CN113740870B - 一种多频融合ToF的测距方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多频融合ToF测距方法、系统、装置及存储介质，用于在不增加硬件成本的基础上提高帧率以及降低功耗。本申请方法包括：分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离；根据第一最大检测距离和第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；根据第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与距离差值的映射表格，映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数。

Description

一种多频融合ToF的测距方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及数据处理领域，尤其涉及一种多频融合ToF测距方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

飞行时间法(Time-of-Flight，ToF)是一种通过光速的飞行时间来测量两点之间距离的方法，其具体应用是通过计算光束从被发射到经目标物体反射被接收的时间差或相位差来计算目标物体的距离，以获得目标物体的距离信息。目前，ToF技术已被广泛应用于包含3D人脸识别、3D建模以及手势识别、体感游戏、AR/VR在内的众多场景中。

相位ToF法是通过发射连续调制载波信号，根据该调制信号在待测点往返一次所形成的相移来得到待测点的距离。但由于调制载波信号具有周期性，所以测量系统中的任何相位测量每隔一个周期就会重复一次，因此这种单一调制频率的相位法测距会造成距离模糊现象。

为了消除ToF中的距离模糊现象，现有技术中一般采用对同一被测点发射多种调制频率信号，再将多频结算的距离融合得到正确的距离的方法。ToF 多频融合算法越复杂，其对芯片算力要求越高，将导致芯片延时过高和功耗增加。

发明内容

本申请提供了一种多频融合ToF测距方法、系统、装置及存储介质，用于在不增加硬件成本的基础上提高帧率以及降低功耗。

本申请第一方面提供了一种多频融合ToF测距方法，包括：

分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离，所述第一最大检测距离为第一频率对应的最大检测距离，所述第二最大检测距离为第二频率对应的最大检测距离，所述第一频率和所述第二频率的频率不同；

根据所述第一最大检测距离和所述第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；

根据所述第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定所述第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；

分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与所述距离差值的映射表格，所述映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数。

可选的，所述方法还包括：

根据所述第一频率和所述第二频率对目标物体进行测量；

根据测量结果确定第一测量距离和第二测量距离；

根据所述第一测量距离和所述第二测量距离计算得到实际距离差值；

在所述映射表格中确定与所述实际距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

根据所述第一重复周期数和所述第二重复周期数确定所述目标物体的真实距离。

可选的，所述目标物体的真实距离通过如下公式确定：

其中k₀为所述第一重复周期数，D₀为所述第一最大检测距离，d₀为所述第一测量距离，k₁为所述第二重复周期数，D₁为所述第二最大检测距离，d₁为所述第二测量距离。

可选的，所述根据第一最大检测距离和第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数所有可能取值包括：

根据所述第一频率和所述第二频率的最大公约数以及光速确定理论最大检测距离；

根据所述第一最大检测距离和所述理论最大检测距离确定第一重复周期数的所有取值；

根据所述第二最大检测距离和所述理论最大检测距离确定第二重复周期数的所有取值。

可选的，所述理论最大检测距离通过如下公式确定：

其中D_MAX为所述理论最大检测距离，c为光速，gcd((f₀，f₁)为所述第一频率和所述第二频率的最大公约数。

可选的，所述第一重复周期数或所述第二重复周期数的所有取值通过如下公式确定：

其中D_MAX为所述理论最大检测距离，D为所述第一最大检测距离或所述第二最大检测距离，所述第一重复周期数或所述第二重复周期数的所有取值为0～N的所有整数。

可选的，所述距离差值通过如下公式计算得到：

Δd＝k₁*D₁-k₀*D₀；

其中Δd为距离差值，k₁为所述第二重复周期数，D₁为所述第二最大检测距离，k₀为所述第一重复周期数，D₀为所述第一最大检测距离。

本申请第二方面提供了一种多频融合ToF测距系统，包括：

第一确定单元，用于分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离，所述第一最大检测距离为第一频率对应的最大检测距离，所述第二最大检测距离为第二频率对应的最大检测距离，所述第一频率和所述第二频率的频率不同；

第二确定单元，用于根据所述第一最大检测距离和所述第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；

第三确定单元，用于根据所述第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定所述第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；

第四确定单元，用于分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与所述距离差值的映射表格，所述映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数。

