CN114355374A - 一种飞行时间测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种飞行时间测量系统及方法，系统包括：发射器配置为开启至少一个光源朝目标物发射光信号；采集器配置为在控制和处理电路的控制下致动开启光源对应的像素以接收被所述目标物反射回的至少部分所述光信号，被致动像素接收所述光信号并输出光子检测信号至读出电路，所述读出电路配置为根据所述光子检测信号生成直方图，并根据所述直方图输出对应像素的第一飞行时间值；控制和处理电路配置为针对单个开启光源对应的多个被致动像素，结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值。本申请实施例可以提高测量系统的准确度。
Description
技术领域
本申请涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种飞行时间测量系统及方法。
背景技术
传统的测距技术分为双向测距技术和单向测距技术。飞行时间(Time of Flight，ToF)技术属于双向测距技术，该技术利用光信号在发射器和采集器之间往返的飞行时间对目标物进行距离测量。目前，基于ToF技术的测量系统已被广泛应用于消费电子、无人架驶、增强现实(Augmented Reality，AR)和虚拟现实(Virtual Reality，VR)等领域。
ToF技术可分为直接飞行时间(Direct ToF，DToF)技术和间接飞行时间(IndirectToF，IToF)技术。其中，DToF技术基于时间相关单光子计数(Time-Correlated SinglePhoton Counting，TCSPC)技术测量光束中的光子从发射到接收的飞行时间；IToF技术测量反射光束相对于发射光束的相位延迟，再由相位延迟对飞行时间进行计算。其中，DToF技术具有信噪比高，灵敏度好，准确度高等优点，受到了越来越广泛的关注。
在基于ToF技术的测量系统中，发射器的发射视场与采集器的采集视场具有一一对应的关系，发射器每发射一个斑点光束到目标视场后都会反射并成像到采集器中对应的像素上。此外，为尽可能多的接收反射光斑的光信号，通常需要将多个像素组合在一起形成像素组共同采集一个反射光斑中的光信号，此时，每发射一个斑点光束都会同时激活与其对应的像素组采集反射光斑。
在实际的应用中，通常设置像素组中的各像素共享一个读出电路，各像素生成的光子检测信号依次的输入同一个读出电路用于直方图的绘制，因此直方图的绘制仅仅考虑了时间维度，而没有考虑到各像素位置不同而引起的偏差，导致测量准确度降低。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本申请的构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种飞行时间测量系统及方法，旨在解决相关技术中的一个或多个技术问题。
为达上述目的，第一方面，本申请一实施例提供一种飞行时间测量系统，包括：发射器、采集器、和控制和处理电路。所述发射器配置为开启至少一个光源朝目标物发射光信号；所述采集器配置为在所述控制和处理电路的控制下致动所述光源对应的像素以接收被所述目标物反射回的至少部分所述光信号，被致动像素接收所述光信号并输出光子检测信号至读出电路，所述读出电路配置为根据所述光子检测信号生成直方图，并根据所述直方图输出对应像素的第一飞行时间值；所述控制和处理电路配置为，针对单个所述光源对应的多个被致动像素，结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值。
在一些实施例中，所述结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值，包括：获取所述多个被致动像素各自的第一权重，根据所述第一权重对所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行加权求和得到第二飞行时间值。
在一些实施例中，所述第一权重根据像素的灰度值确定。
在一些实施例中，所述结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值，包括：
利用所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行发射光信号波形拟合，获取拟合得到的波形的峰值作为第二飞行时间值。
在一些实施例中，所述发射光信号波形包括高斯波形。
在一些实施例中，所述读出电路包括TDC电路、直方图电路和读出单元，每个所述像素对应连接一所述TDC电路、一所述直方图电路和一所述读出单元，所述TDC电路配置为根据所述光子检测信号生成对应像素的时间信号，所述直方图电路配置为对所述时间信号进行累计以生成对应像素的直方图，所述读出单元根据所述直方图输出对应像素的第一飞行时间值。
