CN114563798A - 一种距离信息获取系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种距离信息获取系统，包括：光源模块，接收模块，处理模块；所述光源模块包含N组具有时序关联性的发射光，所述N组发射光至少被分为M个发射光类，其中N为大于等于3的整数，M为大于等于2的整数，其中至少一个类中有至少2组发射光，所述至少两组发射光在发射时序上包含第一时序关联性，所述M个发射类之间在发射时序上包含第二时序关联性；所述接收模块获得所述光源输出的N组发射光在视场内返回光的信号并转化为电信号，所述处理模块依据所述N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息，通过本发明的发射光时序关联控制和分类化方案可以在适合探测系统高集成化的前提下保证分辨率和探测高帧频要求。

Description

一种距离信息获取系统

技术领域

本申请涉及距离获取系统技术领域，特别涉及一种DTOF类型的距离信息获取系统。

背景技术

近年来，随着半导体技术的进步，用于测量到物体的距离的测距模块的小型化已经取得了进展。因此，例如，已经实现了在诸如所谓的智能电话等移动终端中安装测距模块，所述智能电话是具有通信功能的小型信息处理装置随着科技的进步，在距离或者深度信息探测过程中，经常使用的方法为飞行时间测距法(Time of flight，TOF)，其原理是通过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离，在TOF技术中直接对光飞行时间进行测量的技术被称为DTOF(direct-TOF)；对发射光信号进行周期性调制，通过对反射光信号相对于发射光信号的相位延迟进行测量，再由相位延迟对飞行时间进行计算的测量技术被成为ITOF(Indirect-TOF)技术。按照调制解调类型方式的不同可以分为连续波(Continuous Wave，CW)调制解调方式和脉冲调制(Pulse Modulated，PM)调制解调方式，直接飞行时间探测(Direct Time of flight，DTOF)作为TOF的一种，DTOF技术通过计算光脉冲的发射和接收时间，直接获得目标距离，具有原理简单，信噪比好、灵敏度高、精确度高等优点，受到了越来越广泛的关注。

DTOF的测距原理也是比较简单明确的，光源发射具有一定脉宽的脉冲激光例如几纳秒级别，脉冲激光经过探测目标反射返回处于包含雪崩状态SPAD的阵列型接收模块，其中处于雪崩状态的探测单元可以接收返回的信号，经过处理模块的处理可以输出探测系统至探测目标之间的距离，从而完成探测，其中为了获得高可信度的结果可以发射数万次的激光脉冲，探测单元获得一个统计结果，这样通过对于统计结果的处理可以获得更精确的距离。如此可以得知在测距过程中对于每个像素进行多次统计结果的处理将会存在特别大的数据处理需求，同时会需要特别大量的TDC处理模块，如此设计的芯片将存在着体积难以缩小并且处理速度或者获得整个视场图像的帧频将非常低，这将特别不利于此方案的推广应用已经公开的中国专利申请“CN111694007A一种像素阵列、接收模块以及探测系统”提出了一种适应性的设计思路，能够适应市场范围内被探测对象的特征设计了一种矩形结构的单元，通过单元内像素类别差异化设置进而实现与光源配合在四个子帧的前提下(或者三个)合成整个视场的全局信息，保证了对于芯片小型化和高集成化要求满足的前提下也可以实现对于视场内信息更全的获取性能，为了保证接收模块对于发射光返回的返回光具有更高的吸收特性进而实现更准确的统计结果，专利申请“202011037964.5-一种探测方法及应用其的探测系统”公开了在开机校正、使用中的固定时间段或者自适应地进行校正以保证光源发射的光斑能够被最大限度获得，从而使得探测系统的探测效果始终处于最优条件下这些方案给出了DTOF应用于更小尺寸更大集成化需求下对于视场全局被探测物进行精确探测的前提，在这种框架下激光源发射光被设计为点阵形式，为了获得更高的视场分辨率可以设计例如点阵可以被分为N组，其中N可以为3组、4组、5组等等的点阵，通过设置的N组点阵输出的发射光被视场内被探测目标反射返回信息的组合形成整个完整的视场探测信息。

然而，在实际的使用过程中DTOF阵列需要读出的信息量也是大量的，这一点制约着DTOF系统在高帧频例如高于30FPS场景下的应用，如何在保持现有设计的优势前提下设计出能够适应于更高集成度和小型化要求的探测系统与控制方案是亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种距离信息获取系统，以提高距离信息获取系统尤其是统计类型的DTOF方案对于在高集成化和芯片小型化发展需求下，对于发射端作适应性设计以实现视场内高分辨率，距离测量结果高速准确等等场景的需求。

