CN116338707B - 曝光调整方法、装置、设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了曝光调整方法、装置、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值，对所述测距系统的初始曝光参数进行调整，生成目标曝光参数；根据所述目标曝光参数，对所述目标物进行下一次测量。以此方式，提高了测距的稳定性，同时防止了因为过曝引发的信号失真。

Description

曝光调整方法、装置、设备和计算机可读存储介质

技术领域

本申请的实施例涉及影像处理技术领域，尤其涉及曝光调整方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

目前，测距系统的曝光方式大多为固定曝光。但是固定曝光无法兼容多种测距场景，在低反射率或远距离测距场景，往往需要高曝光才能实现测距；在高反射率或近距离测距，高曝光反而容易导致信号过曝，影响测距精度；

在实际的应用场景中，被测物体的反射率范围及距离范围跨度非常大，固定曝光的方式很难覆盖所有应用场景，因此测距系统的信噪比效果不能时刻保持较好的状态，进而使得影响测距系统的测距性能无法达到。

发明内容

根据本申请的实施例，提供了一种应用于测距系统的曝光调整方案，提高了测距的稳定性，能够有效防止因为过曝引发的信号失真。

在本申请的第一方面，提供了一种应用于测距系统的曝光调整方法。该方法包括：

基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值，对所述测距系统的初始曝光参数进行调整，生成目标曝光参数；

根据所述目标曝光参数，对所述目标物进行下一次测量。

进一步地，所述基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值，对所述测距系统的初始曝光参数进行调整，生成目标曝光参数包括：

对一次测量得到的距离值和曝光强度值进行评分；

将评分后的距离值和曝光强度值输入至曝光计算器，生成曝光参数。

进一步地，所述对一次测量得到的距离值和曝光强度值进行评分包括：

其中，对所述距离值进行评分包括：

若所述距离值大于距离阈值，则评分为10；

若所述距离值小于等于距离阈值，则评分为距离阈值与1000的比值；

对所述曝光强度值进行评分包括：

若所述曝光强度值大于强度阈值，则评分为10；

若所述曝光强度值小于等于强度阈值，则评分为强度阈值与20的比值。

进一步地，所述曝光计算器包括：

Expose_(n+1) = Expose_n + dn*a+qn*b；

其中，Expose_(n+1)为目标曝光参数；

Expose_n为初始曝光参数；

dn为距离值的评分；

qn为曝光强度值的评分；

a和b为参数。

进一步地，所述a和b参数通过如下方式训练得到：

获取N组曝光参数下的不同距离的曝光强度值，得到N组包括曝光参数、采集距离和对应曝光强度值的数据；

对所述N组包括曝光参数、采集距离和对应曝光强度值的数据进行拟合训练，得到参数a和b。

在本申请的第下一次方面，提供了一种应用于测距系统的曝光调整装置。该装置包括：

生成模块，用于基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值，对所述测距系统的初始曝光参数进行调整，生成目标曝光参数；

测量模块，用于根据所述目标曝光参数，对所述目标物进行下一次测量。

在本申请的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

在本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本申请的第一方面的方法。

本申请实施例提供的应用于测距系统的曝光调整方法，通过基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值，对所述测距系统的初始曝光参数进行调整，生成目标曝光参数；根据所述目标曝光参数，对所述目标物进行下一次测量，实现了曝光参数的实时可调，使得测距信号在不同距离下、不同反射率的环境中，均能实现高信噪比的信号响应，提高了测距的稳定性以及防止了因为过曝引发的信号失真。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1为根据本申请的实施例的应用于测距系统的曝光调整方法的流程图；

图2为根据本申请的实施例的对距离值和强度值进行评分的逻辑示意图；

图3为根据本申请的实施例的曝光计算逻辑示意图；

图4为根据本申请的实施例的数据集的三维示意图；

图5（a）、图5（b）为根据本申请的实施例的动态曝光和固定曝光8m测距信号对比示意图；

图6（a）、图6（b）为根据本申请的实施例的动态曝光和固定曝光1m测距信号对比示意图；

图7为根据本申请的实施例的应用于测距系统的曝光调整装置的方框图；

图8为根据本申请的实施例的曝光调节模块的方框图；

图9为适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图示出了根据本公开实施例的应用于测距系统的曝光调整方法的流程图。所述方法包括：

S110，基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值，对所述测距系统的初始曝光参数进行调整，生成目标曝光参数。

在一些实施例中，基于初始曝光参数，获取在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值D和曝光强度值Q。

