CN115657056A - 一种距离测量系统及其相对精度的确定方法、装置、设备 - Google Patents

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CN115657056A CN202110769043.6A CN202110769043A CN115657056A CN 115657056 A CN115657056 A CN 115657056A CN 202110769043 A CN202110769043 A CN 202110769043A CN 115657056 A CN115657056 A CN 115657056A
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Abstract

本发明提供一种距离测量系统及其相对精度的确定方法、装置、设备，所述方法包括：获取环境光子数和信号光子数；其中，信号光子数为采集器采集待测物体反射的光信号并输出的电信号；根据环境光子数、信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度，其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。本发明通过在单帧图像中实时提取信号光子数和环境光子数，以实时单帧计算出相对精度，可实时对距离测量系统进行测距结果的性能判定与排除，实现输出的深度数据中只保留较小噪声的3D点，从而提高整体的3D点云效果。

Description

一种距离测量系统及其相对精度的确定方法、装置、设备
技术领域
本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种距离测量系统及其相对精度的确定方法、装置、设备。
背景技术
距离测量系统在进行距离测量时，相对精度是一项重要的指标。相对精度可以反馈出被测物体3D表面测量的噪声的大小。当相对精度比较高时，被还原的被测物表面3D点云比较光滑，噪声小。而当相对精度较低时，即被测物表面的3D点波动非常大，应被认为是无效点，需要被排除。
现有技术中，在获取相对精度时，需要通过提前获取多帧的3D点云数据来计算，无法单帧实时获取相对精度，也就无法在单帧图像中判断某些点是否相对精度低、波动值较大，进而也就无法实时的排除相对精度低、波动值较大的点。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种距离测量系统及其相对精度的确定方法、装置、设备。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例一技术方案为：
一种距离测量系统，包括：发射器、采集器、以及处理电路；
所述发射器，经配置以发射信号光束；
所述采集器，包括像素单元以及读出电路，所述像素单元包括多个像素，所述像素用于对反射回的光束中的单个光子进行响应并输出光子信号；所述读出电路用于接收所述光子信号进行处理并输出直方图；
所述处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，用于接收所述直方图获取环境光子数和信号光子数，并根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度；其中，所述信号光子数为所述采集器采集的所述发射器发射信号光束中的光子；
其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：
获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
进一步地，所述处理电路还用于计算待测物体的距离值，并判断该距离值的相对精度是否超过预设的相对精度阈值，若超过预设的相对精度阈值，则屏蔽该距离值。
进一步地，所述预设相对精度计算规则为函数模型，所述函数模型为：
Figure BDA0003152995870000021
其中，Cs为信号光子数；Cn为环境光子数；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。
本发明实施例另一技术方案为：
一种距离测量系统相对精度的确定方法，包括：
获取环境光子数和信号光子数；其中，所述信号光子数为采集器采集待测物体反射的光信号并输出的电信号；
根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度；
其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：
获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
进一步地，所述预设相对精度计算规则为函数模型，所述函数模型为：
Figure BDA0003152995870000031
其中，Cs为信号光子数；Cn为环境光子数；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。
进一步地，还包括：
根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设分辨率计算规则计算分辨率；
根据所述分辨率计算距离测量系统的相对精度。
进一步地，所述获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度，包括：
获取目标距离测量值、目标实际距离值和目标距离测量平均值；
根据所述目标距离测量值、所述目标实际距离值和所述目标距离测量平均值，计算测距相对精度。
本发明实施例另一技术方案为：
一种距离测量系统相对精度的确定装置，包括：
第一获取单元，用于获取环境光子数和信号光子数；其中，所述信号光子数为采集器采集待测物体反射的光信号并输出的电信号；
第一处理单元，用于根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度；
其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：