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距离信息获取系统，包括：光源模块，接收模块，处理模块；所述光源模块包含N组具有时序关联性的发射光，所述N组发射光至少被分为M个发射光类，其中N为大于等于3的整数，M为大于等于2的整数，其中至少一个类中有至少2组发射光，所述至少两组发射光在发射时序上包含第一时序关联性，所述M个发射类之间在发射时序上包含第二时序关联性；所述接收模块获得所述光源输出的N组发射光在视场内返回光的信号并转化为电信号，所述处理模块依据所述N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息。

可选地，所述N组具有时序关联性的发射光的组数N为4。

可选地，所述第一时序关联性光发射时间间隔小于所述第二时序关联性光发射时间间隔。

可选地，所述第一时序关联性光发射时间间隔还包含不超过所述N组发射光发射最小持续时间的20％熄灭时间间隔。

可选地，所述N组具有时序关联性的发射光均为相同数量多个不连续光斑组成的发射光斑簇。

可选地，所述接收模块包含阵列型SPAD模块。

可选地，所述处理模块依据所述SPAD模块输出的至少一组发射光转化信号获得至少两个不同时间宽度的时间窗口统计结果。

可选地，所述处理模块依据所述的至少一组发射光转化信号至少两个不同时间宽度的时间窗口统计结果获得对应的视场内被探测物的距离结果信息。

可选地，所述距离信息获取系统在至少部分工作时间段内能获得不小于30组完整视场内被探测物的距离信息。

可选地，所述至少一个发射类中的至少两组发射光在发射时序上还包含第三时序关联性。

可选地，所述第三时序关联性光发射时间间隔小于所述第一时序关联性光发射时间间隔。

本申请的有益效果是：

本申请实施例提供的一种距离信息获取系统，该距离信息获取系统可以包含光源模块，接收模块，处理模块；所述光源模块包含N组具有时序关联性的发射光，所述N组发射光至少被分为M个发射光类，其中N为大于等于3的整数，M为大于等于2的整数，其中至少一个类中有至少2组发射光，所述至少两组发射光在发射时序上包含第一时序关联性，所述M个发射类之间在发射时序上包含第二时序关联性；所述接收模块获得所述光源输出的N组发射光在视场内返回光的信号并转化为电信号，所述处理模块依据所述N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息，通过将视场内的距离信息分为由N组发射光返回光的信息所构建的一整个视场可以解决由于探测距离需求和小型化器件中器件驱动高压设计存在问题，并且能解决只设计一组发射光时要获得高分辨率存在后续处理电路由于工作量巨大几乎无法满足系统集成化和小型化需求的问题，如此对于整个视场分辨率高，且电路数据处理量小等的效果，将N组发射光设计为M个发射类，在每个发射类内和发射类之间设置不同的时序关联性，可以满足在保持高分辨率，电路设计简便的优势基础上获得更高的数据处理效果，为整个系统输出更高帧频的视场距离信息提供了有力的保障。

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对应的像素单元驱动电路工作的时序示意图；

图2为本申请实施例提供的一种适应视场内被探测物的特征而设计的一种单元化探测阵列示意图；

图3为本申请实施例提供的一种示例性的光源组发射示意图；

图4为本申请实施例提供的一种现有技术系统工作时序控制图示意图；

图5为本申请实施例提供的一种本发明的系统工作时序控制图；

图6为本申请实施例提供的一种本发明的系统工作时序控制图详细分解图；

图7为本申请实施例提供的为本发明的系统工作时序控制图又一详细分解图；

图8为本申请实施例提供的一种粗中细时间窗口设计下的存储设计示意图。

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。

在DTOF测距中由于阵列传感器的像素单元为SPAD(单光子雪崩光电二极管)器件，其工作在盖格模式下，在盖革模式下，雪崩光电二极管吸收光子会产生电子-空穴对，在高反偏电压产生的强电场作用下电子-空穴对被加速，从而获得足够的能量，然后与晶格发生碰撞，形成连锁效应，结果形成大量的电子-空穴对，引发雪崩现象，电流成指数增长。此时SPAD的增益理论上是无穷的，单个光子就能够使SPAD的光电流达到饱和，因此SPAD成为高性能单光子探测系统的首选。

