CN113424078A - 飞行时间传感器设备和使用方法 - Google Patents

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CN113424078A CN202080013825.0A CN202080013825A CN113424078A CN 113424078 A CN113424078 A CN 113424078A CN 202080013825 A CN202080013825 A CN 202080013825A CN 113424078 A CN113424078 A CN 113424078A
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Abstract

一种设备(100)，该设备通过执行传感器的采样来确定飞行时间测量，传感器的采样基于经由至少一个第一光谱滤波器(110)接收的光来执行，其中至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联；确定关于飞行时间测量的条件被满足，其中该条件涉及传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置；基于确定关于飞行时间测量的条件被满足，触发要执行的光谱测量；并且，基于经由至少一个第二光谱滤波器(105)接收的光、并且通过执行传感器的采样，基于关于飞行时间测量的条件被满足，执行针对测量目标(130)的光谱测量。

Description

飞行时间传感器设备和使用方法
相关申请
本申请要求于2019年2月12日提交的题为“传感器设备和使用方法”的美国临时专利申请No.62/804,609以及于2020年2月7日提交的题为“传感器设备和使用方法”美国非临时专利申请No.16/784,766的优先权，以上申请特此通过引用明确并入本文。
背景技术
传感器设备可以被利用以捕获用于光谱分析的信息。例如，传感器设备可以捕获与一组电磁频率有关的信息。传感器设备可以包括捕获信息的一组传感器元件(例如，光学传感器、光谱传感器、和/或图像传感器)。例如，传感器元件的阵列可以被利用以捕获与多个频率有关的信息。可以在与多个频率有关的信息上执行分析，以确定光谱信息。
发明内容
在一些方面，一种用于无线通信的设备可以包括传感器。该设备可以包括至少一个第一光谱滤波器和至少一个第二光谱滤波器，其中该至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联，并且其中该至少一个第二光谱滤波器与用于光谱测量的光谱范围相关联。该设备可以包括一个或多个存储器。该设备可以包括一个或多个处理器，一个或多个处理器通信地耦合到一个或多个存储器，以：使用传感器，基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光，确定飞行时间测量值；确定关于飞行时间测量的条件被满足，其中该条件涉及传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置；基于确定关于飞行时间测量的条件被满足，触发要执行的光谱测量；使用传感器并且基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光，基于关于飞行时间测量的条件被满足，执行针对测量目标的光谱测量；并且提供标识光谱测量的信息。
在一些方面，一种无线通信方法可以包括：通过传感器设备并且使用传感器，基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光来执行飞行时间测量，其中所述至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联；通过传感器设备，确定关于飞行时间测量的条件被满足，其中该条件涉及传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置；通过传感器设备使用传感器，并且基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光，基于关于飞行时间测量的条件被满足，执行针对测量目标的光谱测量；并且通过传感器设备提供标识光谱测量的信息。
在一些方面，非暂态计算机可读介质可以存储用于无线通信的一个或多个指令。当由设备的一个或多个处理器执行时，一个或多个指令可以使一个或多个处理器：通过执行传感器的采样来确定飞行时间测量，该传感器的采样基于经由至少一个第一光谱滤波器接收到的光，其中至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联；确定关于飞行时间测量的条件被满足，其中该条件涉及传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置；基于确定关于飞行时间测量的条件被满足，触发要执行的光谱测量；并且，基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光、并且通过执行传感器的采样，基于关于飞行时间测量的条件被满足，执行针对测量目标的光谱测量。
附图说明
图1A和图1B是本文描述示例实现方式的概述图。
图2是本文描述的光谱滤波器的示例图。
图3是可以实现本文描述的系统和/或方法的示例环境图。
图4是图2的一个或多个设备的示例部件图。
图5是针对基于飞行时间测量执行光谱测量的示例过程的流程图。
图6是针对基于飞行时间测量执行光谱测量的示例过程的流程图。
图7是针对基于飞行时间测量执行光谱测量的示例过程的流程图。
具体实施方式
示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。下面以光谱仪为例进行说明。然而，本文描述的校准原理、过程和方法可以与任何传感器一起使用，包括但不限于其他光学传感器和光谱传感器。
