CN116203538A - 飞行时间测距方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种飞行时间测距方法、装置、电子设备及可读存储介质，应用于测距技术领域，所述飞行时间测距方法包括：根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。本申请解决了TOF测距法的测距准确度低的技术问题。

Description

飞行时间测距方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及测距技术领域，尤其涉及一种飞行时间测距方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

随着激光雷达技术的不断发展，TOF(Time of flight，飞行时间)测距法得以广泛应用于自动驾驶、工业自动化以及人脸识别等众多领域，TOF测距法的原理为基于光电探测器向被测物体发射经调制光脉冲，并通过计算发射光脉冲和反射光脉冲之间的时间差或者相位差，得到被测物体的距离信息，以产生深度信息。

TOF测距法的核心技术路线主要包括DTOF(direct Time-of-Flight，直接测量飞行时间)测距法和ITOF(indirect Time-of-Flight，间接测量飞行时间)测距法，其中，无论DTOF测距法还是ITOF测距法，确保测量精度都是重中之重。

目前，在对待测物体进行测距时，通常在自然环境下发射若干次数的脉冲光束以及接收脉冲光束，进而基于TDC(Time Digital Converter，时间数字转换器)记录发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔或者相位差，并换算出待测物体深度的飞行时间，但是，倘若待测物体为具备高反射特性的物体，例如亮面以及镜面等，由于信号在传输介质中的发射角度任意，会衍生出脉冲光束在传输路径上的不确定性，进而易导致光电探测器接收到的脉冲光束存在多路径测量结果，使得最终确定的飞行时间不准确，进而影响待测物体的距离测量准确度。所以，当前TOF测距法的测距准确度低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种飞行时间测距方法、装置、电子设备及可读存储介质，旨在解决现有技术中TOF测距法的测距准确度低的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种飞行时间测距方法，所述飞行时间测距方法包括：

根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；

接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；

根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；

根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

为实现上述目的，本申请还提供一种飞行时间测距装置，所述飞行时间测距装置包括：

发射模块，用于根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；

接收模块，用于接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；

确定模块，用于根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；

测距模块，用于根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的所述飞行时间测距方法的程序，所述飞行时间测距方法的程序被处理器执行时可实现如上述的飞行时间测距方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有实现飞行时间测距方法的程序，所述飞行时间测距方法的程序被处理器执行时实现如上述的飞行时间测距方法的步骤。

本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的飞行时间测距方法的步骤。

本申请提供了一种飞行时间测距方法、装置、电子设备及可读存储介质，也即，根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

光电探测器在确定等待发射的脉冲信号的激光投射角度后，通过光电探测器的激光发射器向待测目标发射激光投射角度对应等待发射的脉冲信号，进而通过光电探测器的接收传感器接收待测目标反射的发射后的脉冲信号，进而通过反射的发射后的脉冲信号确定发射的脉冲信号与反射的发射后的脉冲信号之间的目标飞行时间(延迟时间)，进而将目标飞行时间代入测距公式，以实现对待测目标进行测距的目的。

由于脉冲反射信号是由待发射脉冲信号对应的激光投射角度决定的，也即，待发射脉冲信号在传输介质中的发射角度已确定为激光投射角度，与此同时，飞行时间是由确切路径下的待发射脉冲信号和脉冲反射信号得到的，所以飞行时间能够客观反映待发射脉冲信号经由待测目标的时长，进而以待发射脉冲信号和脉冲反射信号之间得飞行时间计算的待测目标深度为待测目标与光电探测器之间的真实距离，即可实现对待测目标进行精准测距的目的。

基于此，本申请是通过确定待发射脉冲信号的激光投射角度，从而在确定飞行时间时去除了其它发射角度衍生的传输路径干扰，可充分确保发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔的准确记录，即，有效地克服了由于信号在传输介质中的发射角度任意，会衍生出脉冲光束在传输路径上的不确定性，进而易导致光电探测器接收到的脉冲光束存在多路径测量结果，使得最终确定的飞行时间不准确的技术缺陷，所以，提升了TOF测距法的测距准确度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请飞行时间测距方法理想测量场景下激光脉冲信号的飞行时间直方图；