可选的，所述系统还包括：

测量单元，用于根据所述第一频率和所述第二频率对目标物体进行测量；

第五确定单元，用于根据测量结果确定第一测量距离和第二测量距离；

计算单元，用于根据所述第一测量距离和所述第二测量距离计算得到实际距离差值；

第六确定单元，用于在所述映射表格中确定与所述实际距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

第七确定单元，用于根据所述第一重复周期数和所述第二重复周期数确定所述目标物体的真实距离。

可选的，所述目标物体的真实距离通过如下公式确定：

其中k₀为所述第一重复周期数，D₀为所述第一最大检测距离，d₀为所述第一测量距离，k₁为所述第二重复周期数，D₁为所述第二最大检测距离，d₁为所述第二测量距离。

可选的，所述第二确定单元具体用于：

根据所述第一频率和所述第二频率的最大公约数以及光速确定理论最大检测距离；

根据所述第一最大检测距离和所述理论最大检测距离确定第一重复周期数的所有取值；

根据所述第二最大检测距离和所述理论最大检测距离确定第二重复周期数的所有取值。

可选的，所述理论最大检测距离通过如下公式确定：

其中D_MAX为所述理论最大检测距离，c为光速，gcd(f₀，f₁)为所述第一频率和所述第二频率的最大公约数。

可选的，所述第一重复周期数或所述第二重复周期数的所有取值通过如下公式确定：

其中D_MAX为所述理论最大检测距离，D为所述第一最大检测距离或所述第二最大检测距离，所述第一重复周期数或所述第二重复周期数的所有取值为0～N₀的所有整数。

可选的，所述距离差值通过如下公式计算得到：

Δd＝k₁*D₁-k₀*D₀；

其中Δd为距离差值，k₁为所述第二重复周期数，D₁为所述第二最大检测距离，k₀为所述第一重复周期数，D₀为所述第一最大检测距离。

本申请第三方面提供了一种多频融合ToF测距装置，所述装置包括：

处理器、存储器、输入输出单元以及总线；

所述处理器与所述存储器、所述输入输出单元以及所述总线相连；

所述存储器保存有程序，所述处理器调用所述程序以执行第一方面以及第一方面中任一项可选的多频融合ToF测距方法。

本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上保存有程序，所述程序在计算机上执行时执行第一方面以及第一方面中任一项可选的多频融合ToF测距方法。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

通过预先建立第一重复周期数和第二重复周期数与距离差值的映射表格，在后续实际测量时只需要根据处理器在两个频率的检测数据并作相应计算得到距离差值，随后在映射表格中查找与该距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数，并根据第一重复周期数和第二重复周期数来计算目标物体的真实距离。

本申请提供的ToF多频融合测距方法相较于现有的复杂算法中计算量大大降低，从而能够实现在不增加硬件成本的基础上提高帧率，并且降低功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请提供的多频融合ToF测距方法一个实施例流程示意图；

图2为本申请提供的多频融合ToF测距方法另一个实施例流程示意图；

图3为本申请提供的多频融合ToF测距系统一个实施例结构示意图；

图4为本申请提供的多频融合ToF测距系统另一个实施例结构示意图；

图5为本申请提供的多频融合ToF测距装置一个实施例结构示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种多频融合ToF测距方法、系统、装置及存储介质，用于在不增加硬件成本的基础上提高帧率以及降低功耗。

需要说明的是，本申请提供的多频融合ToF测距方法应用于搭载有ToF 测距系统的终端上，例如终端可以是智能手机或电脑、平板电脑、智能电视、智能手表、便携计算机终端也可以是台式计算机等固定终端。本申请中的ToF 测距系统由发射端、接收端以及处理器三部分组成，其中发射端负责向被测点发送调制光信号，接收端负责接收被测点反射回来的光信号，而处理器则利用反射回来的光信号通过相位计算被测点距离ToF测距系统的距离。

请参阅图1，图1为本申请提供的多频融合ToF测距方法的一个实施例，该方法包括：

101、分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离，第一最大检测距离为第一频率对应的最大检测距离，第二最大检测距离为第二频率对应的最大检测距离，第一频率和第二频率的频率不同；