多光谱成像可以被用于跨电磁光谱的特定波长范围内捕获图像数据。在一些情况下，高光谱成像可以被执行，其可以使用比多光谱成像更多的光谱带和/或更紧密的光谱带分组。然而，针对本文描述的实现方式的目的，“多光谱”和“高光谱”可互换使用。使用基于光谱分析技术的多光谱成像数据，传感器可以确定测量。这种测量在本文中可以被称为光谱测量。针对各种目的，光谱测量可以是有用的，诸如针对材料的化学成分分析、水分含量确定、植被覆盖度确定、植物健康、植物营养、人类健康评估等。
确保传感器设备针对光谱测量被正确地放置是具有挑战性的。例如，光谱测量可以基于传感器设备与测量目标的特定间距进行校准，或者光谱测量可以需要固定的传感器设备。一些传感器设备可以使用机械夹具加强针对测量所需要的定位，诸如罩、光管、定位套环、间隔件，和/或类似物。然而，机械夹具可能是大的、昂贵的和/或笨重的，并且针对诸如移动设备的某些类型(例如，智能电话)的传感器设备可能是不可行的。
本文描述的一些实施方式提供基于飞行时间(ToF)的技术，用于根据与传感器设备的取向或位置有关的条件来确定要被执行的光谱测量。例如，传感器设备可以执行ToF测量以确定传感器设备针对将由传感器设备执行的光谱测量被适当地定位。传感器设备可以确定传感器设备被定位为距测量目标适当距离(例如，使用单个ToF测量或多个ToF测量)，或者可以确定传感器设备与测量目标适当对准(例如，使用多个ToF测量以确定传感器设备和/或测量目标的平面)。ToF测量可以基于由ToF滤波器过滤的光来执行，由ToF滤波器过滤的光可以是被设计为通过与ToF相关的光的、用于光谱测量的光谱滤波器的区。在一些实施方式中，光谱测量可以在ToF测量之后的下一个可用读取上执行。以此方式，传感器设备可以根据与基于ToF测量的传感器设备的定向或位置有关的条件来执行光谱测量。这可以改善光谱测量的准确度，并且可以减少在传感器设备定位中的不一致的影响。此外，执行光谱测量可以减少或消除对正确定位传感器设备的机械夹具的依赖，从而减小传感器设备的尺寸、成本和重量。
图1A和图1B是本文描述的示例实现方式100的概览图。示例实现方式100涉及基于传感器设备的ToF测量来确定光谱测量。如图所示，传感器设备可以包括光谱滤波器105、一个或多个ToF滤波器110-1和110-2(示出为ToF滤波器A和ToF滤波器B)、传感器115、光源120和处理器125。传感器设备以及传感器设备的操作结合图1A被描述。基于传感器设备的ToF测量的光谱测量的确定结合图1B被描述。
光谱滤波器105可以包括：光谱滤波器、多光谱滤波器、多通道光谱滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、长波通滤波器、短波通滤波器、二向色滤波器、线性可变滤波器(LVF)、圆形可变滤波器(CVF)、法布里-珀罗滤波器、拜耳滤波器等。光谱滤波器105可以通过用于在测量目标130上进行的光谱测量的执行的一个或多个波长的光。例如，由光谱滤波器105通过的光可以在亚可见波长范围中(例如，紫外线和/或类似的)、可见波长范围中(例如，红光、绿光、蓝光和/或类似的)、超可见光波长范围中(例如，红外线、近红外线、中红外线和/或类似)，或不同的光谱范围中。在一些实施方式中，光谱滤波器105可以包括多个滤波器。
ToF滤波器110可包括：光谱滤波器、多光谱滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、长波通滤波器、短波通滤波器、二向色滤波器、线性可变滤波器(LVF)、圆形可变滤波器(CVF)、法布里-珀罗滤波器、拜耳滤波器、和/或类似物。ToF滤波器110可以通过用于在测量目标130上进行的ToF测量的执行的一个或多个波长的光。例如，由ToF滤波器110通过的光可以在近红外范围中或在另一范围中(例如，波长此处描述的范围或此处未描述的波长范围)。
在示例实现方式100中，存在两个ToF滤波器110。在一些实现方式中，可以存在任意数目的ToF滤波器110。如结合图1B更详细地描述的，单个ToF滤波器110可以实现在传感器设备与测量目标130之间距离的测量，而多个ToF滤波器110可以实现相对于测量目标130的传感器设备取向的确定。在一些实施方式中，ToF滤波器110可以是光谱滤波器105的一部分。例如，光谱滤波器105和ToF滤波器110可以是单个滤波器或单组滤波器，其被设计为通过用于ToF测量以及光谱测量的波长。在一些实施方式中，光谱滤波器105和ToF滤波器110可以是共面的。在一些实施方式中，光谱滤波器105和ToF滤波器110可以在不同的平面中。
传感器115包括能够对(例如，经由光谱滤波器105和/或ToF滤波器110)导向传感器115的光进行测量的设备，诸如光学传感器、光谱传感器、图像传感器和/或类似物。例如，传感器115可以对导向传感器115的光执行传感器测量。传感器115可以利用一种或多种传感器技术，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)技术、电荷耦合器件(CCD)技术，和/或类似技术。传感器115可以包括多个传感器元件(例如，传感器元件阵列-被称为传感器阵列)，每个传感器都被配置为获得信息。例如，传感器元件可以提供入射在传感器元件上的光强度的指示(例如，激活/非激活或更细粒度的强度指示)。使用这些指示，传感器设备可以确定ToF测量和/或光谱测量，如本文别处更详细描述的。在一些实施方式中，传感器115可以包括多个、不同的传感器(例如，用于光谱测量的一个或多个第一传感器以及用于ToF测量的一个或多个第二传感器)。
