CN115524714A

CN115524714A - iTOF深度测量系统及深度测量方法

Info

Publication number: CN115524714A
Application number: CN202211096222.9A
Authority: CN
Inventors: 孙瑞
Original assignee: Orbbec Inc
Current assignee: Orbbec Inc
Priority date: 2022-09-08
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2022-12-27
Also published as: WO2024050895A1

Abstract

本申请提供了一种iTOF深度测量系统及深度测量方法，iTOF深度测量系统包括发射模组、接收模组及控制与处理器。控制与处理器用于控制发射模组向目标物发射第一光束及同步控制接收模组曝光，以采集目标物反射的第一光束，得到第一光束数据；根据第一光束数据计算第一光束的最短飞行时间，并根据最短飞行时间确定接收模组的延迟曝光时间；控制发射模组向目标物发射第二光束，并控制接收模组在延迟曝光时间后开始曝光，以采集目标物反射回的第二光束，得到第二光束数据；根据第二光束数据计算目标物的深度距离。本申请可以有效提升iTOF深度测量系统的深度测量精度。

Description

iTOF深度测量系统及深度测量方法

技术领域

本申请涉及深度测量技术领域，尤其涉及一种iTOF深度测量系统及深度测量方法。

背景技术

iTOF深度测量系统是一种采用间接飞行时间原理进行深度测量的系统，目前已经广泛应用于各类智能终端、移动机器人、智能汽车中，其能够满足背景虚化、夜视仪、三维扫描、避障需求、驾驶员座舱检测等各类应用场景的需求。

由于iTOF深度测量系统距离目标物有一定的距离，光束从发出到被接收需要一定的传输时间，在该段时间内光束还没有进入iTOF深度测量系统，所以该段时间内接收到的光信号主要为环境光，而户外场景下环境光较强，进一步降低了iTOF测量系统采集到的数据的信噪比，导致测量精度下降。

发明内容

本申请提供一种iTOF深度测量系统及深度测量方法，可以有效提升iTOF深度测量系统的深度测量精度。

第一方面，本申请实施例中提供了一种iTOF深度测量系统，包括发射模组、接收模组及控制与处理器。发射模组用于向目标物发射光束；接收模组用于采集目标物反射的光束；控制与处理器用于控制发射模组向目标物发射第一光束及同步控制接收模组曝光，以采集目标物反射回的第一光束，得到第一光束数据；根据第一光束数据计算第一光束的最短飞行时间，并根据最短飞行时间确定接收模组的延迟曝光时间；控制发射模组向目标物发射第二光束，并控制接收模组延迟延迟曝光时间后开始曝光，以采集目标物反射回的第二光束，得到第二光束数据；根据第二光束数据计算目标物的深度距离。

在一些实施例中，控制与处理器具体用于：根据第一光束数据，计算第一光束从发射到被接收之间的最小相位延迟；根据最小相位延迟，计算最短测量距离；根据最短测量距离，计算最短飞行时间。在一些实施例中，控制与处理器还用于：根据延迟曝光时间，计算接收模组的曝光延长时长；控制接收模组按照曝光延长时长，延长曝光时间。

在一些实施例中，控制与处理器具体用于：获取多个预设延迟曝光时间；从多个预设延迟曝光时间中，选取小于且最接近于最短飞行时间的预设延迟曝光时间作为延迟曝光时间。在另一些实施例中，控制与处理器具体用于：获取预先配置的延迟曝光时间与最短飞行时间之间的映射关系；根据映射关系及最短飞行时间，计算延迟曝光时间。

在一些实施例中，接收模组包括图像传感器，图像传感器包括至少两个抽头，不同的抽头的开始曝光时间不同；控制与处理器还用于：控制至少一个抽头延迟延迟曝光时间曝光。在其中一些实施例中，图像传感器包括分别对应0°相位、180°相位、90°相位及270°相位的第一抽头、第二抽头、第三抽头及第四抽头，控制与处理器用于控制第一抽头与第四抽头延迟延迟曝光时间后开始曝光，第二抽头与第三抽头不延迟曝光。