进一步地，可通过如下方式对距离值D和曝光强度值Q进行评分，参考图2，图2为对距离值和强度值进行评分的逻辑示意图：

其中，对距离值D进行评分包括：

若距离值D大于距离阈值，则评分为10；即，得到评分后的距离值dn=10；

若距离值D小于等于距离阈值，则评分为距离阈值与1000的比值；即，得到评分后的距离值dn=D/1000；

对曝光强度值Q进行评分包括：

若曝光强度值Q大于强度阈值，则评分为10；即，得到评分后的强度值qn = 10；

若曝光强度值Q小于等于强度阈值，则评分为强度阈值与20的比值；即，得到评分后的强度值qn = Q/20。

优选地，设置距离阈值为10000；设置强度阈值为200。

对距离值D和曝光强度值Q进行评分，将距离值D和曝光强度值Q的数值落入一个固定区间内，可以大幅提升后续的计算精度，即得到更精准的曝光计算器的参数a和b。

在一些实施例中，将评分后的距离值dn和曝光强度值qn输入至曝光计算器，生成曝光参数；

其中，曝光计算器包括：

；

其中，为目标曝光参数；

为初始曝光参数；

dn为距离值的评分；

qn为曝光强度值的评分；

a和b为参数。

即，通过上述公式进行曝光迭代，生成目标曝光参数。其中，如图3所示，为了生成更精准的目标曝光参数，可对生成的目标曝光参数进行如下处理，若 >10000，则/>=10000；若计算所得/> < 2000，则/>= 2000。

通常，在测距时曝光越长，信噪比越大，强度越大；反之，在曝光不变情况下，测距越远，信噪比越低，强度越小。因此，想获取较好地信噪比，需要对不同距离下、不同强度下地曝光进行数据训练。

在本公开中，可通过如下方式训练得到曝光计算器中的参数a和b：

在固定曝光状态下，采集不同距离下的强度值；采集完成后，调整曝光参数，采集不同距离下的强度值，如此往复，采集多组曝光参数下的不同距离对应的强度；通常曝光参数覆盖当前应用场景所需的范围，例如，2000~10000；采集的距离覆盖当前应用场景所需的测量范围。即，获取N组曝光参数下的不同距离的曝光强度值，得到N组包括曝光参数、采集距离和对应曝光强度值的数据，每一组数据中均包括对应的（Expose，D，Q），对每一组数据中的D、Q进行评分处理后，得到N组（Expose，dn，qn）。对N组（Expose，dn，qn）进行拟合训练，得到a，b参数，参考图4，图4示出了（Expose，dn，qn）数据集的三维图。

S220，根据所述目标曝光参数，对所述目标物进行下一次测量。

在一些实施例中，根据步骤210生成的目标参数，对目标物进行下一次测量。

下面给出根据本公开的一个具体实施例：

在目标物反射率范围较大，测量距离为8米时，采用现有的固定曝光方式采集到的测距信号如图5（a）所示，通过本公开的方式，采集到的测距信号如图5（b）所示，可见，通过本公开的方案（动态采集）采集到的测距信号明显优于通过固定曝光方式采集的测距信号。对比可知，本公开的方案能够有效提高远距离测距时的信噪比。

下面给出根据本公开的又一具体实施例：

在目标物反射率范围较大，测量距离为1米时，采用现有的固定曝光方式采集到的测距信号如图6（a）所示，通过本公开的方式，采集到的测距信号如图6（b）所示，可见，通过本公开的方案（动态采集）采集到的测距信号明显优于通过固定曝光方式采集的测距信号。对比可知，本发明能有效防止信号过曝不失真，且具有较好的信噪比。

根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：

实现了曝光参数的实时可调，使得测距信号在不同距离下、不同反射率的环境中，均能实现高信噪比的信号响应，提高了测距的稳定性，同时防止了因为过曝引发的信号失真。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本申请所述方案进行进一步说明。

图7示出了根据本申请的实施例的应用于测距系统的曝光调整装置的方框图，包括：

红外激光发射模块710，用于发射红外点激光信号；

红外激光接收模块720：用于接收被测物体上反射回来的激光信号；

曝光采样控制模块730：用于驱动红外激光发射模块710发射激光以及控制红外激光接收模块720的曝光和采样；

信号处理模块740：用于对曝光采样控制模块730采样的激光信号进行处理，提取出距离信息和强度信息；

曝光调节模块750：用于将信号处理模块740得到的距离信息和强度信息进行分析处理，并将分析结果用于调节下一次测距的曝光和激光点亮时间，即，调整曝光参数，根据调整后的曝光参数目标物进行下一次测量。