光源120可以提供用于光谱测量和/或ToF测量的光。例如，光源120可以包括激光器、发光二极管等。在一些实施方式中，诸如在示例实施方式100中，单个光源120可以提供用于光谱测量和(一个或多个)ToF测量的光。这可以减少与提供多个不同光源相关联的成本、尺寸和复杂性。在一些实施方式中，相应的单独光源120可以提供用于光谱测量和ToF测量的光。这可以在用于ToF测量的光源120被斩波或脉冲化以用于ToF测量的同时实现对光谱测量的更准确或连续的确定。这里，传感器115和滤波器105/110被示出为在测量目标130与光源120之间。然而，在一些实施方式中，传感器115和滤波器105/110可能不在测量目标130与光源120之间。
如结合图1B更详细地描述的，处理器125可以执行与ToF测量和/或光谱测量的确定有关的操作。作为一个示例，并且如通过附图标记135和140所示出的，处理器125可以分别使用ToF滤波器A和B来确定一个或多个ToF测量值(被示出为ToFA和ToFB)。处理器125可以使用传感器115并且基于由光源120传输的光来确定ToF测量。例如，处理器125可以使用传感器115的与ToF滤波器110相关联的区域来标识由光源120传输的光的特定模式或强度。处理器125可以基于光的传输时间以及特定模式或强度被检测到的时间来确定针对该光的ToF。例如，处理器125可以基于在光由光源120发射之后通过ToF滤波器A接收的时间来确定ToFA，并且可以基于在光由光源120发射之后通过ToF滤波器B接收的时间确定ToFB。在一些实施方式中，ToFA和ToFB可以与不同的波长相关联。在一些实施方式中，ToFA和ToFB可以与相同的波长相关联。
如图1B所示，并且如由附图标记145所示，处理器125可以使用传感器115和ToF滤波器A和B来确定ToFA和ToFB。例如，处理器125可以使用基于由光源120发射、并且由ToF滤波器A和B过滤的光的技术的ToF来确定ToFA和ToFB。在一些实施方式中，处理器125可以执行传感器115的一个或多个采样以确定ToFA和/或ToFB。例如，处理器125可以周期性地执行传感器115的采样，以便标识与用于ToFA和/或ToFB的光相关联的信号。在一些实施方式中，处理器125可以执行与ToF滤波器1和/或ToF滤波器B对应(例如，重叠、范围一致、覆盖和/或类似)的传感器115的区域的采样。
如由附图标记150所示，处理器125可以基于ToFA和ToFB确定一个或多个ToF条件被满足。例如，处理器125可以基于ToFA和/或ToFB确定传感器设备和/或传感器115相对于测量目标130的取向或位置的条件被满足。在一些实施方式中，处理器125可以确定传感器115相对于测量目标130的位置的条件被满足。例如，当ToF值(例如，ToFA、ToFB和/或其他)在指示传感器115与测量目标130相距特定距离(或特定距离的可接受范围内)特定范围内时，则处理器125可以确定条件被满足。在一些实现方式中，处理器125可以确定用于传感器115或传感器设备相对于测量对象130的取向的条件被满足。例如，处理器125可以基于两个或更多个ToF测量来确定传感器设备和/或传感器115的取向的条件被满足。例如，当两个或更多个ToF测量中的每个ToF测量在彼此的阈值范围内时，条件可以被满足。这可以指示传感器设备和/或传感器115近似平行于测量目标130。
如附图标记155所示，处理器125可以基于一个或多个ToF条件被满足来执行光谱测量。例如，处理器125可以执行传感器115的采样和/或与光谱测量相关联的传感器115的区域的采样，以确定用于光谱测量的图像数据，并且可以分析图像数据以确定光谱测量。在一些实施方式中，处理器125可以基于一个或多个ToF条件被满足来触发要执行的光谱测量。在一些实施方式中，光谱测量可以涉及测量目标的光谱特征130，测量目标的化学成分130等。在一些实现方式中，传感器设备可确定人员的特性(例如，健康特性、心率、血氧水平、血糖水平、活跃度水平等)，和/或基于光谱测量的其他特性。
如附图标记160所示，在一些情况下，处理器125可以基于一个或多个ToF测量来调整光谱测量。例如，处理器125可以基于一个或多个ToF测量来增强、修改或改变光谱测量。作为更具体的示例，处理器125可以确定一个或多个ToF测量指示与测量目标130的取向偏移(例如，角度偏移和/或其他类型)并且可以将变换应用于光谱测量以改善在取向偏移视图中的准确性。作为另一个示例，处理器125可以确定传感器设备或传感器115的速度或速率，并且可以基于速度或速度调整光谱测量。附加地或备选地，处理器125可以提供一个或多个ToF测量和光谱测量。例如，处理器125可以提供一个或多个ToF测量和光谱测量以供显示、由另一设备处理等。
在一些实施方式中，处理器125可以在光谱测量之后确定ToF测量。例如，处理器125可以执行光谱测量、然后执行ToF测量。这可以有助于确定光谱测量的有效性。例如，ToF测量可以提供传感器115是否从用于光谱测量的理想条件移除太快的指示信息。在一些实施方式中，处理器125可以在光谱测量之前和之后确定多个ToF测量，以确定在光谱扫描之前和之后图像传感器设备的速度。这对于确定光谱测量的准确性或基于速度调整光谱测量可以很有用。
如上所述，图1A和图1B被提供为一个或多个示例。其他示例可以与关于图1A和图1B所描述的不同。
图2是本文描述的光谱滤波器200的示例图。在图2中，与图1A和图1B所示的侧视图相对地，光谱滤波器200以正面的方式被示出，光谱滤波器200可以包括一个或多个光谱滤波器105(结合图1A和图1B更详细地描述)和一个或多个ToF滤波器110-1至110-N(也结合图1A和1B更详细地描述)。在一些实施方式中，光谱滤波器200可以包括单个ToF滤波器110。这可以使得能够使用单个ToF滤波器110来测量传感器设备距测量目标(例如，测量目标130)的距离。在一些实施方式中，光谱滤波器200可以包括(例如，被空间分布的)两个ToF滤波器110。这可以实现传感器设备相对于测量目标围绕轴线(例如，与连接两个ToF滤波器110的轴线共面并且正交的轴线)的取向的测量。在一些实施方式中，光谱滤波器200可以包括空间分布的三个或更多个ToF滤波器110，如图2所示。这可以使得能够测量传感器设备相对于测量目标围绕两个轴线的取向(例如，光谱滤波器200的平面中的两个轴线)，只要三个或更多个ToF滤波器110不被全部都放置在公共轴线上。
