干扰，称为干扰距离信号，而本身的返回路径为准确的需要获得的探测距离信号，称其为第一距离信号，在这种假定下我们实际上只需要分离出第一距离信号，因此光发射模块最终输出的发射光频率数量M只需要保证整个方程构建出获得第一距离信号的结果，此时为了保证构造出的方程矩阵满秩需要保证发射光频率数量M不小于2*N，在这种特殊的场景下判断模块只需要获得接收模块的像素单元是否存在多径干扰，一旦存在多径干扰，光源会输出不小于2*2＝4个频率的发射光，最优地，光源输出5个不同频率的发射光对于场景进行探测，处理模块利用后面叙述的处理方式获得最终的不包含多径干扰的距离结果。当然上述也是基于一种简化的假定模式来处理视场内的多径干扰场景，场景判断模块输出的总路径数并不一定为真实的多径干扰场景数量，当然系统可以按照判断模块输出的多径数量N进行探测结果的计算，实际上计算出的结果反过来可以作为更准确的多径干扰数量N，例如通过计算结果中实部和/或虚部的信息，相位和/或幅值等等给出更精确的总路径数量N，例如获得的结果中实部更接近0的结果数量代表了多径实际数量N，可以在实际使用中依据使用场景自适应地建立起路径总数量N的对应表格，从而依据判断模块获得更准确的多径干扰下总路径数N，此处也只是示意性地说明，不限定本方案的具体实现方法。

表1

物体材质	反射率
		银	0.95
金	0.85
		铝	0.83
铜	0.70

图3为本发明的探测系统应用过程中可能存在的多路径干扰场景示意图，在图3A中光发射模块可以发射例如方波光，当然也可以使用正弦波或者其他波形，此处并不限定具体实现方案。视场内存在较大反射率的物体，光源发射的输出光部分被反射至另一探测物，直接发射的光也有部分被另一探测物反射，如此在接收模块的阵列型接收端内的至少部分像素单元会存在多径干扰的返回信息，而在图3B的场景中视场内存在夹角例如墙角等等，在这种情况下发射光部分被夹角的一面反射至另一面，从而再返回接收端，如此也会形成多径干扰现象，其他场景下的多径干扰也不再详细赘述，此处也只是进行示例性说明，并不限定具体的应用场景。

图4示意了多路径影响下在方波下接收端信号波形，其中(1)为本身发射的信号光，(2)为正常路径(A→B→C)接收到的回波，(3)为通过额外路径产生的回波(A→D→B→C),(4)为正常路径和额外路径共同作用下接收到的回波效果。在图4中的场景下由于光的运动路径中多了一次反射，且光程相较之前增加了一段距离，导致在接收到的信号端产生了一段强度较弱，且时序相对靠后的回波信号。在通过积分的方法进行测试的时候，会对于不同的积分通积分得到的电荷量产生一定的干扰，从而对于实际测距结果产生干扰，影响结果的正确性。

由上述的分析可以得知，实际上在多径干扰下，光接收模块的信号已经发生变化，直接结果并不能直接代表最终准确的被探测物的距离信息，而实际上多径信号的结果由于存在多次反射，这也会引起其与直接表征物体真实探测结果的例如称为第一距离信号本身存在着差异，这种差异也指引着本方案申请人以算法来实现对于第一距离信号的分离，在此我们可以引入信号处理领域的各种不同算法对于信号进行分离，例如可以利用矩阵束算法实现，也可以使用Prony方法、MUSIC频谱估计方法、谱估计的最大似然方法、ESPRIT频谱估计方法等等实现，此处也不进行具体的限定，如下以矩阵束在一种情况下的信号分离为例进行说明。

假定发射信号和理想的回波信号为：

r(t)＝Γ(1+s₀cos(ωt-φ)). (7)

在此基础上假定有k个路径，每个路径获得的距离结果为d_k，对应的幅值和相位为：

因此，使用频率为w的调制信号进行TOF估计的时候，得到的回波信号为：

由上式可以定义包含所有距离信息的结果：

z_w的观测通过四相位能量积分获得

其中，幅值

可以表述为

相位

可以表述为：

因此，本申请可以构造一个范德蒙矩阵，频率采用等间隔(也就是等差数列形式构建的，当然也可以采用其他方式例如：等比数列，指数分布，对数分布，甚至Rosin分布等等方案构造一个不同基频的与场景适应数量的发射光频率组)此处不限定具体实现方式为此：

w₀,2w₀,…,Mw₀ (14)

任意频率下探测结果直接表述为：

z＝Φg+σ (15)