进一步地，如图8所示，曝光调节模块750包括：

生成模块810，用于基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值，对所述测距系统的初始曝光参数进行调整，生成目标曝光参数；

测量模块820，用于根据所述目标曝光参数，对所述目标物进行下一次测量。

在一些实施例中，系统启动后（测距开始），曝光采样控制模块730，以默认的曝光值（例如2000），驱动红外激光发射模块710发射红外点状激光信号，同时，控制红外激光接收模块720开始曝光；

通常，红外激光接收模块720在曝光过程中，会将激光的光信号转换为电压信号，在电压信号未饱和之前，曝光时间越长，其接收的激光信号越强，转换后的电压越高；

等待曝光时间结束，红外激光发射模块710停止发射激光，曝光控制采样模块730开始采样，将红外激光接收模块720接收的激光电压信号转换为激光回波的数字信号；

信号处理模块740将曝光控制采样模块730采样得到的激光回波的数字信号进行分析，通过三角原理等方式将激光回波信号转换成距离信息，同时计算得到回波信号的灰度值（曝光强度值）；

曝光调节模块750，根据本次测距的距离信息和曝光强度值，调整下次测距的曝光参数，通过调整曝光参数，使得下次测距的信号达到一个较为理想的信噪比，实现高动态范围的测距表现。所述理想的信噪比，通常小于信噪比阈值；所述信噪比阈值可根据实际的应用场景进行设定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的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。

图9示出了适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的结构示意图。

如图9所示，终端设备或服务器包括中央处理单元(CPU)901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的程序或者从存储部分908加载到随机访问存储器(RAM)903中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 903中，还存储有终端设备或服务器操作所需的各种程序和数据。CPU 901、ROM902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。

以下部件连接至I/O接口905：包括键盘、鼠标等的输入部分906；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分907；包括硬盘等的存储部分908；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分909。通信部分909经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器910也根据需要连接至I/O接口905。可拆卸介质911，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器910上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分908。

特别地，根据本申请的实施例，上文方法流程步骤可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在机器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部分909从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质911被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)901执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本申请所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，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。在本申请中，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、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读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：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、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，前述模块、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。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或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。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

作为另一方面，本申请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可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中的。上述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，当上述前述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的方法。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中申请的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种曝光调整方法，应用于测距系统，其特征在于，包括：

基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值；

对一次测量得到的距离值和曝光强度值进行评分；

将评分后的距离值和曝光强度值输入至曝光计算器，生成曝光参数；

根据所述曝光参数，对所述目标物进行下一次测量；

其中，所述曝光计算器包括：

= /> + dn*a+qn*b；

其中，为目标曝光参数；

为初始曝光参数；

dn为距离值的评分；

qn为曝光强度值的评分；

a和b为参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对一次测量得到的距离值和曝光强度值进行评分包括：

其中，对所述距离值进行评分包括：

若所述距离值大于距离阈值，则评分为10；

若所述距离值小于等于距离阈值，则评分为距离阈值与1000的比值；

对所述曝光强度值进行评分包括：

若所述曝光强度值大于强度阈值，则评分为10；

若所述曝光强度值小于等于强度阈值，则评分为强度阈值与20的比值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述a和b参数通过如下方式训练得到：

获取N组曝光参数下的不同距离的曝光强度值，得到N组包括曝光参数、采集距离和对应曝光强度值的数据；

对所述N组包括曝光参数、采集距离和对应曝光强度值的数据进行拟合训练，得到参数a和b。

4.一种应用于测距系统的曝光调整装置，其特征在于，包括：

生成模块，用于基于在当前环境下对目标物进行一次测量得到的距离值和曝光强度值；

对一次测量得到的距离值和曝光强度值进行评分；

将评分后的距离值和曝光强度值输入至曝光计算器，生成曝光参数；

测量模块，用于根据所述曝光参数，对所述目标物进行下一次测量；

其中，所述曝光计算器包括：

= /> + dn*a+qn*b；

其中，为目标曝光参数；

为初始曝光参数；

dn为距离值的评分；

qn为曝光强度值的评分；

a和b为参数。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述对一次测量得到的距离值和曝光强度值进行评分包括：

其中，对所述距离值进行评分包括：

若所述距离值大于距离阈值，则评分为10；

若所述距离值小于距离阈值，则评分为距离阈值与1000的比值；

对所述曝光强度值进行评分包括：

若所述曝光强度值大于强度阈值，则评分为10；

若所述曝光强度值小于强度阈值，则评分为强度阈值与20的比值。

6.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，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1~3中任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~3中任一项所述的方法。