第二方面，本申请一实施例提供一种飞行时间测量方法，包括：控制发射器中的至少一个光源朝目标物发射光信号；同步致动采集器中与开启光源对应的像素接收被所述目标物反射回的至少部分光信号；被致动像素接收所述光信号并输出光子检测信号至读出电路，所述读出电路配置为根据所述光子检测信号生成直方图，并根据所述直方图输出对应像素的第一飞行时间值；针对单个开启光源对应的多个被致动像素，结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值。
在一些实施例中，所述结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值，包括：获取所述多个被致动像素各自的第一权重，根据所述第一权重对所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行加权求和得到第二飞行时间值。
在一些实施例中，所述第一权重根据像素的灰度值确定。
在一些实施例中，所述结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值，包括：利用所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行发射光信号波形拟合，获取拟合得到的波形的峰值作为第二飞行时间值。
第三方面，本申请一实施例提供一种电子设备，包括上述第一方面任一实施例中所述的飞行时间测量系统；飞行时间测量系统的发射器与采集器设置于电子设备本体的同一侧。
本申请实施例的有益效果在于：结合单个开启光源对应的多个被致动像素包括的多个飞行时间值计算更精准的飞行时间值，综合考虑了接收同一光斑光束的多个像素所包括的各个像素的飞行时间值，提高了测量系统的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种飞行时间测量系统的结构示意图。
图2为本申请一实施例提供的一种像素阵列的结构示意图。
图3为本申请一实施例提供的一种采集器的结构示意图。
图4为本申请另一实施例提供的一种采集器的结构示意图。
图5为本申请一实施例提供的一种飞行时间测量方法的实现流程示意图。
图6为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本申请实施例提供了一种飞行时间测量系统10。飞行时间测量系统10包括发射器11，采集器12，以及控制和处理电路13。
在一些实施例中，发射器11用于向目标区域20发射发射光束30，发射光束30发射至目标区域20空间中以照明空间中的目标物，至少部分发射光束30经目标物反射后形成反射光束40，反射光束40中的至少部分光束被采集器12接收；控制和处理电路13分别与发射器11以及采集器12连接，同步发射器11与采集器12的触发信号以计算光束从发射到反射回来被接收或被采集所需要的时间，即发射光束30与反射光束40之间的飞行时间t，进一步地，目标物上对应点的距离D可由下式计算出：
D＝c·t/2
其中，c为光速。
在一些实施例中，发射器11包括光源111、发射光学元件112以及驱动器113等。其中，光源111可以是发光二极管(light-emitting diode，LED)、激光二极管(laser diode，LD)、边发射激光器(edge emitting laser，EEL)、垂直腔面发射激光器(vertical cavitysurface emitting laser,VCSEL)等。光源111可以包括一个或多个光源，当包括多个光源时，光源111可以是由多个光源组成的一维或二维光源阵列。优选地，光源阵列是在单块半导体基底上生成多个VCSEL光源以形成的VCSEL阵列光源芯片，光源阵列中光源的排列方式可以是规则的也可以是不规则的。光源111所发射的光束可以是可见光、红外光、紫外光等。光源111在驱动器113的控制下向外发射光束。
在一个实施例中，光源111被配置为由多个光源组成的光源阵列，其中光源阵列包括多组光源，每次开启一组光源朝向目标区域发射斑点光束，直至开启最后一组光源，实现目标区域的扫描。其中，一组光源可以是一个光源；或，一组光源也可以是排列成线状光源的多个光源，线状光源由多个光源依次排列形成；或，一组光源还可以是排列成诸如矩形或L型等其他形状的多个光源等，本申请对此不予限制。需要说明的是，更一般地，发射器配置为一次启动一组光源发射光信号，一组光源是每次进行目标物扫描的给定区域的工作光源，工作光源可以是一个或多个光源。
在一个实施例中，光源111在驱动器113的控制下以一定频率(或脉冲周期)向外发射脉冲光束，以用于直接飞行时间测量，频率根据测量距离进行设定。可以理解的是，还可以利用控制和处理电路13中的一部分或者独立于控制和处理电路13存在的子电路来控制光源111发射光束。