其中Φ为如下的矩阵：

其中g为如下的形式：

g＝(Γ₀,…,Γ_K-1)^T (17)

按照等差数列方案发射的M组不同频率发射光，按照M≥2*N+1，如此所有发射光的频率分别为(1:M)*w₀，其中基础频率w₀可以为10MHz，15MHz，20MHz等等此处并限定具体实现方案。在所有频率的发射光中需要保证任一频率发射光的直流项功率与其对应的交流项功率比值为相同值，如此才能保证整个计算的结果准确可信。

构造最终的结果为：

f即为前面定义频率w下z_w的观测值，

定义矩阵束参数

(要求是M-K≥L≥K)，构造矩阵：

通过奇异值分解获得K项截断后的

求特征值得μ_k,k＝1,…,K由于

故而应有

同时可以根据ln(μ_k)实部应该接近0，判断实际多路径的个数，也就是通过本方法的计算可获得如之前所述的实际的路径总数N，以此作为后续计算类似场景的多径影响下的判定模块输出的总路径数N，当然这也是一种方案的示例而已。上式19中

构造范德蒙特矩阵如下：

根据data＝V*Γ，得到Γ的表达如下：

实际上我们所构建的data矩阵中的每一个复数序列f_x为利用四相位延时获得的复合结果，不同频率的发射光所对应的返回光信号经接收模块转化的结果，在复平面内对于相同像素在不同发射光频率下转化为复平面的结果如图5所示，f₁、f₂、f₃…f_M-1和f_M分别代表着不同频率下在复平面内转化获得的结果，其中每一频率在复平面内的相位角实际与发射光频率分布有关，例如当发射光频率分布按照等差数列分布时，复平面内复向量的相位角也可以具有相类似的分布关系，当在第一频率下构造的复向量在复平面与水平方向的夹角为57°时，第二平面可以为其两倍关系此时其夹角为114°以此按照等差关系排布，当然当频率的关系不为等差分布时，所构造的复向量夹角关系也可以为其他排布形式，此处并不限定具体的实现方案，图5中示意的多径干扰可以为归一化之后的干扰，所以包含被探测的第一距离信息真值和多径干扰分量两个部分，5011、5012，5021、5022，5031、5032…50(M-1)1、50(M-1)2和50M1、50M2，所有的两个分量在复平面内合成最终的某一频率下的复合复向量，对于任一复向量f_x存在如下的关系：

在上式中α_x1为第一路径下的幅值例如代表真值的第一距离，

第一路径下的相位例如代表真值的第一距离，w_x为本次发射光的频率，后面的为第二路径可以为复合之后的多径干扰路径对应的相应参量，此处不再进行详细赘述，如此可以获得不同频率下的构造结果，可以按照之前所述的例如构造5组不同频率发射光，各频率的光为20MHz、40MHz、60MHz、80MHz和100MHz，当然也可以间距为10MHz，不限定具体实现方案，对于一种情况利用本发明的方案进行计算结果如下表2所示。

表2利用本方案在一种场景中不同距离的计算结果

由上表2可以得知，利用传统的单频率测量的距离结果有一定的差异，例如上表中在利用20MHz、40MHz以及60MHz等等的探测结果相近但是存在着差异，这种探测结果也能作为具有多径干扰判断的依据，也就是可以作为场景判断模块输出存在多径干扰的依据，利用本发明的五种不同频率进行探测，构造复平面的复向量进而利用上述的例如矩阵束算法进行信号的分离，获得的距离结果如d_k所示，可以明显地看到在这种场景下利用本发明方案求解得到的距离结果与实际的距离已经非常接近了，计算结果的精度很高，获得了消除多径干扰的准确的探测结果，另一方面获得Γ_k虽然实际结果与实际路径的回波能量比存在差异，但是其获得的结果体现了不同位置处不同物体反射的回波能量比例的比值，例如1.35m和2.4m处实际的回波能量比为5：8，通过本发明的方案获得的最终结果的也体现出1.35m和2.4m的物体反射的回波能量比例的计算结果也为5：8，因此通过上表的结果能够体现出消除了多径干扰之后的精确探测结果，当然实际探测中并不限于基于多径干扰为复合的干扰结果的假定，当然场景判断模块在更准确给出影响路径从而获得更高关联性的光源输出发射光频率时，本发明的方案也可以获得更准确的探测结果，此时的多径数为大于实际多径影响的数量，可以通过判断模块对于不同波形场景的修正获取，此处不限定具体实现方式。