图2为本申请飞行时间测距方法第一实施例的流程示意图；

图3为本申请飞行时间测距方法TOF技术进行测距的路径示意图；

图4为本申请飞行时间测距方法通过任意激光投射角度对待测目标进行测距的示意图；

图5为本申请飞行时间测距方法激光投射角度下激光脉冲信号的多路径示意图；

图6为本申请飞行时间测距方法第二实施例的流程示意图；

图7为本申请飞行时间测距装置实施例的示意图；

图8为本申请实施例中飞行时间测距方法涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。

本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例一

首先，应当理解的是，通过TOF测距法测量待测目标的距离，通过TOF测距法测量待测目标的距离，通常包括垂直腔面发射器、单光子雪崩二极管以及时间数字转换器，其中，垂直腔面发射器向测量场景发射脉冲波，单光子雪崩二极管接收从测量场景中的待测目标反射回来的脉冲波，时间数字转换器能够记录每次接收到的激光脉冲信号的飞行时间，也即，待发射脉冲信号和脉冲反射信号之间的时间间隔，倘若TOF测距法为DTOF测距法，则可在单帧测量时间内发射和接收N次激光脉冲信号，而后对N次激光脉冲信号对应的飞行时间做直方图统计，例如，参照图1，图1为表示理想测量场景下激光脉冲信号的飞行时间直方图，通常情况下将出现频率最高的飞行时间T₀作为计算待测物体深度的飞行时间，倘若TOF测距法为ITOF测距法，则可向测量场景中发射待发射脉冲信号，再由接收传感器接收测量场景中的待测目标反射回来的脉冲反射信号，进而根据曝光时间内累计电荷计算发射信号和接收信号之间的相位差，并根据相位差测量待发射脉冲信号和脉冲反射信号之间的飞行时间，然而，由于待测物体的反射特性的不同，易导致待发射脉冲信号在测量场景中存在多种传输路径，对于DTOF测距法而言，由于始终将出现频率最高的飞行时间作为计算待测物体深度的飞行时间，进而在一些测量场景中能够排除多路径干扰，得到准确的测量结果，而对于ITOF测距法来说，接收传感器接收到多个测量结果时将会严重影响到测距的准确度，所以，目前对于TOF测距法而言，仍因多路径干扰问题导致测距准确度低，本质原因在于具备高反射特性的待测物体在传输待发射脉冲信号时，会由于发射角度的不同衍生出多条传输路径，所以，如何规避在TOF测距过程中的多路径干扰成为了亟待解决的问题，也即，目前亟需一种提高TOF测距法的测距准确度的方法。

本申请实施例提供一种飞行时间测距方法，在本申请飞行时间测距方法的第一实施例中，参照图2，所述飞行时间测距方法包括：

步骤S10，根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；

步骤S20，接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；

步骤S30，根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；

步骤S40，根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

在本实施例中，需要说明的是，虽然图2示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，所述飞行时间测距方法应用于飞行时间测距装置，所述飞行时间测距装置具体可以为DTOF测距模组或者ITOF测距模组等，所述待测目标为具有高反射特性且等待进行测距的物体，具体可以为静态物或动态物等，例如移动亮面或者镜面等，所述待发射脉冲信号为等待发射的激光脉冲信号，具体可由激光发射器通过调制特殊的光源生成，在对待测目标发射待发射脉冲信号时，由于待测目标的高反射特性以及反射角度的任意性，导致待发射脉冲信号在传输介质中存在多条不同反射角度对应的信号传输路径，例如，参照图3，图3为表示TOF技术进行测距的路径示意图，其中，待发射脉冲信号通过光电探测器的发射模块以α₁发射后仅经一次反射即可由光电探测器的接收模块接收，待发射脉冲信号通过光电探测器的发射模块以α₂发射后需经多次反射方可由光电探测器的接收模块接收，由于多次反射所经由的传输路径的信号光子数相较于一次反射所经由的传输路径的信号光子数有所增加，所以，多次反射下的反射光束脉冲强于一次反射下的反射光束脉冲，也即，多次反射的反射光线强于目标光线，进而使得最终测试结果出现误差，从而影响到TOF测距的准确性。