相位TOF法是通过发射连续调制载波信号，根据该调制信号在被测点往返一次所形成的相移得到待测点的距离。由于调制载波信号具有周期性，所以测量系统中的任何相位测量每隔会2π重复一次，即调制信号传播一个周期的距离，接收端测得的信号相位就延迟2π弧度，因此如果只用一种调制频率进行测距，将无法确认真实距离落在第几个距离周期，这种现象称为ToF测距中的距离模糊现象。需要说明的是，在某一固定的调制频率下，整个周期的距离被称为当前频率下的模糊距离，即本申请中的最大检测距离。

为了消除距离模糊现象，在进行本实施例提供的多频融合ToF测距方法时，首先发射端需要向任一被测点发射两个不同频率的载波信号，即本申请中的第一频率f₀和第二频率f₁，接收端则接收该被测点反射回来的两个不同的光信号。

处理器根据第一频率f₀和第二频率f₁的频率的值可以分别确定第一频率所对应的第一最大检测距离D₀，和第二频率对应的第二最大检测距离D₁。

具体的，

102、根据第一最大检测距离和第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；

在确定第一重复周期数k₀和第二重复周期数k₁之前，还需要根据第一频率f₀和第二频率f₁来确定本方法所能实现的理论最大检测距离D_MAX，该理论最大检测距离D_MAX由第一频率f₀和第二频率f₁的最大公约数以及光速c共同决定，具体的：

第一重复周期数k₀的取值范围是0～N₀的所有整数，而N₀的值由理论最大检测距离D_MAX和第一最大检测距离D₀共同决定，具体的：

同理，第二重复周期数k₁的取值范围是0～N₁的所有整数，而N₁的值由理论最大检测距离D_MAX和第二最大检测距离D₁共同决定，具体的：

103、根据第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；

在本实施例中，第一频率f₀和第二频率f₁的频率的选取，即第一频率f₀和第二频率f₁的大小关系将影响到第一重复周期数k₀和第二重复周期数k₁的有效组合。下面进行举例说明：

取第一频率f₀为100Mhz，第二频率f₁为80Mhz，则可通过上述步骤101 中的公式确定第一最大检测距离D₀为1498.96mm，第二最大检测距离D₁为 1873.70mm；

第一频率f₀和第二频率f₁的最大公约数为20Mhz，再根据步骤102中的公式可确定理论最大检测距离D_MAX为7494.81mm；

第一重复周期数k₀的取值范围是0～N₀的所有整数，计算可得N₀为4，即 k₀＝0、1、2、3或4；

第二重复周期数k₁的取值范围是0～N₁的所有整数，其中N₁为3，即k₁＝0、 1、2或3；

虽然k₀和k₁排列组合有5x4＝20种之多，但是由于f₀＜2f₁，因此在实际测量中不会出现|k₀-k₁|＞1的情况，即一个f₀的周期内不会出现两个完整的f₁的周期，k₀和k₁需满足k₀-k₁≤1，据此在k₀和k₁的所有排列组合中可以确定k₀和k₁有效的组合仅有8种，具体有效组合如下表所示：

k<sub>0</sub>	k<sub>1</sub>
		0	0
1	0
		1	1
2	1
		2	2
3	2
		3	3
4	3

需要说明的是，处理器可以在初始化过程中，根据f₀和f₁频率的选取来匹配相应的规则来确定k₀和k₁的有效组合，例如当f₀<3f₁时，k₀和k₁需满足 k₀-k₁≤2等。

104、分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与距离差值的映射表格，映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数。

在确定了第一重复周期数k₀和第二重复周期数k₁的有效组合后，则分别计算k₀和k₁不同的有效组合对应的距离差值，并建立相应的映射表格存储起来，方便调用。

需要说明的是，距离差值Δd是指处理器根据接收端接收到的被测点反射回来的两个不同的光信号测得的相移

和

计算得到的第一测量距离d₀和第二测量距离d₁的差值。具体的：

继而可推导出，Δd＝d₀-d₁＝k₁*D₁-k₀*D₀。

通过代入不同的k₀和k₁和有效组合，计算得到与其对应的距离差值Δd，然后建立Δd关于k₀和k₁的映射表格。

接步骤103中的举例说明，根据举例中的不同的k₀和k₁的取值可得到如下映射表格：

k<sub>0</sub>	k<sub>1</sub>	Δd
			0	0	0
1	0	-1499
			1	1	375
2	1	-1124
			2	2	749
3	2	-749
			3	3	1124
4	3	-375