在另一种情况下对于视场内存在2个被探测物真实距离的场景进行计算，结果如下表3所示：

表3利用本方案在第二种场景中不同距离的计算结果

与表2场景不同，本发明的方法也能够在5个频率下获得消除了多径干扰后的精确的距离探测结果，而且本发明也能够获得准确的不同路径的距离结果和回波能量比例的比值关系，也进一步说明判断模块可以在比较多的场景下基于假定输出多径干扰下总路径数量2并基于5个不同频率观测结果利用本发明获得消除多径干扰后的所有距离结果。

当发射波为方波，利用本方案的方法在不同场景下获得的结果如下表4所示。

表4利用本方案在不同最低频率下不同距离的计算结果对比表

由上表可以看出判断模块在更准确给出影响路径从而获得更高关联性的光源输出发射光频率时，本发明的方案也可以获得更准确的探测结果，此时的多径数为大于实际多径影响的数量，可以通过判断模块对于不同波形场景的修正获取，此处不限定具体实现方式。

表4为一种更特殊的情况，发射光源对于最低发射频率无法确认的场景下可以尝试不同最低发射频率进行测量，更进一步，当获得最优最低发射频率时可以将其存储于存储模块，作为后续相近似场景探测的依据，也可以通过预制方式对于某些特殊的场景进行预先计算获得一个预制表格关系，后续在实际应用中自适应地增加更多场景的对应关系，当然在只需要一种路径结果的条件下可以使用更少频率数获得结果，当然也可以利用不同的最低频率和不同数量的频率获得更适应性的探测结果，当然实际实现并不局限于此种方式。

图6示意了对于光发射模块输出的其他非常规波情况，构造的波形类似与正弦波，但其非正弦波由基础波形叠加而来，对于该场景下进行计算结果如下表5所示。

表5利用本方案发射波型为构造波不同最低频率下不同距离的计算结果对比表

由上表可以得到，对于不同探测场景下选择在合适的最低频率下本发明的方案能获得准确的探测结果，并且对于多径影响贡献也是能够准确地区分的，而在不需要对于多径影响进行准确估计的场景中也就是只需要获得准确的第一距离结果的场景下，实际发射光的频率数量可以比真实总路径的2倍少，而直接采用视场判断模块输出的总路径数N为不同频率发射光数量计算依据，也可以利用本发明的假定对于多数场景直接使用5组不同频率的发射光进行探测，进而利用本发明的方法分离出代表真实距离的第一距离结果数值，实际实现并不限定于此，实际探测过程中更接近的正弦波的光发射模块的发射光能够利用更少的频率获得更准确的结果，而更偏向于方波的发射波则需要更多的发射光频率。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，包含光发射模块，光接收模块和处理模块，所述光发射模块发射探测激光，所述光接收模块的至少部分在探测中的至少部分时间段获得经被探测物的直接反射返回的第一距离信号光和由于多径干扰而返回的干扰光，所述处理模块控制所述光发射模块输出至少5组不同频率且时序不交叠的发射光，所述接收模块获得的多于一个相位延时接收的数据包含所述至少5组不同频率发射光获得的包含多径干扰信息的结果，所述处理模块依据所述接收模块获得的信息处理多于一个相位延时接收的数据获得最终不包含多径干扰的第一距离数据。

2.根据权利要求1所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述多径干扰影响被归一化为干扰距离信号，所述处理模块依照第一距离信号和所述干扰距离信号控制所述光发射模块输出所述至少5组不同频率的发射光。

3.根据权利要求1所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述光发射模块输出发射光的波形为正弦波、方波、锯齿波或者类正弦波等等中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述至少5组不同频率发射光的频率按照等差数列、等比数列、指数排列、对数排列、Rosin分布等等至少一种排布。

5.根据权利要求4所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述至少5组不同频率发射光的频率按照等差数列排布。

6.根据权利要求1所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述接收模块用四延时相位接收方案获得至少5组不同发射光频率对应的每一频率获得的返回光信号。

7.根据权利要求1所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述处理模块获得至少5组不同频率返回光包含多径干扰信息的多组复数序列信息。

8.根据权利要求7所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述处理模块按照矩阵束处理方法、频谱估计方法或普估计的最大似然方法等等至少之一的信号分离方法处理所述至少5组不同频率返回光获得的多组复数序列信息，并依据多组复数序列处理完的信息获得所述不包含多径影响的第一距离数据。

9.根据权利要求8所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述处理模块还可依据至少之一的信号分离方法计算获得视场内实际存在的多路径影响数N。

10.根据权利要求1所述的TOF距离探测中多路径抑制方法，其特征在于，所述至少5组不同频率发射光的直流项功率与其对应的交流项功率比值为相同值。

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