另外地，需要说明的是，所述激光投射角度用于表征投射所述待发射脉冲信号的特定角度，具体可通过光电探测器增加的遮光部件实现，其中，所述遮光部件可以由液晶成像原理的RGB遮光工艺制成，例如，在一种可实施的方式中，假设TOF测距法为DTOF测距法，所述激光投射角度为60°，则可通过关闭其它角度的遮光部件开关，以及开启60°的遮光部件开关，以供光电探测器的发射模块以所述激光投射角度发射待发射激光脉冲信号，以及通过接收传感器接收待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号，进而可通过时间数字转换器记录所述激光投射角度对应的特定信号传输路径下的延迟时间，并将所述延迟时间作为目标飞行时间，最终通过目标飞行时间对待测目标进行测距，所以，所述目标飞行时间用于表征去除多路径干扰后的信号延迟时间，所述脉冲反射信号用于表征去除多路径干扰后由待测目标反射形成的激光脉冲信号。

另外地，需要说明的是，在飞行时间测距装置增加遮光部件时，可根据特定信号传输路径下的脉冲反射信号的信号参数，确定待发射脉冲信号和脉冲反射信号之间的目标飞行时间，其中，所述信号参数具体可以为频率或光子数等，例如，在一种可实施的方式中，假设光电传感器在激光发射器以激光投射角度发射待发射脉冲信号后，通过接收传感器接收脉冲反射信号的第一光子数A，即可根据A计算出返回的激光脉冲信号相对于发射的激光脉冲信号的时延，进而基于时延即可实现精准测距的目的。

作为一种示例，步骤S10至步骤S40包括：当检测到由激光发射器调制而成的待发射脉冲信号时，通过控制光电探测器的遮光部件，以所述待发射脉冲信号对应的激光投射角度向待测目标发射所述待发射脉冲信号，其中，控制光电探测器的遮光部件的具体方式为控制光电探测器的遮光部件开启所述待发射脉冲信号对应的激光投射角度，以及关闭所述待发射脉冲信号的其它发射角度；接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号，其中，所述脉冲反射信号不受多路径干扰；根据所述脉冲反射信号的第一光子数，计算得到所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距，其中，所述目标飞行时间既可以为所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间出现频率最高的飞行时间，也可以为待发射脉冲信号和脉冲反射信号之间的延迟时间，例如，当TOF测距法为ITOF测距法时，对所述待测目标进行测距的计算公式如下：

其中，d为所述待测目标的测量距离，c为光速，Δt为所述目标飞行时间，Q₁为较早的快门收集到的电荷，Q₂为延迟的快门收集到的电荷。由于所述目标飞行时间是去除多路径干扰的待发射脉冲信号和待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的去除多路径干扰的脉冲反射信号之间的飞行时间，所以目标飞行时间待发射脉冲信号经由待测目标的时长，进而根据所述目标飞行时间即可实现对待测目标进行准确测距的目的，所以，提升了TOF测距法的测距准确度。

其中，所述脉冲反射信号包括至少一个第一脉冲反射信号，所述根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间的步骤包括：

步骤A10，对各所述第一脉冲反射信号的第一信号参数进行融合，得到目标信号参数；

步骤A20，根据所述目标信号参数，生成第一目标脉冲反射信号；

步骤A30，将所述第一目标脉冲反射信号和所述待发射脉冲信号之间的飞行时间作为所述目标飞行时间。

在本实施例中，需要说明的是，由于不同实际测量场景下的激光投射角度不同，受限于光电探测器的存储容量，通常情况下只触发在特殊激光投射角度下发射待发射脉冲信号，例如特殊激光投射角度为30°、60°或者90°等，也即，难以为所有激光投射角度均设置遮光部件的开启及关闭模式，与此同时，激光投射角度的准确度也难以保证，所以，为了确保对待测目标的真实距离的不同测量精度要求，可通过多个激光投射子角度投射待发射脉冲信号，进而通过接收传感器接收不同激光投射子角度下的脉冲反射信号，并将各激光投射角度下的脉冲反射信号进行叠合，得到实际激光投射角度下的发射的光子数，例如，在一种可实施的方式中，所述激光投射角度为78°，所述激光投射子角度为1°，则经过78次重复测量各个激光投射子角度下的光子数，可计算得到激光投射角度对应的光子数，所以，所述激光投射子角度用于表征所述的第一脉冲反射信号的发射周期角度，具体可以为1°或者2°等，所述第一脉冲反射信号用于表征进行精准周期测距的脉冲反射信号。