获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
进一步地，所述第一处理单元，还用于：
根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设分辨率计算规则计算分辨率；
根据所述分辨率计算距离测量系统的相对精度。
本发明实施例又一技术方案为：
一种距离测量系统相对精度的确定设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述实施例技术方案所述的距离测量系统相对精度的确定方法。
相对于现有技术，本发明通过在单帧图像中实时提取信号光子数和环境光子数，以实时单帧计算出相对精度，可实时对DTOF距离测量系统进行测距结果的性能判定与排除，实现输出的深度数据中只保留较小噪声的3D点，从而提高整体的3D点云效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明一个示例性实施例示出的距离测量系统的示意图；
图2为本发明一个示例性实施例示出的距离测量系统相对精度的确定方法的流程示意图；
图3为本发明一个示例性实施例示出的距离测量系统相对精度的确定方法中步骤S103～S104的流程示意图；
图4为本发明一个示例性实施例示出的距离测量系统相对精度的确定装置的结构示意图；
图5是本发明一个示例性实施例提供的距离测量系统相对精度的确定设备的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
请参阅图1，图1为本发明一个示例性实施例示出距离测量系统的示意图，距离测量系统包括：发射器、采集器、以及处理电路；
发射器11，经配置以发射信号光束；
采集器12，包括像素单元以及读出电路，所述像素单元包括多个像素，所述像素用于对所述被测物反射回的光束中的单个光子进行响应并输出光子信号；所述读出电路用于接收所述光子信号进行处理并输出直方图；
处理电路13，与所述发射器以及所述采集器连接，用于获取环境光子数和信号光子数，并根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度；其中，所述信号光子数为采集器采集待测物体反射的光信号并输出的电信号；
其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：
获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
具体的，发射器11用于向待测物体20发射信号光束30，经待测物体反射回的反射光信号40被采集器接收；其中，发射器11和采集器12可以设置在基板上，具体的，可以设置在同一个基板上，也可以设置在不同的基板上。
采集器12包括像素单元121、过滤单元123和接收光学元件122；其中，接收光学元件122用于将经待测物体反射回的斑点光束成像到像素单元121上；过滤单元123用于抑制不同于光源波长的其余波段的背景光噪声；所述像素单元121可以是电荷耦合元件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、雪崩二极管(AD)、单光子雪崩二极管(SPAD)等组成的像素阵列，阵列大小代表着深度相机的分辨率，比如320x240等。一般地，与像素单元121连接的还包括信号放大器、时数转换器(TDC)、数模转换器(ADC)等器件中的一种或多种组成的读出电路(图中未示出)。这些电路即可以与像素单元121整合在一起，作为采集器12的一部分，也可以作为处理电路的一部分。
在一个可选的实施例中，像素单元121包括至少一个像素，所述像素为单光子探测器，例如SPAD，每个像素对反射光束中的单个光子进行响应并输出指示所接收光子在每个SPAD处相应到达时间的光子信号，读出电路接收光子信号并进行信号处理，统计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，以用于重现反射光束的时间序列。
处理电路13接收直方图并进行处理计算出信号光束从发射到接收的飞行时间，比如利用峰值匹配和滤波检测识别出反射光束从发射到接收的飞行时间。在一些实施例中，处理电路13包括信号放大器、时数转换器(TDC)、数模转换器(ADC)等器件中的一种或多种组成的读出电路(图中未示出)。这些电路即可以与像素整合在一起，也可以作为处理电路13的一部分。
处理电路13可以是独立的专用电路，比如包含CPU、存储器、总线等组成的专用SOC芯片、FPGA芯片、ASIC芯片等等，也可以包含通用处理电路。
在一个可选的实施例中，处理电路还用于计算待测物体的距离值，并判断该距离值的相对精度是否超过预设的相对精度阈值，若超过预设的相对精度阈值，则屏蔽该距离值。
后面将对距离测量系统相对精度的确定方法实施例进行详细描述，处理电路根据所述确定方法来计算距离测量系统的相对精度。
请参阅图2，图2为本发明一个示例性实施例示出的距离测量系统相对精度的确定方法的流程示意图，所述方法由距离测量系统相对精度的确定设备(以下简称设备)执行，包括如下步骤：
S101：获取环境光子数和信号光子数；其中，所述信号光子数为采集器采集被测目标物反射的光信号并输出的电信号。
需要说明的是，本实施例中，距离测量系统为DTOF测距系统。DTOF测距系统的采集器包括像素单元和读出电路，像素单元包括多个像素；所述像素为单光子探测器，例如SPAD，每个像素对反射光束中的单个光子进行响应并输出光子信号，所述电信号为指示所接收光子在每个SPAD处相应到达时间的光子信号，读出电路包括TDC电路和直方图电路。其中，TDC电路用于接收和计算光子信号的时间间隔，并将时间间隔转化为时间码；直方图电路根据TDC电路输出的时间码进行计数以绘制出直方图。根据直方图电路输出的直方图计算环境光子数和信号光子数。
在测距过程中，当采集器被触发开始采集光子时，由于环境光信号影响，导致直方图中存在大量的环境光子，呈现均匀的分布特点分布在全部的时间bin内。因此，在计算信号光子数前，需要先确定直方图内环境光子数均值，即每个时间bin内的所采集的环境光子的数量。具体的，在直方图内选择远离脉冲位置的n个时间间隔，计算n个时间间隔内的光子计数值的平均值记为环境光子数均值，n为任意整数。