因此，基于一个或多个ToF滤波器110的位置，可以使用一个或多个ToF滤波器110来确定位置和/或取向信息。例如，一个或多个ToF滤波器110可以在空间上分布以允许基于经由通过一个或多个ToF滤波器110的光来确定方向。如上所述，这能够更准确地确定光谱测量，而不会相应增加传感器设备的尺寸、重量或复杂性。
如上所述，图2仅作为示例提供。其他示例可以关于图2所描述的不同。
图3是其中可以实现本文描述的系统和/或方法的示例环境300的图。如图3所示，环境300可以包括控制设备310、传感器设备320和网络330。环境300的设备可以通过有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合进行互连。
控制设备310包括能够存储、处理和/或路由与多光谱感测相关联的信息的一个或多个设备。例如，控制设备310可以包括服务器、计算机、可穿戴设备、云计算设备等。在一些实施方式中，控制设备310可以与特定传感器设备320相关联。在一些实施方式中，控制设备310可以与多个传感器设备320相关联。在一些实施方式中，控制设备310可以从环境300中的另一个设备，例如传感器设备320，接收信息和/或将信息传送到环境300中的另一个设备。
传感器设备320包括能够对被导向传感器设备320的光执行测量的设备。例如，传感器设备320可以包括可以对被导向传感器设备320的光执行传感器测量的图像传感器、多光谱传感器、光谱传感器等。传感器设备320可以利用一种或多种传感器技术，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)技术、电荷耦合装置(CCD)技术等。传感器设备320可以能够执行的ToF测量(例如，使用传感器设备的传感器的区域320，基于经由传感器设备的特定滤波器或过滤区320通过的光等)。
网络330包括一个或多个有线和/或无线网络。例如，网络330可以包括蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络、码分多址(CDMA)网络、3G网络、4G网络、5G网络、下一世代网络的另一种类型)、公共陆地移动网络(PLMN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、电话网络(例如，公共交换电话网络(PSTN))、专用网络、自组织网络、内联网、互联网、基于光纤的网络、云计算网络等，和/或这些或其他类型的组合的网络。
图3所示的设备和网络的数目和布置作为示例提供。在实践中，与图3中所示的那些相比，可以存在额外的设备和/或网络、更少的设备和/或网络、不同的设备和/或网络、或不同布置的设备和/或网络。此外，图3中所示的两个或更多个设备可以在单个设备内实现，或者图3中所示的单个设备可以实现为多个分布式设备。附加地或备选地，环境300的一组设备(例如，一个或多个设备)可以执行被描述为由环境300的另一组设备执行的一个或多个功能。
图4是设备400的示例部件的图。设备400可以对应于控制设备310和/或传感器设备320。在一些实现方式中，控制装置310和/或传感器设备320可以包括一个或多个设备400和/或设备的一个或多个部件400。如图4所示，设备400可以包括总线410、处理器420、存储器430、存储部件440、输入部件450、输出部件460和通信接口470。
总线410包括允许在设备400的多个部件之间进行通信的部件。处理器420以硬件、固件和/或硬件和软件的组合来实现。处理器420是中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、加速处理单元(APU)、微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其他类型的处理部件。在一些实施方式中，处理器420包括能够被编程以执行功能的一个或多个处理器。存储器430包括一个或多个存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或另一种类型的动态或静态存储设备(例如，闪存、磁存储器和/或光学存储器)，其存储用于处理器420使用的信息和/或指令。处理器420的示例是处理器125，其结合图1A和图1B被示出和描述。
存储部件440存储与设备400的操作和使用相关的信息和/或软件。例如，存储部件440可以包括硬盘(例如，磁盘、光盘和/或磁光盘)、固态硬盘(SSD)、压缩盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)、软盘、盒式磁带、磁带和/或其他类型的非暂态计算机可读介质，以及相应的驱动器。
输入部件450包括允许设备400接收信息的部件，例如经由用户输入(例如，触摸屏显示器、键盘、小键盘、鼠标、按钮、开关和/或麦克风)。附加地或备选地，输入部件450可以包括用于确定位置的部件(例如，全球定位系统(GPS)部件)和/或传感器(例如，加速度计、陀螺仪、驱动器、另一种类型的定位或环境传感器等)。输出部件460包括提供来自设备400的输出信息的部件(经由例如显示器、扬声器、触觉反馈部件、音频或视觉指示器和/或其他类型)。
通信接口470包括类似收发器的部件(例如，收发器、单独的接收器、单独的发射器和/或其他类型)，其使设备400能够例如经由有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合与其他设备进行通信。通信接口470可以允许设备400从另一个设备接收信息和/或向另一个设备提供信息。例如，通信接口470可以包括以太网接口、光接口、同轴线接口、红外接口、射频(RF)接口、通用串行总线(USB)接口、Wi-Fi接口、蜂窝网络接口等。