测距原理实际非常简单，光源发射具有一定脉宽的脉冲激光例如几纳秒级别，脉冲激光经过探测目标反射返回处于包含雪崩状态SPAD的阵列型接收模块，其中处于雪崩状态的探测单元可以接收返回的信号，经过处理模块的处理可以输出探测系统至探测目标之间的距离，从而完成探测，其中为了获得高可信度的结果可以发射数万次的激光脉冲，探测单元获得一个统计结果，这样通过对于统计结果的处理可以获得更精确的距离，本发明并不进行限定，光源可以以片状光源输出发射光，也可以以光点的形式输出发射光，光源模块可以采用VCSEL垂直腔面发射激光器或者其他类似光源模块，此处并不限定。

图1为对应的像素单元驱动电路工作的时序图，为了保证系统拥有一个确定的初始状态，SPAD通过第一驱动晶体管MP1连接至第一驱动电压，当系统上电后Por系统状态固定信号控制使得光电二极管具有一个确定的初始状态。初始状态的保持使得探测器选定单元在工作中状态是一致的，也不用担心每次使用时历史信号的干扰，另一方面也能保证像素单元快速地被设置至工作电压模式，快速地投入到工作状态中。为了实现SPAD处于雪崩状态，需要使得第一驱动电压高于SPAD雪崩阈值电压，例如当SPAD的雪崩阈值电压为20V，此处的第一驱动电压可以高于雪崩阈值电压2-5V，从而保证每个雪崩二极管均能被所述的第一驱动电压激发，达到雪崩状态，此处并不限定具体的取值，例如此时的第一驱动电压可以为23V，在初始探测时，工作单元已经被施加23V的驱动电压，雪崩二极管的两端电压达到了高于阈值电压的23V，此时SPAD单元处于雪崩状态，当图5中的光子事件反馈至光电二极管时，SPAD被触发从而能够感知光子的返回触发信息，但是当SPAD单元被激发之后，需要快速淬灭也就是使得SPAD单元两端的电压被拉低，从而避免持续的雪崩，从而使得第二电压值，例如可以为18V的电压输出至SPAD的第二端，此时由于雪崩二极管的电压被强制拉低，因此能够保证整个雪崩状态及时停止，当然雪崩状态引起的最低电压为第二电压，在图1的时序图中体现为光子事件引起的电压由最高的第一驱动电压降低至第二电压的过程。当SPAD单元两端的电压降低至第二电压时或者稍高于所述第二电压的值时此处可以示例性地选择为18.5V，也就是比第二电压高0.5V，当然此处并不限定，当然该值必须小于阈值电压20V，且大于第二电压，当所述SPAD的第二端经过恢复模块连接至所述驱动电压时，SPAD单元两端的电压可以由第二电压被快速拉升回第一电压，从而快速地恢复至能够被激发的状态，完成一个光子事件的信息探测，并输出一个电压降低再提升的探测事件。当SPAD单元两端的电压恢复至第一电压时可以再次进行探测，如此可以实现单光子事件的连续性获取，当然此处也可以通过在二极管的正极施加高的负电压实现二极管两端达到高于阈值电压的反偏电压，此处也不限定具体的实现方式。

为了满足芯片小型化和高集成度化前提下的探测高效性和数据处理量小的要求，图2是一种适应视场内被探测物的特征而设计的一种单元化探测阵列示意图，保证了后处理电路的简便性和可实现性，在这种框架设计下每一个单元在某一时刻只能有部分像素可处于工作状态，因此需要发光光源也做适应性设计，光源设计为不连续的光斑结构，为了保证被视场内被探测物返回光的获取效率最大，需要对于光斑尺寸有一定要求，如此才能保证后处理的数据量满足需求，在光源为不连续光斑的前提下，视场内的分辨率将出现必然性的降低，但是这样可以在光源端需求更小的驱动功率，如此发射端将会更加适应小型化和高集成化下的可靠性要求。