另外地，需要说明的是，所述目标信号参数用于表征客观反映待发射脉冲信号实际经由待测目标的时长的信号参数，所述第一目标脉冲反射信号用于表征待发射脉冲信号精确经由待测目标反射的脉冲反射信号，例如，参照图4，图4为表示通过任意激光投射角度对待测目标进行测距的示意图，其中，α₃为所述激光投射角度，α₄为所述激光投射子角度，101为遮光部件的遮光分子，通过激光发射器和接收传感器分别发射以及接收每一激光投射子角度下的激光脉冲信号，进而统计出所述激光投射角度下对应的光子数，以得到客观反映待发射脉冲信号经由待测目标的时长的目标飞行时间。

作为一种示例，步骤A10至步骤A30包括：根据预设投射次序，以各所述激光投射子角度依次发射各所述激光投射子角度分别对应的第一脉冲发射信号，以及接收所述待测目标反射形成的各所述第一脉冲反射信号，获取各所述第一脉冲反射信号的第二光子数，通过相加各所述第二光子数，得到所述目标光子数，其中，所述预设投射次序由用户根据投射需求自行设置；根据所述目标光子数，生成第一目标脉冲反射信号；对所述第一目标脉冲反射信号和所述待发射脉冲信号之间的飞行时间进行直方图统计，并将出现频率最高的飞行时间作为所述目标飞行时间。

其中，所述脉冲反射信号包括至少一个第二脉冲反射信号，所述根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间的步骤包括：

步骤B10，根据所述激光投射角度和激光感应距离，确定各所述第二脉冲反射信号的第二信号参数；

步骤B20，根据所述第二信号参数，在各所述第二脉冲反射信号选取第二目标脉冲反射信号；

步骤B30，根据所述第二目标脉冲反射信号和所述待发射脉冲信号之间的相位差，确定所述目标飞行时间。

在本实施例中，需要说明的是，由于激光投射角度的不同将导致激光脉冲信号在传输介质中的传输路径不同，进而在一些特殊的情况下使得激光脉冲信号通过多路径传输，以致于接收传感器接收到的信号类型不同，例如，参照图5，图5为表示激光投射角度下激光脉冲信号的多路径示意图，其中，21和22分别为所述激光投射角度下的信号传输路径，当光电探测器以激光投射角度α₅向待测目标发射待发射脉冲信号后，脉冲反射信号1和脉冲反射信号2为光电传感器的接收传感器接收到的不同信号传输路径下的脉冲反射信号。

另外地，需要说明的是，所述激光感应距离用于表征光电探测器的激光发射器和接收传感器之间的实际物理距离，具体可在对待测目标进行测距前获取得到，所述第二目标脉冲反射信号用于表征准确反馈飞行时间的脉冲反射信号，例如，在一种可实施的方式中，倘若所述脉冲反射信号包括脉冲反射信号D、脉冲反射信号E和脉冲反射信号F，则D、E和F携带的光子数与TOF计算的光子数进行一一比对，以得到第二目标脉冲反射信号。

作为一种示例，步骤B10至步骤B30包括：获取光电探测器的激光发射器和接收传感器之间的激光感应距离，将所述激光投射角度和激光感应距离输入至预设距离计算模型，得到各所述第二脉冲反射信号的第三光子数，其中，所述预设距离计算模型设置有三角函数计算公式；分别比对各所述第三光子数和各所述第二脉冲反射信号携带的第四光子数，得到比对结果，根据所述比对结果确定所述第二目标脉冲反射信号，其中，所述比对结果可以为差值相对较小的一组光子数对应的第二脉冲反射信号；通过所述第二目标脉冲反射信号和所述待发射脉冲信号之间的相位差，计算得到所述目标飞行时间。由于第二目标脉冲反射信号为理论光子数和实际光子数之间差值较小的第二脉冲反射信号，进而可以第二目标脉冲反射信号作为能够客观反映待发射脉冲信号经由待测目标反射的脉冲反射信号，进而根据第二目标脉冲反射信号确定的目标飞行时间即可实现对待测目标进行准确测距的目的，所以，提升了TOF测距法的测距准确度。