在其中一些实施例中，控制与处理器还用于：根据延迟曝光时间、发射模组的发射周期及每个抽头的起始曝光时间，计算每个抽头的曝光时长，并控制每个抽头按照对应的曝光时长进行曝光。在其中一些实施例中，控制与处理器具体用于：计算每个抽头的起始曝光时间与发射模组的起始发射时间之间的时间差；根据每个抽头对应的时间差、延迟曝光时间及发射模组的占空比，计算每个抽头对应的占空比；根据每个抽头对应的占空比及发射模组的发射周期，计算每个抽头对应的曝光时长。

第二方面，本申请实施例中提供了一种深度测量方法，所述方法包括：控制发射模组向目标物发射第一光束，及同步控制接收模组曝光，以采集所述目标物反射的第一光束，得到第一光束数据；根据所述第一光束数据计算所述第一光束的最短飞行时间，并根据所述最短飞行时间确定所述接收模组的延迟曝光时间；控制所述发射模组向所述目标物发射第二光束，及控制所述接收模组延迟所述延迟曝光时间曝光，以采集所述目标物反射回的第二光束，得到第二光束数据，并根据所述第二光束数据计算所述目标物的深度距离。

本申请实施例所提供的iTOF深度测量系统及深度测量方法，先计算第一光束从发射到被接收的最短飞行时间，然后根据最短飞行时间确定接收模组的延迟曝光时间，再控制发射模组发射第二光束，并控制接收模组在延迟曝光时间后开始曝光，然后再根据延迟曝光后采集到的第二光束数据计算深度，由此，避免了在光束飞行过程中接收模组采集到过多的环境光，接收模组采集到第二光束数据中环境光相对较少，进而提高了第二光束数据的信噪比，从而能够有效提升iTOF深度测量系统的深度测量精度。

附图说明

图1为本申请实施例中提供的一种iTOF深度测量系统的结构示意图；

图2为现有的iTOF系统相位调制解调的工作时序图；

图3为本申请实施例中提供的一种iTOF深度测量系统的相位调制解调的工作时序图；

图4为本申请实施例中提供的另一种iTOF深度测量系统的相位调制解调的工作时序图；

图5为本申请实施例中提供的一种深度测量方法的步骤流程示意图。

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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整实施方式。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

本申请中使用的术语“模块”，是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

间接飞行时间(indirect Time of Flight，iTOF)深度测量系统通过间接测量飞行时间进而得到深度距离。具体而言，如图1所示，iTOF深度测量系统10包括发射模组11、接收模组12及控制与处理器13，发射模组11用于发射光束信号(即图1中的发射光束)，接收模组12用于采集目标物20反射回的光束信号(即图1中的反射光束)并生成电信号，控制与处理器13分别与发射模组11及接收模组12连接，并能分别控制发射模组11和接收模组12，控制与处理器13用于根据接收模组12生成的电信号，计算发射光束与反射光束之间的相位偏移，进而计算得到深度信息。

但是，iTOF深度测量系统在户外的使用效果受限于芯片的满阱、环境光噪声等的影响，导致其在户外进行深度测量时的精度较低。例如，户外使用时，环境光较强，接收模组采集到的光数据中环境光占较多，导致接收模组接收的光数据信噪比较低，从而影响了iTOF深度测量系统在户外的应用表现。

图2为现有的iTOF深度测量系统相位调制解调的工作时序图。如图2中所示，发射光束的调制与接收模组的抽头的解调会同步进行，但是，由于发送控制命令至光束发出的过程中，存在电路延迟t₁，且发射模组11与接收模组12均距离目标物有一定的距离，光束从发射模组11发出到被接收模组12接收需要传输时间t₂，iTOF深度测量系统在户外工作时，在t₁和t₂的时间段内，由于光束还没有进入接收模组的抽头中，所以采集的解调相位数据中主要为环境光。如图2中，浅灰色的区域为激光(即发射光束)，深灰色的区域为环境光，由此导致采集的解调相位数据中，环境光的比例比较大，导致每个解调相位中的信噪比较低，从而影响了应用效果。