发射光学元件112接收来自光源111发射的光束并整形后投射到目标区域20。在一个实施例中，发射光学元件112接收来自光源111的脉冲光束，并将脉冲光束进行光学调制，比如衍射、折射、反射等调制，随后向空间中发射被调制后的光束，比如聚焦光束、泛光光束、结构光光束等。发射光学元件112可以是透镜、液晶元件、衍射光学元件、微透镜阵列、超表面(Metasurface)光学元件、掩膜板、反射镜、MEMS振镜等形式中的一种或多种的组合。
在一些实施例中，采集器12包括像素阵列121、过滤单元122、和读出电路阵列(图1中未示出)。其中，过滤单元122用于滤除背景光或杂散光。像素阵列121由多个像素组成，像素阵列121配置为在控制和处理电路13的控制下致动一组像素以采集由目标物反射回的至少部分光信号并生成相应的光子检测信号。读出电路用于接收光子检测信号进行处理以生成直方图，再根据直方图输出飞行时间值。在一个实施例中，像素阵列121为由多个像素组成的像素阵列，像素可以是单光子雪崩光电二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)，一个像素可以包括一个或多个SPAD。像素阵列121实际是由多个SPAD组成的SPAD阵列，SPAD阵列为可寻址矩阵。一般地，控制和处理电路13可以选择需要致动的像素组，像素阵列121配置为在控制和处理电路13的控制下一次致动多个像素组接收光信号，每个反射光束40成像到一个像素组中。SPAD也称为盖革模式雪崩光电二极管(GM-APD)，是能够以数十皮秒量级的到达时间分辨率捕获各个光子的检测器，可在专用半导体工艺中或者在标准互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)技术中制造出来。作为一非限制性示例，以开启一个光源发射光信号，同步致动该光源对应的一个像素组接收反射光信号为例，如图2所示，一个光源发射斑点光束，光斑21成像到一个像素组22上，像素组22包括2*2个像素23，即4个像素23。在一个实施例中，对于离轴设置的飞行时间测量系统，考虑到视差引起的偏差，还可以设置像素组的尺寸大于光斑尺寸，以使得像素组包括光斑受到视差影响产生的偏移量。
像素阵列121连接读出电路阵列，具体地，像素阵列121中的每个像素对应连接一读出电路。读出电路接收并累计来自对应连接的像素的光子检测信号以生成该像素的直方图并根据直方图输出该像素的飞行时间值。在一些实施例中，读出电路包括信号放大器、时间数字转换器(Time-to-Digital Converter，TDC)、模拟数字转换器(Analog-to-digitalconverter，ADC)、读出(R/O)单元等器件中的一种或多种。
在一个实施例中，读出电路包括TDC电路、直方图电路和R/O单元，如图3所示，采集器中每个像素对应连接一TDC电路、一直方图电路和一R/O单元。像素接收目标物反射的脉冲光信号并生成光子检测信号，TDC电路接收和计算这些光子检测信号的时间间隔，并将时间间隔转化为时间码，直方图电路对TDC电路输出的时间码进行累积计数以生成像素的直方图，R/O单元根据直方图电路生成的直方图输出像素的飞行时间值。进一步地，R/O单元可以与控制和处理电路电连接，控制和处理电路可以接收R/O单元输出的像素的飞行时间值，结合被致动的像素组所包括的多个像素的多个飞行时间值计算更精确的飞行时间值。在其他一些实施例中，还可以进一步根据更精确的飞行时间值计算目标物的距离信息。
需要说明的是，当一个像素包括多个SPAD的情形下，在一个实施例中，同一像素包括的多个SPAD所生成的光子检测信号可以累积计数以获取该像素的飞行时间值，例如，同一像素包括的多个SPAD可以对应连接同一读出电路。在另一个实施例中，同一像素包括的多个SPAD可以各自分别生成飞行时间值，再结合多个SPAD的飞行时间值计算该像素的飞行时间值，例如，同一像素包括的多个SPAD分别对应连接一读出电路。应理解，结合一像素的多个SPAD的飞行时间计算该像素的飞行时间，可以参考后续结合像素组的多个像素的飞行时间计算该像素组的飞行时间值的相关描述，此处不再赘述。
在一些实施例中，继续参见图1所示，采集器12还包括接收光学元件123。接收光学元件123、过滤单元122以及像素单元121沿光信号的传播路径依次设置。接收光学元件123用于接收由目标物反射回的至少部分光束并将所述至少部分光束引导至像素阵列121上，以将目标物成像至像素阵列。