其中，所述待发射脉冲信号包括第一待发射脉冲信号和第二待发射脉冲信号，所述根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号的步骤包括：

步骤C10，以所述第一待发射脉冲信号对应的第一激光投射角度向所述待测目标发射所述第一待发射脉冲信号；或，

步骤C20，将所述第二待发射脉冲信号对应的第二激光投射角度划分为预设数量的激光投射子角度；根据各所述激光投射子角度，向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号。

在本实施例中，需要说明的是，根据实际测量场景的不同，可采用不同的测距方式，例如，在一些镜面反射或者光滑面较多的测量场景(3D建模)，综合成本及测量精度的考量，采用多激光投射子角度组合而成的激光投射角度对所述待测目标进行测距，而针对于测试角度需求不多的测量场景，例如单点测距场景或者优先角度测距场景等，采用整体的激光投射角度对所述待测目标进行测距，所以，所述待发射脉冲信号包括第一待发射脉冲信号和第二待发射脉冲信号，其中，所述第一待发射脉冲信号用于表征单角度测量需求场景下的待发射脉冲信号，所述第二待发射脉冲信号用于表征多角度测量需求场景下的待发射脉冲信号。

作为一种示例，步骤C10至步骤C20包括：控制光电探测器的遮光部件开启所述第一激光投射角度对应的阵列开关，以及关闭除所述第一激光投射角度外的阵列开关，以发射所述第一待发射脉冲信号；或，

将所述第二待发射脉冲信号对应的第二激光投射角度均分为预设数量的激光投射子角度；根据预设投射次序，以各所述激光投射子角度依次发射各所述激光投射子角度分别对应的第二脉冲发射信号。由于不同实际测量场景下采用不同方式发射待发射脉冲信号，进而可得到不同待发射脉冲信号下对应的目标飞行时间，也即，得以实现对待测目标进行测距时更适配用户实际需求的目的，所以，为精准测距待测目标奠定了基础。

其中，所述根据各所述激光投射子角度，向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号的步骤包括：

步骤D10，对所述第二待发射脉冲信号进行分解，得到至少一个待发射脉冲子信号；

步骤D20，根据各所述激光投射子角度和各所述待发射脉冲子信号之间的一一对应关系，向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号。

作为一种示例，步骤D10至步骤D20包括：通过预设信号分解算法，分解所述第二待发射脉冲信号，得到至少一个待发射脉冲子信号，其中，所述待发射脉冲子信号用于表征所述第二待发射脉冲信号的信号分量，所述预设信号分解算法具体可以为阈值法、反卷积法或者波形分解法等；根据预设信号角度映射表，查询各所述待发射脉冲子信号对应的激光投射子角度，根据所述预设投射次序，以各所述激光投射子角度依次发射对应的待发射脉冲子信号，以向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号，其中，所述预设信号角度映射表用于存储所述待发射脉子信号和所激光投射子角度之间的一一映射关系。由于各待发射脉冲子信号均以对应的激光投射子角度进行发射，进而得以保证发射的待发射脉冲子信号能够充分表征第二待发射脉冲信号的信号特征，使得通过脉冲反射信号和第二之间的飞行时间进行测距的准确度有所保证，所以，为提升了TOF测距法的测距准确度奠定了基础。

其中，在所述根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号的步骤之前，所述飞行时间测距方法还包括：

步骤E10，获取激光投射角度，并检测所述激光投射角度是否大于预设激光投射角度阈值；

步骤E20，若是，则将生成的待发射脉冲信号作为所述第一待发射脉冲信号；

步骤E30，若否，则将所述待发射脉冲信号作为所述第二待发射脉冲信号。

在本实施例中，需要说明的是，由于不同测量场景下的激光投射角度具备随机性，进而为了提升随机的激光投射角度下对待测目标进行测距的效率，在以激光投射角度向待测目标发射待发射脉冲信号之前，可基于激光投射角度的具体角度大小，区分不同的待发射脉冲信号的信号类型，进而采取不同的信号发射方式，以确保更快速地对待测目标进行测距。