面对上述技术问题，本申请实施例中提供了一种iTOF深度测量系统10。本申请的iTOF深度测量系统10，当需要进行深度测量时，控制与处理器13用于控制发射模组11向目标物发射第一光束及同步控制接收模组12曝光以采集目标物反射的第一光束，得到第一光束数据；根据第一光束数据计算第一光束的最短飞行时间，并根据该最短飞行时间确定接收模组12的延迟曝光时间；控制发射模组11向目标物发射第二光束，并控制接收模组12延迟延迟曝光时间曝光以采集目标物反射的第二光束，得到第二光束数据；根据第二光束数据计算目标物的深度距离。

本申请实施例所提供的iTOF深度测量系统10，先计算第一光束从发射到被接收的最短飞行时间，然后根据该最短飞行时间确定接收模组12的延迟曝光时间，再控制发射模组11发射第二光束，并控制接收模组12在该延迟曝光时间后开始曝光，然后再根据延迟曝光后采集到的第二光束数据计算深度，由此，避免了在光束飞行过程中接收模组12曝光而采集到环境光，接收模组12采集到第二光束数据中环境光相对较少，进而提高了第二光束数据的信噪比，从而能够有效提升iTOF深度测量系统的深度测量精度。

在一个实施例中，上述iTOF深度测量系统内的发射模组11、接收模组12及控制于处理器13集成在一个深度相机内。在另一个实施例中，发射模组11及接收模组12集成在一个深度相机内，控制与处理器13为与深度相机连接的外设器件。可以理解，iTOF系统的具体形式在此不做限制。

其中，发射模组11包括光源及扩散器，光源用于产生光束，扩散器用于扩散光束。接收模组12包括镜头、滤光片及图像传感器，镜头会聚光线至滤光片，滤光片用于过滤部分光线，图像传感器包括至少两个抽头，不同的抽头开始曝光的时间不同，采集到的光束数据存在一定差异。

进一步地，图像传感器可以是电荷耦合元件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)等组成的图像传感器。另外，与图像传感器连接的还包括由信号放大器、时数转换器(TDC)、模数转换器(ADC)等器件中的一种或多种组成的读出电路(图中未示出)。

在一些实施例中，控制与处理器13可根据采集到的第一光束数据，计算第一光束从发射到被接收过程中产生的最小相位延迟，然后根据最小相位延迟计算最短测量距离，进一步地根据最短测量距离计算最短飞行时间。可以理解，第一光束数据包括目标物上每个点反射的第一光束，控制与处理器13计算目标物的每一个点的相位延迟，然后可以得到最小的相位延迟，而测量距离与相位延迟之间存在固定的映射关系，根据最小相位延迟即可计算得到对应的最短测量距离，最短测量距离可为iTOF测量系统与目标物之间的最短距离，由于光束的速度已知，根据最短测量距离即可确定光束从被发射模组11发射出来到被接收模组12接收的最短飞行时间。

在一些实施例中，在计算得到最短飞行时间后，控制与处理器13可根据最短飞行时间确定接收模组12的延迟曝光时间，其中，延迟曝光时间小于或等于最短飞行时间，以使接收模组12在采集第二光束数据时尽可能可以全部接收到目标物反射回的光束，避免了目标物上部分点或区域反射回的光束无法被接收模组12接收到的情况。

在其中一个实施例中，预先存储有多个预设延迟曝光时间，可以从多个预设延迟曝光时间先确定小于最短飞行时间的预设延迟曝光时间，然后从这些预设延迟曝光时间内寻找最接近最短飞行时间的预设延迟曝光时间，将该预设延迟曝光时间作为延迟曝光时间。例如，假设寄存器内配置有1ns、2ns、3ns、4ns、5ns、6ns、7ns等多个延迟曝光时间，若最短飞行时间为1.4ns，则可选取1ns作为延迟曝光时间；若最短飞行时间为4.8ns，则可选取4ns作为延迟曝光时间。