控制和处理电路13同步发射器11与采集器12的触发信号。可选的，控制和处理电路13可以控制每个给定时间需要开启和/或关闭的光源，以及需要致动(或激活)和/或去激活的像素。直方图电路生成的直方图、TDC电路的特征等(例如光子到达时间等)均可以传输给控制和处理电路13，以供其后续使用。控制和处理电路13获取每个被致动像素组所包括的多个像素各自的飞行时间值，并结合所包括的多个像素各自的飞行时间值计算像素组的飞行时间值，进一步地，可以基于像素组的飞行时间值计算目标物的距离信息。在一个实施例中，被致动像素对入射的单个光子进行响应而输出光子检测信号，读出电路接收来自对应连接的像素的光子检测信号进行处理以生成直方图并输出该像素的飞行时间值，控制和处理电路13结合被致动像素组中所包括的多个像素的多个飞行时间值获取像素组的飞行时间值。具体的，读出电路计算对应连接的像素所采集光子的数量形成连续的时间bin，这些时间bin连在一起形成统计直方图用于重现反射光脉冲的时间序列，利用峰值匹配和滤波检测识别出光束从发射到被接收的飞行时间。可以理解的是，控制和处理电路13可以是独立的专用电路，比如专用系统级芯片(System on Chip，SOC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)芯片、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)芯片等等，也可以包含通用处理电路。控制和处理电路13结合多个像素的多个飞行时间值获取像素组的飞行时间值，虽然增加了一些资源开销，但是综合考虑了多个像素的飞行时间值提升了测量系统的测量结果的准确度。
在一些实施例中，飞行时间测量系统10还包括存储器。存储器可以用于存储脉冲编码程序，利用编码程序控制光源111发射光束的激发时间、发射频率等。存储器可以用于存储时间信息、直方图、飞行时间值、距离信息等。
在一个实施例中，控制和处理电路13配置为针对任一开启光源对应的被致动像素组，获取该像素组包括的多个像素各自的第一权重，根据第一权重对多个像素的多个飞行时间值进行加权求和得到该像素组的飞行时间值。
在一个实施例中，第一权重根据像素的灰度值确定。作为一可能的实现方式，将像素所产生的光子检测信号的数量作为该像素的灰度值。在这个实现方式中，如图4所示，每个像素对应连接一读出电路，读出电路除了包括TDC电路、直方图电路和R/O单元，还包括计数电路，计数电路接收和统计对应连接的像素的光子检测信号的数量，并将该数量传输给控制和处理电路13。作为另一可能的实现方式，对像素对应的直方图中各时间bin的光子数求和作为该像素的灰度值。在这个实现方式中，每个像素对应连接一读出电路，读出电路将对应连接像素的直方图传输给控制和处理电路13，控制和处理电路13对像素对应的直方图中各时间bin的光子数求和作为该像素的灰度值。
作为一实现方式，针对任一光源对应的被致动的像素组而言，获取该像素组所包括的多个像素的灰度值，对多个像素的灰度值分别进行归一化，得到多个像素的第一权重，根据第一权重对多个像素的飞行时间值进行加权求和得到像素组的飞行时间值。
作为一非限制性示例，以被致动的像素组包括4个像素为例进行说明。继续参见图2所示，一光斑21成像在一像素组22上，该像素组22包括4个像素23，4个像素分别为左上像素、左下像素、右上像素和右下像素，4个像素的飞行时间值记为ToF1i,4个像素的灰度值记为Gi，i的取值为1至4的整数，4个像素的第一权重为Ki＝Gi/(ΣGi)，ΣGi＝G1+G2+G3+G4，像素组22的飞行时间值ToF2＝K1*ToF11+K2*ToF12+K3*ToF13+K4*ToF14。
需要说明的是，在其他示例中还可以采用其他归一化方式，本申请对此不予具体限制。
作为另一实现方式，针对任一光源对应的被致动的像素组而言，获取该像素组所包括的多个像素的灰度值，将多个像素的灰度值分别乘以预设常系数，得到多个像素的第一权重，根据第一权重对多个像素的飞行时间值进行加权求和得到像素组的飞行时间值。在这个实现方式中，在灰度值上乘以一个常系数调节灰度值产生的权重。
作为一非限制性示例，以被致动的像素组包括4个像素为例进行说明。继续参见图2所示，一光斑21成像在一像素组22上，该像素组22包括4个像素23，4个像素分别为左上像素、左下像素、右上像素和右下像素，4个像素的飞行时间值记为ToF1i,4个像素的灰度值记为Gi，i的取值为1至4的整数，4个像素的第一权重为Ki＝ri*Gi，像素组22的飞行时间值ToF2＝r1*G1*ToF11+r2*G2*ToF12+r3*G3*ToF13+r4*G4*ToF14，其中，r1、r2、r3和r4为四个常系数，常系数可以为经验值。
在另一个实施例中，控制和处理电路13配置为针对任一光源对应的被致动的像素组，利用该像素组包括的多个像素的多个飞行时间值进行发射光信号波形拟合，获取拟合得到的高斯波形的峰值作为该像素组的飞行时间值。在这个实施例中，根据发射光信号波形对像素的飞行时间进行拟合，可以获得准确度更高的像素组的飞行时间值，从而可以提高测量系统的测量结果的准确度。
在一个实施例中，所述发射光信号波形包括高斯波形，例如三维高斯波形等。本申请对发射光信号波形不予具体限制。
在一些实施例中，飞行时间测量系统10还可以包括彩色相机、红外相机、IMU等器件，与这些器件的组合可以实现更加丰富的功能，比如3D纹理建模、红外人脸识别、SLAM等功能。