作为一种示例，步骤E10至步骤E30包括：获取随机状态下的激光投射角度，并检测所述激光投射角度是否大于预设激光投射角度阈值；若检测到所述激光投射角度大于所述激光投射角度阈值，则将生成的待发射脉冲信号作为所述第一待发射脉冲信号；若检测到所述激光投射角度小于或者等于所述激光投射角度阈值，则将所述生成的待发射脉冲信号作为所述第二待发射脉冲信号。由于激光发射器的激光投射角度足以影响待发射脉冲信号的传输路径，进而通过对激光投射角度的判别可实现判定当前待发射脉冲信号最终由接收传感器接收时的脉冲反射信号的信号类型，即可实现根据脉冲反射信号的信号类型以针对性的信号发射方式发射所述待发射脉冲信号，所以，为提升对待测目标进行测距的效率奠定了基础。

本申请实施例提供了一种飞行时间测距方法，也即，根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

光电探测器在确定等待发射的脉冲信号的激光投射角度后，通过光电探测器的激光发射器向待测目标发射激光投射角度对应等待发射的脉冲信号，进而通过光电探测器的接收传感器接收待测目标反射的发射后的脉冲信号，进而通过反射的发射后的脉冲信号确定发射的脉冲信号与反射的发射后的脉冲信号之间的目标飞行时间(延迟时间)，进而将目标飞行时间代入测距公式，以实现对待测目标进行测距的目的。

由于脉冲反射信号是由待发射脉冲信号对应的激光投射角度决定的，也即，待发射脉冲信号在传输介质中的发射角度已确定为激光投射角度，与此同时，飞行时间是由确切路径下的待发射脉冲信号和脉冲反射信号得到的，所以飞行时间能够客观反映待发射脉冲信号经由待测目标的时长，进而以待发射脉冲信号和脉冲反射信号之间得飞行时间计算的待测目标深度为待测目标与光电探测器之间的真实距离，即可实现对待测目标进行精准测距的目的。

基于此，本申请是通过确定待发射脉冲信号的激光投射角度，从而在确定飞行时间时去除了其它发射角度衍生的传输路径干扰，可充分确保发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔的准确记录，即，有效地克服了由于信号在传输介质中的发射角度任意，会衍生出脉冲光束在传输路径上的不确定性，进而易导致光电探测器接收到的脉冲光束存在多路径测量结果，使得最终确定的飞行时间不准确的技术缺陷，所以，提升了TOF测距法的测距准确度。

实施例二

进一步地，参照图6，在本申请另一实施例中，与上述实施例一相同或相似的内容，可以参考上文介绍，后续不再赘述，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。在此基础上，所述飞行时间测距方法还包括：

步骤F10，根据第一发射角度和第二发射角度，确定发射角调整范围；

步骤F20，在所述发射角调整范围向所述待测目标发射调整信号，以及接收所述待测目标反射所述调整信号形成的调整反射信号；

步骤F30，根据所述调整反射信号，对预设信号接收区域进行调整，得到调整后的信号接收区域。

在本实施例中，需要说明的是，在对待测目标进行测距的过程中，为了减少测距过程中的计算量，降低硬件成本，在待测目标的反射特性确定的情况下，可根据激光发射器与接收传感器之间的实际物理距离以及激光投射角度去限制接收传感器接收信号的有效区域，以去除有效区域外的干扰信号，所以，所述发射角调整范围用于表征发射角度的可调整范围，通过在所述发射角调整范围内发射调整信号，可对光电传感器默认的信号接收区域(预设信号接收区域)进行调整，以得到满足用户需求的信号接收区间，例如，在一种可实施的方式中，所述第一发射角度可以为最大发射角度0°，所述第二发射角度可以为最小发射角度180°。

作为一种示例，步骤F10至步骤F30包括：将第一发射角度和第二发射角度组成的夹角作为发射角调整范围；通过控制光电探测器的遮光部件，在所述发射角调整范围向所述待测目标发射调整信号，以及接收所述待测目标反射所述调整信号形成的调整反射信号；将预设信号接收区域的信号接收频率调整为所述调整反射信号的信号频率，得到调整后的信号接收区域。