图3为一种示例性的发射示意图，图中示意了一种发射光组N为4的示意图，实际实现也不限于只有4组发射光，当然也可以为3组、5组等等，为了获得视场内的更高分辨率效果，需要发射光组数量N为大于等于3的整数，图中的E1、E2、E3和E4分别为四组发射光，实际的发射光阵列也不限定于具体数量，其中每组发射光数量最优地选择为相等的数量，如此可以使得后处理合成数据信息更可靠，而且能够适应更复杂的后端处理算法设计，例如对于相似相邻结果的平滑推衍处理或者类似的边缘信息处理等等，四组发射光均由不连续的光斑(或者称之为光点)组成，以E1为例进行说明，由于将整个视场的分辨率分为了四个子序列组成，因此实际上E1所需要发射的光功率是整个一组设计情况的1/4，这样驱动一组E1光源所需要的驱动功率也非常小，如此保障了系统的可靠性和距离范围满足要求，例如可以在一组发射光中包含700个光斑，当然实际数量需要按照实际的视场和探测的最远距离等等参数确定，此处也只是示例性的说明，通过四组的发射光的布置可以将每个实际发射光斑的距离间隔限定为很小的尺度，如此保证了视场内被探测物不会被遗漏，实际在例如5m的范围内产生空间生的间隙控制在mm量级，这一探测精度也是满足了大量的使用场景的，当然这一效果也是示例性说明，并不局限于此。

图4现有技术的系统工作时序控制图，在现有技术的模式下不同的发射光组E1、E2、E3和E4处理过程是一个串行的触发过程，也就是说E1发射光接收端收到返回光后处理电路处理完成，得到与视场内被探测物相关联的统计信息，在这一过程结束后再发射E2的发射光组，如此完成整个的发射循环，如下以一种特殊的设计来进行示例性说明，并不限定于此，为了保证探测精确性例如需要识别眼睛鼻子等等轮廓特征需要的实际分辨率特别高，例如是mm量级，但是同时需要保障探测范围较远例如是5m，如果按照直接统计方法来做，需要在探测距离范围内分出巨量的时间窗口，这一做法显然是存在问题的，因此采用一种粗时间窗口兼容细时间窗口的方案是一种比较优化的解决方案，本发明以最优化的解决方案粗时间窗口，中时间窗口和细时间窗口这种在时序上布置的方案为示例进行说明，为了获取更准确的定位结果，实际的粗时间窗口发射脉冲可以为数万次，例如六七万次，此处不限定，以5m范围内有一个特殊的被探测物距离为3.253m为示例进行说明，在粗时间窗口下可以获得例如被探测目标在3.1-3.3m的范围内，为了进一步定位被探测物目标的位置，光源发射数万次脉冲，例如六七万次或者更多，通过此处可以按照例如第一种方式获得被探测目标在锁定范围的0.14-0.16m范围内，此时利用第一次和第二次结果获得被探测目标在3.24-3.26m范围内，进一步加密时间窗口，可以利用获得被探测目标在锁定范围内的0.013-0.014m的范围内，也就是最终的被探测物的距离为3.253-3.254m的范围内，当然另一种是处理上将第一次结果与第二次结果叠加直接得到中时间窗口的结果，最终的目标也只由最后保留的细时间窗口的统计结果叠加得到，此处并不限定，如此可以获得，每组发射光实际需要的时间，例如发明人获得在一种理想情况下获得的每一组发射光的总耗时，因此，完成四种光的发光及数据传输需要使得时间约为52.25ms，在这种情况下，每秒所能完成的整个视场内的所有被探测目标的距离数量为19组，但是实际应用的很多场景是依照人眼为标准进行设计的，这样才能在最低限度保证开发的工具对于人的辅助和适应性，但实际上人眼舒适放松时可视帧数是每秒24帧,集中精神时不超过30帧。眨眼时睁开眼瞬间可以捕捉到的帧数是30帧以上，也就是说一旦一个工具没有达到人眼对于视场内分辨率的标准，将可能发生比较严重的后果，例如将其应用在汽车上会产生工具不如人的识别率高，则更容易产生事故，在手机端则更可能产生获得信息无法满足人眼要求的现象而影响用户使用，造成设计失败，因此，在现有技术的方案下完全无法满足需求。