根据脉冲峰值位置以及脉冲宽度从直方图中截取脉冲区域计算信号光子数。一般地，直方图内时间间隔的大小为十几到几十皮秒，发射器发射一个脉冲光束的光子信号在直方图中对应分布在多个连续的时间间隔内，根据脉冲光束的脉宽大小以及直方图中时间间隔的大小，则可以确定一个脉冲的光子信号在直方图中对应分布的一个区间内的多个连续时间间隔内，计算该区域内的光子计数值总数减去该区间内的环境光子数即可确定信号光子数。例如该区间内包括m个时间间隔，则信号光子数
Figure BDA0003152995870000081
Cnm为该区间内的光子计数值总数，
Figure BDA0003152995870000082
为环境光子数均值。
进一步的，根据环境光子数均值计算环境光子数，所述环境光子数为采集器采集被测物反射的信号光束中光子时同步采集的环境光子的数量，即一个脉冲在直方图中对应分布的一个区间内所包括的环境光子数，其中的
Figure BDA0003152995870000083
即为环境光子数。
在一些其他实施例中，也可以采用其他方法计算环境光子数和信号光子数，在本发明中不做具体限制。
S102：根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度。
设备根据环境光子数、信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度。设备中预先存储预设相对精度计算规则，即：环境光子数、信号光子数两者和相对精度之间的对应关系，根据环境光子数、信号光子数两者和相对精度之间的对应关系计算相对精度。
其中，本实施例中对预设相对精度计算规则不做具体的限制，当预设相对精度计算规则为函数模型时，可以是多种形式的函数模型，例如，预设相对精度计算规则可以为如下函数模型：
Figure BDA0003152995870000091
其中，Cs为信号光子数；Cn为环境光子数；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。
预设相对精度计算规则也可以为如下函数模型：
Figure BDA0003152995870000092
其中，Cs为信号光子数；Cn为环境光子数；a，b，c，d均为参数；f表示采集器的透镜焦距。
在一个可选的实施例中，还可以先计算出分辨率，设备根据环境光子数和信号光子数以及预设分辨率计算规则计算分辨率。再根据分辨率计算距离测量系统的相对精度。具体来说，设备可以根据分辨率和预设三倍标准差定律计算距离测量系统的相对精度。根据三倍标准差定律，分辨率与相对精度得关系为：
R＝1/3×EResolution
其中，R为相对精度，EResolution为分辨率。
其中，为了获得准确的相对精度的计算结果，可以通过对采样数据进行拟合或者训练，得到预设相对精度计算规则的函数模型。在进行计算前，可以构建拟合函数，拟合出相对精度计算的函数模型，在步骤S102之前，还可以包括步骤S103～S104，如图3所示，步骤S103～S104具体如下：
S103：获取历史环境光子数、历史信号光子数、以及历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度。
设备获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的分辨率。历史环境光子数、历史信号光子数、以及历史环境光子数和历史信号光子数两者对应的测距相对精度可以作为一组标定数据，通过获取多组标定数据进行拟合，得到预设相对精度计算规则。需要说明的是，此处的历史环境光子数、以及历史信号光子数仅是如此定义名称，表示多次采样的环境光子数和采样信号光子数，而非过去的、历史的意思。
具体来说，可以使用模拟实验的方法来获取历史环境光子数和历史信号光子数，可以通过改变光束入射角度cosθ、环境光照度IAL、反射率、待测物体距离L等影响距离测量相对精度的参数，对每个点连续测量多次获得一组标定数据。
在一个可选的实施例中，通过预先标定的方法获取测距相对精度，设备通过获取目标距离测量值、目标实际距离值以及目标距离测量平均值计算测距相对精度。具体来说，假设目标点设置为离距离测量系统的距离是Lm，(m＝1，2，3…，M)，比如，当m＝1时当m＝1时设置L1＝1m，m＝2时设置L2＝1.1m，m＝3时设置L3＝1.3m，…。其中，设置L1＝1m，L1为目标实际距离值，连续测量n次得到目标距离测量值l1-ln，在每次测量过程中均获得环境光子数Cnn和信号光子数Csn。其中，计算n次目标距离测量值与目标实际距离值的标准差记为测距相对精度，并计算n次测量的历史环境光子数、历史信号光子数的均值，获得目标点为L1处的一组标定数据。其中，n次测量后获得计算相对精度的过程如下：
根据TOF距离测量系统的距离的计算公式：
Figure BDA0003152995870000111
其中，c为光速，约为3×108m/s,ti为第i次测量的光飞行时间。则计算出连续n次测量第i次测量的目标距离测量值di，以及n次测量的目标距离测量平均值
Figure BDA0003152995870000116
则距离测量系统的分辨率为：
Figure BDA0003152995870000112
其中，di表示第i次测量得到的距离值，测试次数从1到n，共n次。
Figure BDA0003152995870000113
表示n次测量的平均值，
Figure BDA0003152995870000114
可以表示为：
Figure BDA0003152995870000115
一般来说，根据三倍标准差定律，分辨率与测距相对精度的关系为，
R＝1/3×EResolution
则通过n次采样后计算出测距相对精度，计算n次历史环境光子数和历史信号光子数的均值即可获得一组标定数据。
再继续采样过程中，可调节入射角度、环境光照度或者反射率等参数，重复上述的采样过程得到多组标定数据。可以理解的是，可以只调节其中一个影响参数也可以多个参数同时调节，可以利用生成随机数的模式随机调节参数的大小，也可以按照一定的规律调节参数的大小，例如按照从小到大或者从大到小的调节模式，具体调节方式在本申请中不做限制。