设备400可以执行本文描述的一个或多个过程。设备400可以基于处理器420执行的由非暂态计算机可读介质，例如存储器430和/或存储部件440，存储的软件指令来执行这些过程。如这里所使用的，术语“计算机可读介质”是指非暂态存储器设备。存储器设备包括单个物理存储设备内的存储空间或跨多个物理存储设备分散的存储空间。
软件指令可以从另一计算机可读介质或经由通信接口470从另一设备读入存储器430和/或存储部件440。当被执行时，存储在存储器430和/或存储部件中的软件指令440可以使处理器420执行本文描述的一个或多个过程。附加地或备选地，硬件电路装置可以代替软件指令或与软件指令结合使用以执行在此描述的一个或多个过程。因此，本文描述的实现不限于硬件电路装置和软件的任何特定组合。
图4中所示的部件的数目和布置被作示例提供。在实践中，设备400可以包括与图4中所示的那些相比的附加部件、更少部件、不同部件或不同布置的部件。附加地或备选地，设备400的一组部件(例如，一个或多个部件)可以执行被描述为由设备400的另一组部件执行的一个或多个功能。
图5是用于基于飞行时间测量执行光谱测量的示例过程500的流程图。在一些实现方式中，图5中的一个或多个处理块可以由一个传感器设备执行(例如，图1的传感器设备，传感器设备320，和/或其他类型)。在一些实施方式中，图5的一个或多个过程块可以由与传感器设备分离或包括传感器设备的另一装置或一组装置执行，例如控制装置(例如，控制装置310)。
如图所示5，过程500可以包括使用传感器来确定基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光的飞行时间测量(块510)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125、处理器420、传感器115等)基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光可以确定时间飞行测量。在一些实施方式中，至少一个第一光谱滤波器可以是ToF滤波器(例如，ToF滤波器110)，如本文别处更详细地描述的。在一些实施方式中，传感器设备可以包括至少一个第二光谱滤波器。在一些实施方式中，至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联，并且至少一个第二光谱滤波器与用于光谱测量的光谱范围相关联。
如图5进一步所示，过程500可以包括确定关于飞行时间测量的条件被满足，其中该条件涉及传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置(块520)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125或处理器420)可以确定ToF测量相关的条件被满足。该条件可以涉及传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置。
如图5中进一步所示，过程500可以包括基于确定关于飞行时间测量的条件被满足来触发要执行的光谱测量(块530)。例如，该传感器设备(例如，使用处理器125或处理器420)可以触发将要执行的光谱法测量。传感器设备可以基于确定关于ToF测量的条件被满足来触发要执行的光谱测量。
如图5中进一步所示，过程500可以包括使用传感器并且基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光，基于关于飞行时间测量的条件被满足，来对测量目标执行光谱测量(块540)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125、处理器420、传感器115、和/或其他类型)可以基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光来执行光谱测量。传感器设备可以使用传感器执行光谱测量。传感器设备可以基于关于ToF测量的条件被满足来执行光谱测量。
如图5中进一步所示，过程500可以包括提供标识光谱测量的信息(块550)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125、处理器420、输出部件460，和/或其他类型)可以提供标识光谱测量的信息。在一些实现方式中，传感器设备可以存储标识光谱测量的信息。在一些实施方式中，传感器设备可以为用户提供标识光谱测量的信息(例如，通过与传感器设备相关联的用户接口或显示器)。
过程500可以包括附加的实施方式，例如下面描述的和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实施方式或实施方式的任何组合。
在第一实施方式中，至少一个第一光谱滤波器包括与至少一个第二光谱滤波器在平面中的多个第一光谱滤波器。在第二实施方式中，单独地或与第一实施方式结合，至少一个第一光谱滤波器包括被空间分布的多个第一光谱滤波器，以允许基于经由多个第一光谱滤波器通过的光的来确定取向。在第三实施方式中，单独或结合第一实施方式以及第二实施方式中的一个或多个实施方式，飞行时间测量是第一飞行时间测量，并且传感器设备进一步在光谱测量之后确定第二飞行时间测量，并且基于第二飞行时间测量确定传感器设备的速度或更新的取向或位置。在第四实施方式中，单独地或结合第一实施方式至第三实施方式中的一个或多个实施方式，至少一个第一光谱滤波器包括单个光谱滤波器，并且基于经由单个光谱滤波器通过的光来确定取向或位置。