本申请实施例提供了一种信号接收区域调整方法，也即，根据第一发射角度和第二发射角度，确定发射角调整范围；在所述发射角调整范围向所述待测目标发射调整信号，以及接收所述待测目标反射所述调整信号形成的调整反射信号；根据所述调整反射信号，对预设信号接收区域进行调整，得到调整后的信号接收区域。由于信号接收区域针对性接收发射角调整范围内发射并经由待测目标反射的激光脉冲信号，进而可去除对于信号接收区域之外的激光脉冲信号的接收，即可规避在对待测目标进行测距时因干扰信号增加测距计算量的情况，所以，为提升对待测目标进行测距的效率奠定了基础。

实施例三

本申请实施例还提供一种飞行时间测距装置，参照图7，所述飞行时间测距装置包括：

发射模块101，用于根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；

接收模块102，用于接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；

确定模块103，用于根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；

测距模块104，用于根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

可选地，所述脉冲反射信号包括至少一个第一脉冲反射信号，所述确定模块103还用于：

对各所述第一脉冲反射信号的第一信号参数进行融合，得到目标信号参数；

根据所述目标信号参数，生成第一目标脉冲反射信号；

将所述第一目标脉冲反射信号和所述待发射脉冲信号之间的飞行时间作为所述目标飞行时间。

可选地，所述脉冲反射信号包括至少一个第二脉冲反射信号，所述确定模块103还用于：

根据所述激光投射角度和激光感应距离，确定各所述第二脉冲反射信号的第二信号参数；

根据所述第二信号参数，在各所述第二脉冲反射信号选取第二目标脉冲反射信号；

根据所述第二目标脉冲反射信号和所述待发射脉冲信号之间的相位差，确定所述目标飞行时间。

可选地，所述待发射脉冲信号包括第一待发射脉冲信号和第二待发射脉冲信号，所述发射模块101还用于：

以所述第一待发射脉冲信号对应的第一激光投射角度向所述待测目标发射所述第一待发射脉冲信号；或，

将所述第二待发射脉冲信号对应的第二激光投射角度划分为预设数量的激光投射子角度；根据各所述激光投射子角度，向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号。

可选地，所述发射模块101还用于：

对所述第二待发射脉冲信号进行分解，得到至少一个待发射脉冲子信号；

根据各所述激光投射子角度和各所述待发射脉冲子信号之间的一一对应关系，向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号。

可选地，所述飞行时间测距装置还用于：

获取激光投射角度，并检测所述激光投射角度是否大于预设激光投射角度阈值；

若是，则将生成的待发射脉冲信号作为所述第一待发射脉冲信号；

若否，则将所述待发射脉冲信号作为所述第二待发射脉冲信号。

可选地，所述飞行时间测距装置还用于：

根据第一发射角度和第二发射角度，确定发射角调整范围；

在所述发射角调整范围向所述待测目标发射调整信号，以及接收所述待测目标反射所述调整信号形成的调整反射信号；

根据所述调整反射信号，对预设信号接收区域进行调整，得到调整后的信号接收区域。

本发明提供的飞行时间测距装置，采用上述实施例中的飞行时间测距方法，解决了TOF测距法的测距准确度低的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的飞行时间测距装置的有益效果与上述实施例提供的飞行时间测距方法的有益效果相同，且该飞行时间测距装置中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。

实施例四

本发明实施例提供一种电子设备，电子设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述实施例一中的飞行时间测距方法。

下面参考图8，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图8示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图8所示，电子设备可以包括处理装置1001(例如中央处理器、图形处理器等)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1002中的程序或者从存储装置1003加载到随机访问存储器(RAM)1004中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM1004中，还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置1001、ROM1002以及RAM1004通过总线1005彼此相连。输入/输出(I/O)接口1006也连接至总线。

通常，以下系统可以连接至I/O接口1006：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置1007；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置1008；包括例如磁带、硬盘等的存储装置1003；以及通信装置1009。通信装置可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种系统的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的系统。可以替代地实施或具备更多或更少的系统。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置1009从网络上被下载和安装，或者从存储装置1003被安装，或者从ROM1002被安装。在该计算机程序被处理装置1001执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。

本发明提供的电子设备，采用上述实施例中的飞行时间测距方法，解决了TOF测距法的测距准确度低的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的电子设备的有益效果与上述实施例提供的飞行时间测距方法的有益效果相同，且该电子设备中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

实施例五

本实施例提供一种计算机可读存储介质，具有存储在其上的计算机可读程序指令，计算机可读程序指令用于执行上述实施例中的飞行时间测距方法。

本发明实施例提供的计算机可读存储介质例如可以是U盘，但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读存储介质可以是电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入电子设备中。