S104：根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
设备根据历史环境光子数、历史信号光子数和测距相对精度构建拟合函数，常用的拟合方法有如最小二乘曲线拟合法等，在MATLAB中也可以用polyfit来拟合多项式，得到拟合函数后，即可得到预设相对精度计算规则。
本发明通过在单帧图像中实时提取信号光子数和环境光子数，以实时单帧计算出相对精度，可实时对DTOF距离测量系统进行测距结果的性能判定与排除，实现输出的深度数据中只保留较小噪声的3D点，从而提高整体的3D点云效果。
请参见图4，图4为本发明一个示例性实施例示出的距离测量系统相对精度的确定装置的结构示意图。包括的各单元用于执行图2和图3对应的实施例中的各步骤，具体请参阅图2和图3各自对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参见图4，距离测量系统相对精度的确定装置4包括：
第一获取单元410，用于获取环境光子数和信号光子数；其中，所述信号光子数为采集器采集待测物体反射的光信号并输出的电信号；
第一处理单元420，用于根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度；
其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：
获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
进一步地，所述第一处理单元420，还用于：
根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设分辨率计算规则计算分辨率；
根据所述分辨率计算距离测量系统的相对精度。
进一步地，所述第一处理单元420，具体用于：
根据所述分辨率和预设三倍标准差定律计算距离测量系统的相对精度。
进一步地，所述距离测量系统相对精度的确定装置，还包括：
第二获取单元，用于获取历史环境光子数、历史信号光子数、以及历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
第二处理单元，用于根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
进一步地，所述距离测量系统相对精度的确定装置，还包括：
第三获取单元，用于获取目标距离测量值、目标实际距离值和目标距离测量平均值；
第三获取单元，用于根据所述目标距离测量值、所述目标实际距离值和所述目标距离测量平均值，计算测距相对精度。
请参见图5，图5是本发明一个示例性实施例提供的距离测量系统相对精度的确定设备的示意图。如图5所示，该实施例的距离测量系统相对精度的确定设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如距离测量系统相对精度的确定程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个距离测量系统相对精度的确定方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤S101至S102。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示单元410至420的功能。
示例性的，所述计算机程序52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51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。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52在所述距离测量系统相对精度的确定设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成第一获取模块、第一处理模块，各模块功能如下：
第一获取模块，用于获取环境光子数和信号光子数；其中，所述信号光子数为采集器采集待测物体反射的光信号并输出的电信号；
第一处理模块，用于根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度。
所述距离测量系统相对精度的确定设备5可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是距离测量系统相对精度的确定设备5的示例，并不构成对距离测量系统相对精度的确定设备5的限定，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，例如所述距离测量系统相对精度的确定设备5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50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)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，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51可以是所述距离测量系统相对精度的确定设备5的内部存储单元，例如距离测量系统相对精度的确定设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述距离测量系统相对精度的确定设备5的外部存储设备，例如所述距离测量系统相对精度的确定设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所距离测量系统相对精度的确定设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述距离测量系统相对精度的确定设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，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发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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。