在第五实施方式中，单独地或结合第一实施方式至第四实施方式中的一个或多个实施方式，传感器设备可以基于飞行时间测量来修改光谱测量。在第六实施方式中，单独地或结合第一实施方式至第五实施方式中的一个或多个实施方式，传感器设备可以从传感器获得数据的第一样本；并且基于被触发的光谱测量从传感器获得数据的第二样本。在第七实施方式中，单独地或结合第一实施方式至第六实施方式中的一个或多个实施方式，第一样本与第二样本间隔小于大约十毫秒。在第八实施方式中，单独地或结合第一实施方式至第七实施方式中的一个或多个实施方式，第一样本与传感器的一个或多个第一像素区域相关联并且第二样本与传感器的一个或多个第二像素区域相关联。
尽管图5示出了过程500的示例块，但是在一些实施方式中，过程500可以包括与图5中描绘的那些块相比的附加块、更少块、不同块或不同布置的块。附加地或备选地，过程500的两个或多个块可以并行执行。
图6是基于飞行时间测量执行光谱测量的示例过程600的流程图。在一些实施方式中，图6的一个或多个过程块可以由传感器设备(例如，图1的传感器设备、传感器设备320等)执行。在一些实施方式中，图6的一个或多个过程块可以由与传感器设备分离或包括传感器设备的另一装置或一组装置执行，例如控制装置(例如，控制装置310)。
如图6所示，过程600可以包括使用传感器，基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光来执行飞行时间测量，其中至少一个第一光谱滤波器与飞行时间测量的光谱范围相关联(块610)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125、处理器420、传感器115等)可以基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光来执行飞行时间测量。在一些实施方式中，至少一个第一光谱滤波器可以是ToF滤波器(例如，ToF滤波器110)，如本文别处更详细地描述的。在一些实施方式中，传感器设备可以包括至少一个第二光谱滤波器。在一些实施方式中，至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联，并且至少一个第二光谱滤波器与用于光谱测量的光谱范围相关联。
如图6进一步所示，过程600可以包括确定关于飞行时间测量的条件被满足，其中该条件与传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置有关(块620)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125或处理器420)可以确定关于ToF测量的条件被满足。该条件可以涉及传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置。
如图6中进一步所示，过程600可以包括使用传感器并且基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光，基于关于飞行时间测量的条件被满足，对测量目标执行光谱测量。例如，传感器设备(例如，使用处理器125、处理器420、传感器115和/或其他类型)可以基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光来执行光谱测量。传感器设备可以使用传感器执行光谱测量。传感器设备可以基于关于ToF测量的条件被满足来执行光谱测量。
如图6中进一步所示，过程600可以包括提供标识光谱测量的信息(块640)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125、处理器420、输出部件460和/或其他类型)可以提供标识光谱测量的信息。在一些实现方式中，传感器设备可以存储标识光谱测量的信息。在一些实现方式中，传感器设备可以将标识光谱测量的信息提供给用户(例如，通过用户接口或与传感器设备相关联的显示器)。
过程600可以包括附加的实施方式，例如下面描述的和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实施方式或实施方式的任何组合。
在第一实施方式中，经由至少一个第一光谱滤波器接收的光和经由至少一个第二光谱滤波器接收的光来自同一光源。在第二种实施方式中，单独或结合第一种实施方式，通过至少一个第一光谱滤光片接收的光和通过至少一个第二光谱滤光片接收的光来自不同的光源。在第三实施方式中，单独或与第一和第二实施方式中的一个或多个相结合，至少一个第一光谱滤波器包括与至少一个第二光谱滤波器在一个平面内的多个第一光谱滤波器。在第四实施方式中，单独或与第一至第三实施方式中的一个或多个相结合，至少一个第一光谱滤波器包括空间分布的多个第一光谱滤波器，以允许基于通过多个第一光谱滤波器的光确定取向。在第五实施方式中，单独或结合第一至第四实施方式中的一个或多个，条件涉及传感器是否平行于测量目标的表面。在第六实施方式中，单独或与第一至第五实施方式中的一个或多个相结合，至少一个第一光谱滤波器包括多个光谱滤波器。传感器设备可以针对对应于多个光谱滤波器的多个波长执行飞行时间测量。在第七实施方式中，单独或结合第一至第六实施方式中的一个或多个，条件涉及传感器设备和测量目标之间的阈值距离。
尽管图6示出了过程600的示例块，但是在一些实施方式中，过程600可以包括与图6中描绘的那些块相比的附加的块、更少的块、不同的块或不同布置的块。附加地或备选地，可以并行执行过程600的块中的两个或更多个。
图7是基于飞行时间测量执行光谱测量的示例过程700的流程图。在一些实施方式中，图7的一个或多个过程块可以由传感器设备(例如，图1的传感器设备、传感器设备320和/或其他类型)执行。在一些实施方式中，图7的一个或多个过程块可以由与传感器设备分离或包括传感器设备的另一装置或一组装置执行，例如控制装置(例如，控制装置310)。