在其中另一个实施例中，预先配置好了延迟曝光时间与最短飞行时间之间的映射关系，根据映射关系及最短飞行时间，可以直接确计算得到最短飞行时间对应的延迟曝光时间；例如，延迟曝光时间为t，最短飞行时间为t_min，映射关系可以为t＝0.9t_min、0.8t_min、0.7t_min等。其中，映射关系可通过预先标定的方式得到，并不限于上述举例，在此不详细介绍。

在其它实施例中，也可以直接将最短飞行时间设置成延迟曝光时间，在此不做限制。

在一些实施例中，图像传感器其包括至少一个像素，与传统的仅用于拍照的图像传感器相比，本实施例的图像传感器的每个像素包含两个或两个以上的抽头，抽头用于采集反射回的光束和/或环境光。在确定延迟曝光时间后，控制与处理器13可控制一个抽头、部分个抽头、全部抽头以延迟曝光时间延迟曝光，在此不做限制。

在其中一个实施例中，图像处理器中包括第一抽头及第二抽头，现有方案中第一抽头与发射模组11同步通电，第二抽头在第一抽头后一段时间通电，本实施例中，控制与处理器13可控制第一抽头在现有方案的技术上在延迟曝光时间后才通电，以使第一抽头在延迟曝光时间后开始曝光，如此，在发射模组11发出第二光束投射至目标物，以及目标物反射第二光束至接收模组12的过程中，第一抽头为关闭状态(即未通电状态)，不会接收到环境光，大大降低了第一抽头采集的环境光强度，提高第一抽头采集到的光束数据的信噪比。当然，在其他实施例中，控制与处理器13还可以同步控制第二抽头以延迟曝光时间延迟曝光，具体可根据第二抽头的开始曝光时间在延迟曝光时间内或在延迟曝光时间外确定。例如，当第二抽头的开始曝光时间在延迟曝光时间内时，可控制第二抽头延迟曝光，第二抽头的延迟曝光时间可小于第一抽头的延迟曝光时间；当第二抽头的开始曝光时间在延迟曝光时间外时，可控制第二抽头不延迟曝光，以原曝光时间进行曝光。

进一步地，控制与处理器13可具体用于根据延迟曝光时间、发射模组11的发射周期及每个抽头的起始曝光时间，计算每个抽头的曝光时长，然后控制每个抽头按照对应的曝光时长进行曝光，以使每个抽头采集到的数据信噪比较高，提升深度测量的精度。更具体而言，控制与处理器13可用于计算每个抽头的起始曝光时间与发射模组11的起始发射时间之间的时间差；然后根据每个抽头对应的时间差、延迟曝光时间及发射模组11的占空比，计算每个抽头对应的占空比；再然后根据每个抽头对应的占空比及发射模组的发射周期，计算每个抽头对应的曝光时长。如此，计算得到各个抽头的曝光时长更加精确，并且各个抽头曝光后采集到的数据信噪比更高。

在一个实施例中，如图3所示，图像传感器的每个像素包括第一抽头、第二抽头、第三抽头及第四抽头，第一抽头、第二抽头、第三抽头及第四抽头，分别对应0°相位、180°相位、90°相位及270°相位。在确定延迟曝光时间后，控制与处理器13控制第一抽头和第四抽头均按照延迟曝光时间延迟开始曝光时间，控制与处理器13控制第二抽头与第三抽头不延迟曝光，即第二抽头与第三抽头仍以原开始曝光时间进行曝光。当然，在其他实施例中，控制与处理器13也可控制第二抽头与第三抽头延迟曝光，第二抽头与第三抽头延迟曝光时间可相同或不同，具体可根据延迟曝光时间与第二抽头及第三抽头的开始曝光时间确定。