上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被电子设备执行时，使得电子设备：根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，模块的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本发明提供的计算机可读存储介质，存储有用于执行上述飞行时间测距方法的计算机可读程序指令，解决了TOF测距法的测距准确度低的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述实施例提供的飞行时间测距方法的有益效果相同，在此不做赘述。

实施例六

本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的飞行时间测距方法的步骤。

本申请提供的计算机程序产品解决了TOF测距法的测距准确度低的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的计算机程序产品的有益效果与上述实施例提供的飞行时间测距方法的有益效果相同，在此不做赘述。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利处理范围内。

Claims (10)

1.一种飞行时间测距方法，其特征在于，所述飞行时间测距方法包括：

根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；

接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；

根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；

根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

2.如权利要求1所述飞行时间测距方法，其特征在于，所述脉冲反射信号包括至少一个第一脉冲反射信号，

所述根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间的步骤包括：

对各所述第一脉冲反射信号的第一信号参数进行融合，得到目标信号参数；

根据所述目标信号参数，生成第一目标脉冲反射信号；

将所述第一目标脉冲反射信号和所述待发射脉冲信号之间的飞行时间作为所述目标飞行时间。

3.如权利要求1所述飞行时间测距方法，其特征在于，所述脉冲反射信号包括至少一个第二脉冲反射信号，

所述根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间的步骤包括：

根据所述激光投射角度和激光感应距离，确定各所述第二脉冲反射信号的第二信号参数；

根据所述第二信号参数，在各所述第二脉冲反射信号选取第二目标脉冲反射信号；

根据所述第二目标脉冲反射信号和所述待发射脉冲信号之间的相位差，确定所述目标飞行时间。

4.如权利要求1所述飞行时间测距方法，其特征在于，所述待发射脉冲信号包括第一待发射脉冲信号和第二待发射脉冲信号，

所述根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号的步骤包括：

以所述第一待发射脉冲信号对应的第一激光投射角度向所述待测目标发射所述第一待发射脉冲信号；或，

将所述第二待发射脉冲信号对应的第二激光投射角度划分为预设数量的激光投射子角度；根据各所述激光投射子角度，向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号。

5.如权利要求4所述飞行时间测距方法，其特征在于，所述根据各所述激光投射子角度，向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号的步骤包括：

对所述第二待发射脉冲信号进行分解，得到至少一个待发射脉冲子信号；

根据各所述激光投射子角度和各所述待发射脉冲子信号之间的一一对应关系，向所述待测目标发射所述第二待发射脉冲信号。

6.如权利要求4所述飞行时间测距方法，其特征在于，在所述根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号的步骤之前，所述飞行时间测距方法还包括：

获取激光投射角度，并检测所述激光投射角度是否大于预设激光投射角度阈值；

若是，则将生成的待发射脉冲信号作为所述第一待发射脉冲信号；

若否，则将所述待发射脉冲信号作为所述第二待发射脉冲信号。

7.如权利要求1至6任一所述飞行时间测距方法，其特征在于，所述飞行时间测距方法还包括：

根据第一发射角度和第二发射角度，确定发射角调整范围；

在所述发射角调整范围向所述待测目标发射调整信号，以及接收所述待测目标反射所述调整信号形成的调整反射信号；

根据所述调整反射信号，对预设信号接收区域进行调整，得到调整后的信号接收区域。

8.一种飞行时间测距装置，其特征在于，所述飞行时间测距装置包括：

发射模块，用于根据待发射脉冲信号对应的激光投射角度，向待测目标发射所述待发射脉冲信号；

接收模块，用于接收所述待测目标反射所述待发射脉冲信号形成的脉冲反射信号；

确定模块，用于根据所述脉冲反射信号，确定所述待发射脉冲信号和所述脉冲反射信号之间的目标飞行时间；

测距模块，用于根据所述目标飞行时间，对所述待测目标进行测距。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7中任一项所述的飞行时间测距方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有实现飞行时间测距方法的程序，所述实现飞行时间测距方法的程序被处理器执行以实现如权利要求1至7中任一项所述飞行时间测距方法的步骤。

Images