如图7所示，过程700可以包括通过基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光执行传感器的采样来确定飞行时间测量，其中至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联(块710)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125、处理器420、传感器115和/或其他类型)可以执行传感器的采样，并且基于经由至少一个第一光谱滤波器接收到的光来确定飞行时间测量。在一些实施方式中，至少一个第一光谱滤波器可以是ToF滤波器(例如，ToF滤波器110)，如本文别处更详细地描述的。在一些实施方式中，传感器设备可以包括至少一个第二光谱滤波器。在一些实施方式中，至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联，并且至少一个第二光谱滤波器与用于光谱测量的光谱范围相关联。
如图7进一步所示，过程700可以包括确定关于飞行时间测量的条件被满足，其中该条件与传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置有关(块720)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125或处理器420)可以确定关于ToF测量的条件被满足。该条件可以涉及传感器或传感器设备相对于测量目标的取向或位置。
如图7中进一步所示，过程700可以包括基于确定关于飞行时间测量的条件被满足而触发要执行的光谱测量(块730)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125或处理器420)可以触发要执行的光谱测量。传感器设备可以基于确定关于ToF测量的条件被满足来触发要执行的光谱测量。
如图7进一步所示，过程700可以包括基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光并且通过执行传感器的采样，基于关于飞行时间测量的条件被满足，对测量目标执行光谱测量(块740)。例如，传感器设备(例如，使用处理器125、处理器420、传感器115等)可以执行传感器的采样并且可以基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光执行光谱测量。传感器设备可以使用传感器执行光谱测量。传感器设备可以基于关于ToF测量的条件被满足来执行光谱测量。
过程700可以包括附加的实施方式，例如下面描述的和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实施方式或实施方式的任何组合。
在第一实施方式中，传感器设备可以确定传感器的至少一个区域中与至少一个第一光谱滤波器对应的像素值；确定像素值匹配于与飞行时间测量相关的模式；并且基于像素值确定飞行时间测量值。在第二实施方式中，单独地或与第一实施方式结合，光谱测量基于近红外(NIR)波长范围。
尽管图7示出了过程700的示例块，但是在一些实施方式中，过程700可以包括与图7中所描绘的那些相比的附加的块、更少的块、不同的块或不同布置的块。附加地或备选地，过程700的两个或更多块可以并行执行。
上述公开提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实施限制为所公开的精确形式。修改或变型可以根据上述公开制作，也可以从实施方式的实践中获得。
如本文所用，术语“部件”旨在广义地被解释为硬件、固件和/或硬件和软件的组合。
如本文所用，根据上下文，满足阈值可以指值大于阈值、超过阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、略小于阈值、低于阈值、小于等于阈值、等于阈值等。
显而易见的是，本文描述的系统和/或方法可以以不同形式的硬件、固件和/或硬件和软件的组合来实现。用于实施这些系统和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码不限制于实施例。因此，系统和/或方法的操作和行为在没有参考特定软件代码的情况下在本文中被描述，应当被理解的是，软件和硬件可以被设计为实现基于本文的描述的系统和/或方法。
尽管在权利要求中陈述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。事实上，这些特征中的许多特征可以以权利要求中未具体记载和/或说明书中未公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能直接仅依赖于一个权利要求，但是各种实施方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集合中的每一个其他权利要求的组合。
此处使用的任何元件、操作或指令均不应被解释为关键的或必不可少的，除非明确地如此描述。此外，如本文所用，“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集合”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关项目的组合和/或不相关项目等)，并且可以互换使用。如果仅打算使用一项，则使用术语“仅一项”或类似语言。此外，如本文所用，术语“具有”、旨在是开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分基于”。

Claims (20)

1.一种传感器设备，包括：
传感器；
至少一个第一光谱滤波器以及至少一个第二光谱滤波器，
其中所述至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联，并且其中所述至少一个第二光谱滤波器与用于光谱测量的光谱范围相关联；以及
一个或多个处理器：
使用所述传感器基于经由所述至少一个第一光谱滤波器接收的光来确定所述飞行时间测量；
确定关于所述飞行时间测量的条件被满足，
其中，所述条件与所述传感器或所述传感器设备相对于测量目标的取向或位置有关；