控制与处理器13具体可以按照以下方式分别计算第一抽头、第二抽头、第三抽头及第四抽头的曝光时长，其中，假设延迟曝光时间为t，发射模组11的发射周期为Tz，发射模组11的占空比为Duty，则发射模组11的脉宽T＝Tz*Duty。

第一抽头对应的时间差为延迟曝光时间t₀＝t，

曝光时长t1＝Duty₀*Tz；第二抽头对应的时间差为t₁₈₀＝T，占空比

曝光时长t2＝Duty₁₈₀*Tz；第三抽头对应的时间差为

占空比

曝光时长t3＝Duty₉₀*Tz；第四抽头对应的时间差为

曝光时长t4＝Duty₂₇₀*Tz。

在图3中，浅灰色的区域为激光数据(即，反射回的光速)，深灰色的区域为环境光数据。从图3中可以看出，从第二光束出射至目标物，以及反射至接收模组进而被接收模组接收的过程中，即，第二光束的飞行过程中，第一抽头为关闭状态，这个过程中因为第一抽头不接收环境光，所以可以大大降低第一抽头采集的环境光信号强度，提高第一抽头中采集信号的信噪比。

在一个实施例中，如图4所示，发射信号的脉宽T＝4ns，占空比Duty＝50％，整个周期Tz为8ns，发射信号和反射信号的频率均为f＝125MHz。若根据采集的第一光束数据，计算得到的延迟曝光时间t＝1ns，则第一抽头、第二抽头、第三抽头及第四抽头的曝光时长计算如下：

(1)第一抽头对应的时间差为t₀＝t＝1ns，占空比

则对应的曝光时长t1＝37.5％*8ns＝3ns。

(2)第二抽头对应的时间差为t₁₈₀＝T＝4ns，占空比

则对应的曝光时长t2＝12.5％*8ns＝1ns。

(3)第三抽头对应的时间差为

占空比

则对应的曝光时长t3＝37.5％*8ns＝3ns。

(4)第四抽头对应的时间差为

占空比

则对应的曝光时长t4＝12.5％*8ns＝1ns。

在一些实施例中，当目标物发生移动时，控制与处理器13需重新计算最短飞行时间及重新确定延迟曝光时间，然后再发射模组11发射光束及接收模组12按照延迟曝光时间延迟曝光，对移动后的目标物进行深度测量。可以理解的是，在目标物发生移动后，iTOF深度测量系统的最小相位延迟会发生变化，对应的最短飞行时间也会发生变化，因此需要重新确定延迟曝光时间，以使后续深度测量结果更加准确。

在一些实施例中，当目标物体发生轻微移动时，也可以选择不重新采集抽头所需要的最短飞行时间。

在一些实施例中，由于延迟曝光降低了抽头采集环境光信号的占比，使得像素不容易过曝，可以适当增加接收模组12的曝光时间，从而进一步提高信噪比，达到提高户外效果的目的。例如，可以根据延迟曝光时间，计算增加的曝光延长时长，例如在t＝0.9t_min时，曝光延长时长可以为原曝光时长的0.1倍，即新的曝光时长为原曝光时长的1.1倍；在t＝0.8t_min时，曝光延长时长可以为原曝光时长的0.2倍，即新的曝光时长为原曝光时长的1.2倍；或者，还可以是其它计算方式，在此不做限制。

在一个实施例中，iTOF深度测量系统在获取延迟曝光时间后，可依据上述实施例获取多帧第二光束数据，然后结合多帧第二光束数据计算深度，如此计算得到的深度更加准确。可以理解，一个周期即为一帧。

基于上述实施例中描述的内容，本申请还提供一种深度测量方法，参照图5，图5为本申请实施例中提供的一种深度测量方法的步骤流程示意图。

在一种可行的实施方式中，上述深度测量方法包括以下步骤：

S501、控制发射模组向目标物发射第一光束，及同步控制接收模组曝光，以采集所述目标物反射回的第一光束，得到第一光束数据。

S502、根据第一光束数据计算第一光束的最短飞行时间，并根据最短飞行时间确定接收模组的延迟曝光时间。

S503、控制发射模组向目标物发射第二光束，及控制接收模组在延迟曝光时间后开始曝光，以采集目标物反射的第二光束，得到第二光束数据，并根据第二光束数据计算目标物的深度距离。