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，在本发明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，本发明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，所述的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，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述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。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述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。本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种距离测量系统，其特征在于，包括：发射器、采集器、以及处理电路；
所述发射器，经配置以发射信号光束；
所述采集器，包括像素单元以及读出电路，所述像素单元包括多个像素，所述像素用于对反射回的光束中的单个光子进行响应并输出光子信号；所述读出电路用于接收所述光子信号进行处理并输出直方图；
所述处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，用于接收所述直方图获取环境光子数和信号光子数，并根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度；其中，所述信号光子数为所述采集器采集的所述发射器发射信号光束中的光子；
其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：
获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
2.根据权利要求1所述的距离测量系统，其特征在于，所述处理电路还用于计算待测物体的距离值，并判断该距离值的相对精度是否超过预设的相对精度阈值，若超过预设的相对精度阈值，则屏蔽该距离值。
3.根据权利要求1或2所述的距离测量系统，其特征在于，所述预设相对精度计算规则为函数模型，所述函数模型为：
Figure FDA0003152995860000011
其中，Cs为信号光子数；Cn为环境光子数；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。
4.一种距离测量系统相对精度的确定方法，其特征在于，包括：
获取环境光子数和信号光子数；其中，所述信号光子数为采集器采集待测物体反射的光信号并输出的电信号；
根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度；
其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：
获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
5.根据权利要求4所述的距离测量系统相对精度的确定方法，其特征在于，所述预设相对精度计算规则为函数模型，所述函数模型为：
Figure FDA0003152995860000021
其中，Cs为信号光子数；Cn为环境光子数；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。
6.根据权利要求4所述的距离测量系统相对精度的确定方法，其特征在于，还包括：
根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设分辨率计算规则计算分辨率；
根据所述分辨率计算距离测量系统的相对精度。
7.根据权利要求4所述的距离测量系统相对精度的确定方法，其特征在于，所述获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度，包括：
获取目标距离测量值、目标实际距离值和目标距离测量平均值；
根据所述目标距离测量值、所述目标实际距离值和所述目标距离测量平均值，计算测距相对精度。
8.一种距离测量系统相对精度的确定装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取环境光子数和信号光子数；其中，所述信号光子数为采集器采集待测物体反射的光信号并输出的电信号；
第一处理单元，用于根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设相对精度计算规则计算相对精度；
其中，所述预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：
获取历史环境光子数、历史信号光子数，并且获取历史环境光子数和历史信号光子数对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光子数、所述历史信号光子数和所述测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则。
9.根据权利要求8所述的距离测量系统相对精度的确定装置，其特征在于，所述第一处理单元，还用于：
根据所述环境光子数、所述信号光子数以及预设分辨率计算规则计算分辨率；
根据所述分辨率计算距离测量系统的相对精度。
10.一种距离测量系统相对精度的确定设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求4至7任一项所述的距离测量系统相对精度的确定方法。
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