在一些实施例中，继续参阅图1所示，发射器11包括光源111和驱动光源111的驱动器113。光源111在驱动器113的驱动下并在控制和处理电路13的控制下使得给定区域(即前述的一组光源)发射光信号。
进一步地，在一些实施例中，继续参阅图1所示，发射器11还包括发射光学元件112，发射光学元件112用于将光信号投射至目标物，并使该光信号于目标物上形成照明斑点。可选地，发射光学元件112包括但不限于准直镜、衍射光学元件等中的一种或几种的组合。
在一些实现方式中，光源111是在单块半导体基底上生成多个VCSEL光源以形成的VCSEL阵列光源芯片。其中，光源111可以在控制和处理电路13的控制下以一定频率(或脉冲周期)向目标物发射脉冲光束30，脉冲光束30经过发射光学元件112投射到目标物上形成照明斑点。
图5所示为本申请一实施例提供的一种飞行时间测量方法。飞行时间测量方法可应用于前述图1至图3所述实施例的飞行时间测量系统。在一些实施例中，飞行时间测量方法可以由飞行时间测量系统的控制和处理电路执行。在一些实施例中，飞行时间测量方法可以由电子设备执行。
如图5所示，飞行时间测量方法可以包括如下步骤S41至S43。
S41，控制发射器中的至少一个光源朝目标物发射光信号。
其中，发射器可以是包括一个光源的单点光源，也可以是包括多个光源的光源阵列。
S42，同步致动采集器中与开启光源对应的像素接收被目标物反射回的至少部分光信号。
其中，被致动像素接收光信号并输出光子检测信号至读出电路，读出电路配置为根据光子检测信号生成直方图，并根据直方图输出对应像素的第一飞行时间值。像素与读出电路一一对应连接。
在一个实施例中，每个开启光源对应一像素组，一组像素组包括多个像素。
S43，针对单个开启光源对应的多个被致动像素，结合多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值。
在一些实施例中，步骤S43包括：针对单个开启光源对应的多个被致动像素，获取多个被致动像素各自的第一权重，根据第一权重对多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行加权求和得到第二飞行时间值。
在其他一些实施例中，步骤S43包括：针对单个开启光源对应的多个被致动像素，利用多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行发射光信号波形拟合，获取拟合得到的高斯波形的峰值作为第二飞行时间值。
需要说明的是，飞行时间测量方法实施例与前述实施例相似之处，此处不再赘述。
本申请一实施例还提供一种电子设备。参照图6所示，电子设备600包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62，例如飞行时间测量的程序。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述任一实施例的飞行时间测量方法实施例中的步骤，例如图5所示的步骤S41至S43。
示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在电子设备600中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图6仅仅是电子设备600的示例，并不构成对电子设备600的限定，电子设备600可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子设备600还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、ASIC、FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器61可以是电子设备600的内部存储单元，例如电子设备600的硬盘或内存。所述存储器61也可以是电子设备600的外部存储设备，例如电子设备600上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括电子设备600的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及电子设备所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本申请一实施例还提供一种电子设备。电子设备包括前述任一实施例的飞行时间测量系统，其中，飞行时间测量系统的发射器与采集器设置于电子设备本体的同一侧。
作为一非限制性示例，电子设备可以为激光雷达等。
本申请一实施例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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述各个飞行时间测量方法实施例中的步骤。