本申请实施例所提供的深度测量方法，先计算第一光束从发射到被接收的最短飞行时间，然后根据最短飞行时间确定接收模组的延迟曝光时间，再控制发射模组发射第二光束，并控制接收模组在延迟曝光时间后开始曝光，然后再根据延迟曝光后采集到的第二光束数据计算深度，由此，避免了在光束飞行过程中接收模组采集到过多的环境光，接收模组采集到第二光束数据中环境光相对较少，进而提高了第二光束数据的信噪比，从而能够有效提升iTOF深度测量系统在户外使用场景下的深度测量精度。

在一种可行的实施方式中，上述深度测量方法可以应用于上述实施例所述的iTOF深度测量系统。可选的，上述深度测量方法可以由上述控制与处理器13执行。

在一种可行的实施方式中，上述根据第一光束数据计算第一光束的最短飞行时间，包括：根据第一光束数据，计算第一光束从发射到被接收之间的最小相位延迟；根据最小相位延迟，计算最短测量距离；根据最短测量距离，计算最短飞行时间。

在一种可行的实施方式中，上述步骤，根据最短飞行时间确定接收模组的延迟曝光时间，包括：获取多个预设延迟曝光时间；从多个预设延迟曝光时间中，选取小于且最接近于最短飞行时间的预设延迟曝光时间作为延迟曝光时间。

在一种可行的实施方式中，上述步骤，根据最短飞行时间确定接收模组的延迟曝光时间，包括：获取预先配置的延迟曝光时间与最短飞行时间之间的映射关系；根据映射关系及最短飞行时间，计算延迟曝光时间。

在一种可行的实施方式中，上述接收模组包括图像传感器，该图像传感器包括至少两个抽头，不同的抽头的开始曝光时间不同。上述步骤，控制接收模组延迟延迟曝光时间曝光，包括：控制第一抽头与第四抽头延迟延迟曝光时间后开始曝光，第二抽头与第三抽头不延迟曝光。

在一种可行的实施方式中，上述方法还包括以下步骤：根据延迟曝光时间、发射模组的发射周期及每个抽头的起始曝光时间，计算每个抽头的曝光时长，并控制每个抽头按照对应的曝光时长进行曝光。

在一种可行的实施方式中，上述步骤，根据延迟曝光时间、发射模组的发射周期及每个抽头的起始曝光时间，计算每个抽头的曝光时长，包括以下步骤：计算每个抽头的起始曝光时间与发射模组的起始发射时间之间的时间差；根据每个抽头对应的时间差、延迟曝光时间及发射模组的占空比，计算每个抽头对应的占空比；根据每个抽头对应的占空比及发射模组的发射周期，计算每个抽头对应的曝光时长。

在一些实施例中，方法还包括以下步骤：根据延迟曝光时间，计算接收模组的曝光延长时长；控制接收模组按照曝光延长时长延长曝光时间。

上述iTOF深度测量系统及深度测量方法，尤其适用于户外静态或者低帧率的应用场景。可以理解的是，在户外静态场景下，目标物体不易发生移动或者移动距离非常小，并且户外场景下环境光较强，最小相位延迟不易发生变化，本申请通过降低采集到的环境光提升信噪比更加明显；而在户外动态场景下，目标物体经常移动，最小相位延迟经常发生变化，则经常需要调整延迟曝光时间，应用起来非常不方便，并且存在较大的误差；低帧率的应用场景刷新频率低，延迟曝光对成像效率影响较小，而高帧率的应用场景刷新频率较高，延迟曝光对成像效率影响较大。

进一步的，基于上述实施例中所描述的内容，本申请实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当计算机执行所述计算机执行指令时，以实现如上述实施例中控制与处理器执行的各个步骤。