图5为本发明的系统工作时序控制图，如之前所述的方案可以看到虽然多组发射满足了兼顾探测距离和视场内分辨率的需求，同时也能实现系统小型化集成化要求，但是按照之前设计的方案做法完全无法满足设备安全性和实用性的要求，如之前的分析，存在的主要问题在于设备的串行工作机制，但是由于设备集成化和数据量的要求又需要在接收端设计模块化的Unit单元，这样四个组E1、E2、E3、E4对于探测器和阵列又是需要共用的，在这种情形下会产生一种需求矛盾，即部分设计需求串行，然而部分需求有要求不能串行化工作，在这种矛盾场景下，实际上需要本领域技术人员的创新型思维，此时需要引入分割化思维，也就是实际上探测系统和处理电路存在可分割性，如此将出现这种场景，探测器模块只支持串行化工作，因此光源设计必须串行发射，也就是E1、E2、E3和E4的发射时序只能是串行工作，但是处理电路实际上是可以并行操作的，比如将发射组N分为M个发射类，在每个发射类中数据处理和传输是交叠的，如此就体现了在每个发射类之中发射光组之间存在第一时间间隔，而在每个发射类之间发射光之间存在第二时间间隔，其中M个发射类中每个发射类可以包含不同的发射光组，例如4组发射光被分为2个发射类，其中一个发射类包含3个发射组，另一个发射类只包含1个发射组，当然也可以将N个发射类均分入M个发射类之中，此处不限定具体的实现方案。

图6为本发明的系统工作时序控制图详细分解图，图6以一个发射类中包含两个发射组进行展开，由图6可以很明显地看到发射光的串行和处理电路的并行工作思想(以时序上关联的粗、中、细三种时间窗口的高分辨率方案为实现基础，实际也可以只包含两种或者更多的不同的时间窗口，此处并不限定)，其中C-enb_E1为开始发射粗时间窗口获得统计结果的发射时间，E1发射光组持续发射一段时间，以实现预定次数的脉冲激光次数发射，从E1发射脉冲激光开始经过第一时间间隔，E2被激发，在E2组持续预定时间，已完成E2发射预定次数脉冲激光的次数，两个发光组的发光时间具有第一时序关联性，并且两组发射光在发射时序上不重叠，也就是体现了将之前的接收端进行分割接收上需要串行，但是数据处理可以并行，在C-enb_E2的粗时间窗口发射光激发时序中安排至少部分重合的C-data_E1,也就是传输粗时间窗口E1的统计结果，为了不增加存储单元和运算单元的数量，本方案中的直方图运算和传输时序也进行了串行化处理，也就是说，在C-data_E1时序与C-enb_E2中时序长者结束之后才激发Z-enb-E1，也就是E1发射组发射预定数量的发射光，进行中时间窗口的统计，当然中时间窗口的发射光持续时间可以与粗时间窗口的发射光持续时间相同，这样可以保证计算和处理的高效性保证定位的准确性，由此Z-enb_E2也就是E2发射光组的中时间窗口的发射光也具有与粗时间窗口相同的第一时序关联性，中时间窗口的数据传输时序安排与粗时间窗口类似，此处不再详细赘述，为了获得更精确的探测结果还需要细时间窗口的补充，然而为了保证测距系统的高效性，细时间窗口发射光持续时间最优地要小于粗和/或中时间窗口的持续时间，也就是说发射的脉冲数也是小的，在这种设计思路下X-enb_E1可以安排在Z-data_E2持续的时间段中任意时刻开始，最优地被包含于Z-data_E2持续的时间段内，进一步细时间窗口发射光之间(也就是X-enb_E1与X-enb_E2之间)具有第三时间间隔，也就是组内的第三时序关联性，最优地所述第三时序关联性的时间间隔小于第一时序关联性的时间间隔，如此设计可以保证整个处理电路的高效化利用，不存在空间上的增加，图6中的含义解释如下：C-enb_E1(发E1发射光做粗时间窗口统计)，C-data_E1(传输E1发射光组粗时间窗口统计数据)，Z-enb_E1(发E1发射光做中时间窗口统计)，C-data_E1(传输E1发射光组中时间窗口统计数据)，X-enb_E1(发E1发射光做细时间窗口统计)，C-data_E1(传输E1发射光组细时间窗口统计数据)，E2发射组的含义类似，此处不再详细赘述，完成一个类中两个发射组的时序关联性排布之后，M个发射类之间建立第二时序关联性，此时也就是从第一个发射类的首次发光开始间隔第二时间，第二个发射类中最先发射光的发射组开始发射激光，开始剩余类的时序关联，直到获得所有的N组发射激光对应的视场内的距离探测结果，也就是说发射类之间实际是串行工作的，但是由于将发射组N数量降低为了发射类M，且通过分割思想在发射类之中串行和并行时序交替设计，实现了整个系统探测结果帧频提高的可行性，N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息，如此实现了探测系统的一帧高分辨率的距离结果信息，当然第二时序关联性的时间间隔需要大于第一时序关联性的时间间隔。