通过该映射表格的建立，使得在后续实际测量中，只需要向被测物体发射第一频率f₀和第二频率f₁的两个调制光信号，再根据处理器计算得到的距离差值在映射表格中查找对应的k₀和k₁的取值，即可通过相关公式计算得到目标物体的真实距离d。

在本实施例中，通过预先建立第一重复周期数和第二重复周期数与距离差值的映射表格，在后续实际测量时只需要根据处理器在两个频率的检测数据并作相应计算得到距离差值，随后在映射表格中查找与该距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数，并根据第一重复周期数和第二重复周期数来计算目标物体的真实距离。

本申请提供的ToF多频融合测距方法相较于现有的复杂算法中计算量大大降低，从而能够实现在不增加硬件成本的基础上提高帧率，并且降低功耗。

以上对本申请提供的多频融合ToF测距方法中的映射表格的建立过程作相关描述，以下将对本申请提供的多频融合ToF测距方法中映射表格在实际测距中的应用进行详细描述，请参阅图2，图2为本申请提供的多频融合ToF 测距方法另一个实施例，该方法包括：

201、分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离，第一最大检测距离为第一频率对应的最大检测距离，第二最大检测距离为第二频率对应的最大检测距离，第一频率和第二频率的频率不同；

202、根据第一最大检测距离和第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；

203、根据第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；

204、分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与距离差值的映射表格，映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

本实施例中的步骤201至步骤204与前述实施例中步骤101至步骤104 类似，此处不再赘述。

205、根据第一频率和第二频率对目标物体进行测量；

在建立好Δd关于k₀和k₁的映射表格后，即可对目标物体进行测距。

首先进行第一次测量，处理器控制发射端向目标物体发射第一频率f₀的调制光信号，接收端对目标物体反射回来的光信号进行采样，处理器计算得到发射端和接收端的光信号的第一相位差

然后进行第二次测量，处理器控制发射端向目标物体发射第二频率f₁的调制光信号，接收端对目标物体反射回来的光信号进行采样，处理器计算得到发射端和接收端的光信号的第二相位差

206、根据测量结果确定第一测量距离和第二测量距离；

处理器根据第一相位差

和第二相位差

分别计算第一测量距离d₀和第二测量距离d₁，具体的：

207、根据第一测量距离和第二测量距离计算得到实际距离差值；

处理器通过将第一测量距离d₀和第二测量距离d₁作差，得到实际距离差值Δd。

208、在映射表格中确定与实际距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

利用前述步骤204中建立的Δd关于k₀和k₁的映射表格，即可通过实际距离差值Δd确定相应的第一重复周期数k₀和第二重复周期数k₁。

209、根据第一重复周期数和第二重复周期数确定目标物体的真实距离。

在得到第一重复周期数k₀和第二重复周期数k₁的值后，即可轻松通过如下公式计算出目标物体的真实距离d，具体的：

下面对本申请提供的多频融合ToF测距方法的全部流程进行举例说明：

取第一频率f₀为100Mhz，第二频率f₁为80Mhz，则可通过上述步骤201 中的公式确定第一最大检测距离D₀为1498.96mm，第二最大检测距离D₁为 1873.70mm；

第一频率f₀和第二频率f₁的最大公约数为20Mhz，再根据步骤202中的公式可确定理论最大检测距离D_MAX为7494.81mm；

第一重复周期数k₀的取值范围是0～N₀的所有整数，计算可得N₀为4，即 k₀＝0、1、2、3或4；

第二重复周期数k₁的取值范围是0～N₁的所有整数，其中N₁为3，即k₁＝0、 1、2或3；

在根据第一频率f₀和第二频率f₁的值确定第一重复周期数k₀和第二重复周期数k₁的有效组合后，可建立如下映射表格:

k<sub>0</sub>	k<sub>1</sub>	Δd
			0	0	0
1	0	-1499
			1	1	375
2	1	-1124
			2	2	749
3	2	-749
			3	3	1124
4	3	-375