应当理解的是，在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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，例如多个模块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，装置或模块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模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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模块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模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块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)或处理器(英文：processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。

应理解，上述处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)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。结合申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种iTOF深度测量系统，其特征在于，包括：

发射模组，用于向目标物发射光束；

接收模组，用于采集所述目标物反射回的光束；

控制与处理器，用于：

控制所述发射模组向所述目标物发射第一光束及同步控制所述接收模组曝光，以采集所述目标物反射回的所述第一光束，得到第一光束数据；

根据所述第一光束数据计算所述第一光束的最短飞行时间，并根据所述最短飞行时间确定所述接收模组的延迟曝光时间；

控制所述发射模组向所述目标物发射第二光束，并控制所述接收模组在所述延迟曝光时间后开始曝光，以采集所述目标物反射的所述第二光束，得到第二光束数据；

根据所述第二光束数据计算所述目标物的深度距离。

2.根据权利要求1所述的iTOF深度测量系统，其特征在于，所述控制与处理器具体用于：

根据所述第一光束数据，计算所述第一光束从发射到被接收之间的最小相位延迟；

根据所述最小相位延迟，计算最短测量距离；

根据所述最短测量距离，计算所述最短飞行时间。

3.根据权利要求1或2所述的iTOF深度测量系统，其特征在于，所述控制与处理器具体用于：

获取多个预设延迟曝光时间；

从所述多个预设延迟曝光时间中，选取小于且最接近于所述最短飞行时间的预设延迟曝光时间作为所述延迟曝光时间。

4.根据权利要求1或2所述的iTOF深度测量系统，其特征在于，所述控制与处理器具体用于：

获取预先配置的所述延迟曝光时间与所述最短飞行时间之间的映射关系；

根据所述映射关系及所述最短飞行时间，计算所述延迟曝光时间。

5.根据权利要求1所述的iTOF深度测量系统，其特征在于，所述接收模组包括图像传感器，所述图像传感器包括至少两个抽头，不同的所述抽头的开始曝光时间不同；

所述控制与处理器还用于：控制至少一个所述抽头延迟所述延迟曝光时间曝光。

6.根据权利要求5所述的iTOF深度测量系统，其特征在于，所述图像传感器包括分别对应0°相位、180°相位、90°相位及270°相位的第一抽头、第二抽头、第三抽头及第四抽头，所述控制与处理器用于控制所述第一抽头与所述第四抽头延迟所述延迟曝光时间后开始曝光，所述第二抽头与所述第三抽头不延迟曝光。

7.根据权利要求5所述的iTOF深度测量系统，其特征在于，所述控制与处理器还用于：

根据所述延迟曝光时间、所述发射模组的发射周期及每个所述抽头的起始曝光时间，计算每个所述抽头的曝光时长，并控制每个所述抽头按照对应的所述曝光时长进行曝光。

8.根据权利要求7所述的iTOF深度测量系统，其特征在于，所述控制与处理器具体用于：

计算每个所述抽头的起始曝光时间与所述发射模组的起始发射时间之间的时间差；

根据每个所述抽头对应的所述时间差、所述延迟曝光时间及所述发射模组的占空比，计算每个所述抽头对应的占空比；

根据每个所述抽头对应的占空比及所述发射模组的发射周期，计算每个所述抽头对应的曝光时长。

9.根据权利要求1所述的iTOF深度测量系统，其特征在于，所述控制与处理器还用于：

根据所述延迟曝光时间，计算所述接收模组的曝光延长时长；

控制所述接收模组按照所述曝光延长时长，延长曝光时间。

10.一种深度测量方法，其特征在于，所述方法包括：

控制发射模组向目标物发射第一光束，及同步控制接收模组曝光，以采集所述目标物反射回的所述第一光束，得到第一光束数据；

控制所述发射模组向所述目标物发射第二光束，及控制所述接收模组延迟所述延迟曝光时间后开始曝光，以采集所述目标物反射回的第二光束，得到第二光束数据；

根据所述第二光束数据计算所述目标物的深度距离。