图7为本发明的系统工作时序控制图又一详细分解图，与图6相同的部分不再详细赘述，其功能也类似，在每一发射组EX的发射激活时间序列之前还包含选择控制时序，在每一组光发射组EX完成发射时需要有一段时间的熄灭时间间隔，所述熄灭时间间隔可以保证不同时间窗口获得的信息能够被快速传出，为了保证系统的高效性，发射类中的两组发射光E1和E2的选择时序最优地包含于所述熄灭时间间隔，为了满足系统帧频提高的最优化设计所述熄灭时间间隔最优地设计为不超过最小发光持续时间的20％，图7中S-enb_E1为E1的发光选择时序信号，XC-data_E1表示粗时间窗口之后的E1发射光熄灭时间间隔和粗时间窗口TDC统计信息的传输时间，XZ-data_E1示中时间窗口之后的E1发射光熄灭时间间隔和中时间窗口TDC统计信息的传输时间，E2发射光组的相类似标注与E1的含义类似，此处不再详细赘述，通过如此的设计可以获得一个发射类中的整个消耗时间为16.625ms，完成一次完整的视场内的一组距离信息结果需要的总时间为33.25ms，因此在一秒内可以获得高于30FPS的帧频，也就是每秒钟能够实现30组的完整视场被探测物的距离信息，因此通过本发明的方案能够实现满足人眼在高集中度下的帧频标准，能够保证系统应用的可靠性安全性等等要求，当然最优化地情况可以将所有的N个发射光组按照具有相同的时序关联性进行设计，如此需要增加部分的硬件存储，以满足更多的发射光组在更多重叠化时序设计时保证数据传输处理等的可靠性，此处不再详细叙述。

图8为一种粗中细时间窗口设计下的存储设计示意图，其中粗时间窗口采用4bit的结构，中和细时间窗口采用3bit的结构，并且由于中和细的时间窗口统计设计为相同的bit结构因此可以将其设计为相同的共用模块，如此可以在更精细的更多模式探测设计中借用，这样可以实现在不改变基础架构的基础上实现更高的精度，粗时间窗口由于采用4bit的结构因此可以实现对于被探测距离范围内飞行时间相关的16个统计窗口的输出，同样的原理中时间窗口和细时间窗口的数量为8个，当然在实际的使用中可以包含更多的bit结构，此处也只是示例性的说明，并不限定具体的实现为此。

通过本发明的上述设计可以满足在系统集成化与小型化要求的前提下，按照人眼在精神高度集中状态下的分辨率标准设计系统对于视场内被探测物的距离信息获取频率，实现了保证探测距离满足要求情况下分辨率高的要求，保证了整个系统的可靠性安全性等等的要求。

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 (11)

1.一种距离信息获取系统，其特征在于，包括：光源模块，接收模块，处理模块；所述光源模块包含N组具有时序关联性的发射光，所述N组发射光至少被分为M个发射光类，其中N为大于等于3的整数，M为大于等于2的整数，其中至少一个类中有至少2组发射光，所述至少两组发射光在发射时序上包含第一时序关联性，所述M个发射类之间在发射时序上包含第二时序关联性；所述接收模块获得所述光源输出的N组发射光在视场内返回光的信号并转化为电信号，所述处理模块依据所述N组发射光转化的电信号获得一组完整视场内被探测物的距离信息。

2.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述N组具有时序关联性的发射光的组数N为4。

3.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述第一时序关联性光发射时间间隔小于所述第二时序关联性光发射时间间隔。

4.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述第一时序关联性光发射时间间隔还包含不超过所述N组发射光发射最小持续时间的20％熄灭时间间隔。

5.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述N组具有时序关联性的发射光均为相同数量多个不连续光斑组成的发射光斑簇。

6.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述接收模块包含阵列型SPAD模块。

7.根据权利要求6所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述处理模块依据所述SPAD模块输出的至少一组发射光转化信号获得至少两个不同时间宽度的时间窗口统计结果。

8.根据权利要求7所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述处理模块依据所述的至少一组发射光转化信号至少两个不同时间宽度的时间窗口统计结果获得对应的视场内被探测物的距离结果信息。

9.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述距离信息获取系统在至少部分工作时间段内能获得不小于30组完整视场内被探测物的距离信息。

10.根据权利要求1所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述至少一个发射类中的至少两组发射光在发射时序上还包含第三时序关联性。

11.根据权利要求10所述的距离信息获取系统，其特征在于，所述第三时序关联性光发射时间间隔小于所述第一时序关联性光发射时间间隔。

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