然后进入实际测量环节，通过向目标物体分别发射第一频率f₀100Mhz和第二频率f₁80Mhz的两种调制光信号，可计算得到实际实际距离差值Δd：

1)、当Δd＝0时，查表得k₀＝0，k₁＝0，那么真实距离

2)、当Δd＝-1499时，查表得k₀＝1，k₁＝0，那么真实距离

3)、当Δd＝375时，查表得k₀＝1，k₁＝1，那么真实距离

4)、当Δd＝-1124时，查表得k₀＝2，k₁＝1，那么真实距离

5)、当Δd＝749时，查表得k₀＝2，k₁＝2，那么真实距离

6)、当Δd＝-749时，查表得k₀＝3，k₁＝2，那么真实距离

7)、当Δd＝1124时，查表得k₀＝3，k₁＝3，那么真实距离

8)、当Δd＝-375时，查表得k₀＝4，k₁＝3，那么真实距离

在本实施例中，在建立好映射表格后，只需要执行向目标物体发射第一频率和第二频率的调制光信号，并根据处理器测量得到的相应频率的相移计算得到实际距离差值，再通过映射表格查表获得与该实际距离差值匹配的两个频率的重复周期数，即可计算得到目标物体的真实距离。相较于现有的多频融合测距方法计算量大大降低，从而能够实现在不增加硬件成本的基础上提高帧率，并且降低功耗。

请参阅图3，图3为本申请提供的多频融合ToF测距系统一个实施例，该系统包括：

第一确定单元301，用于分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离，第一最大检测距离为第一频率对应的最大检测距离，第二最大检测距离为第二频率对应的最大检测距离，第一频率和第二频率的频率不同；

第二确定单元302，用于根据第一最大检测距离和第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；

第三确定单元303，用于根据第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；

第四确定单元304，用于分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与距离差值的映射表格，映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数。

在本实施例中，通过预先建立第一重复周期数和第二重复周期数与距离差值的映射表格，在后续实际测量时只需要根据处理器在两个频率的检测数据并作相应计算得到距离差值，随后在映射表格中查找与该距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数，并根据第一重复周期数和第二重复周期数来计算目标物体的真实距离。本申请提供的ToF多频融合测距系统相较于现有的系统中计算量大大降低，从而能够实现在不增加硬件成本的基础上提高帧率，并且降低功耗。

下面对本申请提供的多频融合ToF测距系统进行详细说明，请参阅图4，图4为本申请提供的多频融合ToF测距系统另一个实施例，该系统包括：

第一确定单元401，用于分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离，第一最大检测距离为第一频率对应的最大检测距离，第二最大检测距离为第二频率对应的最大检测距离，第一频率和第二频率的频率不同；

第二确定单元402，用于根据第一最大检测距离和第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；

第三确定单元403，用于根据第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；

第四确定单元404，用于分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与距离差值的映射表格，映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数。

进一步的，本实施例系统还包括：

测量单元405，用于根据第一频率和第二频率对目标物体进行测量；

第五确定单元406，用于根据测量结果确定第一测量距离和第二测量距离；

计算单元407，用于根据第一测量距离和第二测量距离计算得到实际距离差值；

第六确定单元408，用于在映射表格中确定与实际距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

第七确定单元409，用于根据第一重复周期数和第二重复周期数确定目标物体的真实距离。

进一步的，目标物体的真实距离通过如下公式确定：

其中k₀为第一重复周期数，D₀为第一最大检测距离，d₀为第一测量距离， k₁为第二重复周期数，D₁为第二最大检测距离，d₁为第二测量距离。

进一步的，第二确定单元具体用于：

根据第一频率和第二频率的最大公约数以及光速确定理论最大检测距离；

根据第一最大检测距离和理论最大检测距离确定第一重复周期数的所有取值；

根据第二最大检测距离和理论最大检测距离确定第二重复周期数的所有取值。

进一步的，理论最大检测距离通过如下公式确定：

其中D_MAX为理论最大检测距离，c为光速，gcd(f₀，f₁)为第一频率和第二频率的最大公约数。

进一步的，第一重复周期数或第二重复周期数的所有取值通过如下公式确定：

其中D_MAX为理论最大检测距离，D为第一最大检测距离或第二最大检测距离，第一重复周期数或第二重复周期数的所有取值为0～N₀的所有整数。

进一步的，距离差值通过如下公式计算得到：

Δd＝k₁*D₁-k₀*D₀；

其中Δd为距离差值，k₁为第二重复周期数，D₁为第二最大检测距离，k₀为第一重复周期数，D₀为第一最大检测距离。

本实施例系统中，各单元的功能与前述图2所示方法实施例中的步骤对应，此处不再赘述。

本申请还提供了一种多频融合ToF测距装置，请参阅图5，图5为本申请提供的多频融合ToF测距装置一个实施例，该装置包括：

处理器501、存储器502、输入输出单元503、总线504；

处理器501与存储器502、输入输出单元503以及总线504相连；

存储器502保存有程序，处理器501调用程序以执行如上任一多频融合 ToF测距方法。

本申请还涉及一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上保存有程序，其特征在于，当程序在计算机上运行时，使得计算机执行如上任一多频融合ToF测距方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，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，在本申请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，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (9)