基于确定关于所述飞行时间测量的所述条件被满足，触发要执行的所述光谱测量；
使用所述传感器、并且基于经由所述至少一个第二光谱滤波器接收到的光，基于关于所述飞行时间测量的所述条件被满足，对所述测量目标执行所述光谱测量；以及
提供标识所述光谱测量的信息。
2.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述至少一个第一光谱滤波器包括与所述至少一个第二光谱滤波器在平面中的多个第一光谱滤波器。
3.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述至少一个第一光谱滤波器包括被空间分布的多个第一光谱滤波器，以允许基于经由所述多个第一光谱滤波器通过的光来确定所述取向。
4.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述飞行时间测量是第一飞行时间测量，并且其中所述一个或多个处理器进一步：
在所述光谱测量之后，确定第二飞行时间测量；以及
基于所述第二飞行时间测量，确定所述传感器设备的速度、或更新的取向或位置。
5.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述至少一个第一光谱滤波器包括单个光谱滤波器，并且其中所述取向或所述位置基于经由所述单个光谱滤波器通过的光来确定。
6.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述一个或多个处理器进一步：
基于所述飞行时间测量，修改所述光谱测量。
7.根据权利要求1所述的传感器设备，其中在确定所述飞行时间测量时，所述一个或多个处理器将：
从所述传感器获得数据的第一样本；以及
其中所述一个或多个处理器在执行所述光谱测量时将：
基于所述光谱测量被触发，从所述传感器获得数据的第二样本。
8.根据权利要求7所述的传感器设备，其中所述第一样本与所述第二样本间隔小于约十毫秒。
9.根据权利要求7所述的传感器设备，其中所述第一样本与所述传感器的一个或多个第一像素区域相关联，并且所述第二样本与所述传感器的一个或多个第二像素区域相关联。
10.一种方法，包括：
通过传感器设备并且使用传感器，基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光，执行飞行时间测量，
其中，所述至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联；
由所述传感器设备确定关于所述飞行时间测量的条件被满足，
其中，所述条件与所述传感器或所述传感器设备相对于测量目标的取向或位置有关；
通过所述传感器设备，使用所述传感器，并且基于经由所述至少一个第二光谱滤波器接收的光，基于关于所述飞行时间测量的所述条件被满足，对所述测量目标执行光谱测量；以及
由所述传感器设备提供标识所述光谱测量的信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其中经由所述至少一个第一光谱滤波器接收的光以及经由所述至少一个第二光谱滤波器接收的光来自相同光源。
12.根据权利要求10所述的方法，其中经由所述至少一个第一光谱滤波器接收的光以及经由所述至少一个第二光谱滤波器接收的光来自不同的光源。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个第一光谱滤波器包括与所述至少一个第二光谱滤波器在平面中的多个第一光谱滤波器。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个第一光谱滤波器包括被空间分布的多个第一光谱滤波器，以允许基于经由所述多个第一光谱滤波器通过的光来确定所述取向。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述条件与所述传感器是否平行于所述测量目标的表面有关。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个第一光谱滤波器包括多个光谱滤波器，并且其中执行所述飞行时间测量进一步包括：
针对对应于所述多个光谱滤波器的多个波长执行所述飞行时间测量。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述条件与在所述传感器设备和所述测量目标之间的阈值距离有关。
18.一种非暂态计算机可读介质存储，其存储指令，所述指令包括：
当由传感器设备的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行以下操作的一个或多个指令：
通过基于经由至少一个第一光谱滤波器接收的光执行传感器的采样，来确定飞行时间测量，
其中，所述至少一个第一光谱滤波器与用于飞行时间测量的光谱范围相关联；
确定关于所述飞行时间测量的条件被满足，
其中，所述条件与所述传感器或所述传感器设备相对于测量目标的取向或位置有关；
基于确定关于所述飞行时间测量的所述条件被满足，触发要执行的光谱测量；以及
基于经由至少一个第二光谱滤波器接收的光、并且通过执行所述传感器的采样，基于关于所述飞行时间测量的所述条件被满足，对所述测量目标执行所述光谱测量。
19.根据权利要求18所述的非暂态计算机可读介质，其中使所述一个或多个处理器确定所述飞行时间测量的所述一个或多个指令进一步使所述一个或多个处理器：
确定在与所述至少一个第一光谱滤波器对应的所述传感器的至少一个区域中的像素值；
确定所述像素值匹配于与所述飞行时间测量相关联的模式；以及
基于所述像素值确定所述飞行时间测量。
20.根据权利要求18所述的非暂态计算机可读介质，其中所述光谱测量基于可见波长范围或近红外波长范围。
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