本申请一实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备可实现上述各个飞行时间测量方法实施例中的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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。
集成的模块/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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、ROM、RAM、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种飞行时间测量系统，其特征在于，包括：发射器、采集器、和控制和处理电路，
所述发射器配置为开启至少一个光源朝目标物发射光信号；
所述采集器配置为在所述控制和处理电路的控制下致动所述光源对应的像素以接收被所述目标物反射回的至少部分所述光信号，被致动像素接收所述光信号并输出光子检测信号至读出电路，所述读出电路配置为根据所述光子检测信号生成直方图，并根据所述直方图输出对应像素的第一飞行时间值；
所述控制和处理电路配置为，针对单个所述光源对应的多个被致动像素，根据所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值。
2.如权利要求1所述的飞行时间测量系统，其特征在于，所述结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值，包括：
获取所述多个被致动像素各自的第一权重，根据所述第一权重对所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行加权求和得到第二飞行时间值。
3.如权利要求2所述的飞行时间测量系统，其特征在于，所述第一权重根据像素的灰度值确定。
4.如权利要求1所述的飞行时间测量系统，其特征在于，所述结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值，包括：
利用所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行发射光信号波形拟合，获取拟合得到的波形的峰值作为第二飞行时间值。
5.如权利要求4所述的飞行时间测量系统，其特征在于，所述发射光信号波形包括高斯波形。
6.如权利要求1至5任一项所述的飞行时间测量系统，其特征在于，所述读出电路包括TDC电路、直方图电路和读出单元，每个所述像素对应连接一所述TDC电路、一所述直方图电路和一所述读出单元，所述TDC电路配置为根据所述光子检测信号生成对应像素的时间信号，所述直方图电路配置为对所述时间信号进行累计以生成对应像素的直方图，所述读出单元根据所述直方图输出对应像素的第一飞行时间值。
7.一种飞行时间测量方法，其特征在于，包括：
控制发射器中的至少一个光源朝目标物发射光信号；
同步致动采集器中与所述光源对应的像素接收被所述目标物反射回的至少部分光信号；被致动像素接收所述光信号并输出光子检测信号至读出电路，所述读出电路配置为根据所述光子检测信号生成直方图，并根据所述直方图输出对应像素的第一飞行时间值；
针对单个所述光源对应的多个被致动像素，结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值。
8.如权利要求7所述的飞行时间测量方法，其特征在于，所述结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值，包括：
获取所述多个被致动像素各自的第一权重，根据所述第一权重对所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行加权求和得到第二飞行时间值。
9.如权利要求8所述的飞行时间测量方法，其特征在于，所述第一权重根据像素的灰度值确定。
10.如权利要求7所述的飞行时间测量方法，其特征在于，所述结合所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值获取第二飞行时间值，包括：
利用所述多个被致动像素的多个第一飞行时间值进行发射光信号波形拟合，获取拟合得到的波形的峰值作为第二飞行时间值。
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| CN112799097A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-05-14 | 深圳阜时科技有限公司 | 深度图和灰度图的获取方法、深度相机、以及电子设备 |
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