1.一种多频融合ToF测距方法，其特征在于，所述方法包括：

分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离，所述第一最大检测距离为第一频率对应的最大检测距离，所述第二最大检测距离为第二频率对应的最大检测距离，所述第一频率和所述第二频率的频率不同；

根据所述第一最大检测距离和所述第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；

根据所述第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定所述第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；

分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与所述距离差值的映射表格，所述映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

根据所述第一频率和所述第二频率对目标物体进行测量；

根据测量结果确定第一测量距离和第二测量距离；

根据所述第一测量距离和所述第二测量距离计算得到实际距离差值；

在所述映射表格中确定与所述实际距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

根据所述第一重复周期数和所述第二重复周期数确定所述目标物体的真实距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标物体的真实距离通过如下公式确定：

其中k₀为所述第一重复周期数，D₀为所述第一最大检测距离，d₀为所述第一测量距离，k₁为所述第二重复周期数，D₁为所述第二最大检测距离，d₁为所述第二测量距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一最大检测距离和第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数所有可能取值包括：

根据所述第一频率和所述第二频率的最大公约数以及光速确定理论最大检测距离；

根据所述第一最大检测距离和所述理论最大检测距离确定第一重复周期数的所有取值；

根据所述第二最大检测距离和所述理论最大检测距离确定第二重复周期数的所有取值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述理论最大检测距离通过如下公式确定：

其中D_MAX为所述理论最大检测距离，c为光速，gcd(f₀，f₁)为所述第一频率和所述第二频率的最大公约数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一重复周期数或所述第二重复周期数的所有取值通过如下公式确定：

其中D_MAX为所述理论最大检测距离，D为所述第一最大检测距离或所述第二最大检测距离，所述第一重复周期数或所述第二重复周期数的所有取值为0～N的所有整数。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述距离差值通过如下公式计算得到：

Δd＝k₁*D₁-k₀*D₀；

其中Δd为距离差值，k₁为所述第二重复周期数，D₁为所述第二最大检测距离，k₀为所述第一重复周期数，D₀为所述第一最大检测距离。

7.一种多频融合ToF测距系统，其特征在于，所述系统包括：

第一确定单元，用于分别确定第一最大检测距离和第二最大检测距离，所述第一最大检测距离为第一频率对应的最大检测距离，所述第二最大检测距离为第二频率对应的最大检测距离，所述第一频率和所述第二频率的频率不同；

第二确定单元，用于根据所述第一最大检测距离和所述第二最大检测距离分别确定第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值；

第三确定单元，用于根据所述第一重复周期数和第二重复周期数的所有取值确定所述第一重复周期数和第二重复周期数的所有有效组合；

第四确定单元，用于分别确定与第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合对应的距离差值，建立第一重复周期数和第二重复周期数的不同有效组合与所述距离差值的映射表格，所述映射表格用于在测量目标物体的真实距离时根据距离差值确定对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

测量单元，用于根据所述第一频率和所述第二频率对目标物体进行测量；

第五确定单元，用于根据测量结果确定第一测量距离和第二测量距离；

计算单元，用于根据所述第一测量距离和所述第二测量距离计算得到实际距离差值；

第六确定单元，用于在所述映射表格中确定与所述实际距离差值对应的第一重复周期数和第二重复周期数；

第七确定单元，用于根据所述第一重复周期数和所述第二重复周期数确定所述目标物体的真实距离。

8.一种多频融合ToF测距装置，其特征在于，所述装置包括：

处理器、存储器、输入输出单元以及总线；

所述处理器与所述存储器、所述输入输出单元以及所述总线相连；

所述存储器保存有程序，所述处理器调用所述程序以执行如权利要求1至6中任一项所述方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上保存有程序，所述程序在计算机上执行时执行如权利要求1至6中任一项所述方法。

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