JP6272890B2 - 距離値および距離イメージを測定するための装置および方法 - Google Patents
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Description
2 強度Ip,cal
3 所定の距離Rabs,cal
4 サンプリング点
5 補正値関数Δ
6 強度Ip
7 補正値Δ(Ip)
8 アレイ
9 メモリ・ユニットを有するフォト・エレメント
10 パラメータ
11 電力供給
12 電気接地
13 コンデンサ
14 フォトダイオード
15 第1の電気スイッチ
16 第2の電気スイッチ
17 電圧バッファ
18 コンデンサ電圧
19 時間
20 インテグレーション開始時点T1b
21 インテグレーション終了時点T1e
22 電圧VDD
23 時間遅延
24 電圧減衰
25 信号値U
26 強度
27 時間
28 放出された光パルス
29 フォト・エレメントに到着する光パルス
30 インテグレーション・ゲート
31 第2のインテグレーション・ゲート
Claims (13)
- 所定の距離範囲内のオブジェクトと距離カメラとの間の距離値Rabsを決定するための距離カメラであって、前記距離カメラは、
少なくとも1つのフォト・エレメント(9)と、
時間的インテグレーション・ゲート(30、31)の間、前記フォト・エレメント(9)を活性化するためのトリガー発生器と、
前記オブジェクトを、期間Tpの所定の時間強度プロファイルを有する光パルス(28)で照明するための光源と、
前記フォト・エレメント(9)に到着する光パルス(29)の強度Ip(6)を決定するための強度センサと、
を具え、
T0およびT0+Tpの一方が、前記インテグレーション・ゲート(30)のインテグレーション開始時点T1b(20)と前記インテグレーション・ゲート(30)のインテグレーション終了時点T1e(21)との間にあるように、前記インテグレーション・ゲート(30)は、前記オブジェクトから反射した前記光パルス(29)を捕えるために、前記光パルスの放出開始時点に対して所定の遅延を有し、ここで、T0は、前記光パルス(29)が前記フォト・エレメント(9)に到着する第1の時点であり、
前記フォト・エレメント(9)は、信号値U(25)を前記インテグレーション終了時点T1e(21)で出力するように構成され、前記信号値U(25)は、前記フォト・エレメント(9)の活性化の間、前記フォト・エレメント(9)に到着する前記光パルス(29)の前記強度Ip(6)および前記期間Tpに依存し、
前記距離カメラは、
前記強度I p (6)に依存する関数である、前記フォト・エレメント(9)のための補正値陽関数Δ=f(Ip)(5)の所定のパラメータ(10)を記憶するためのメモリ・ユニットと、
生の距離値Rrawを、前記信号値U(25)および前記強度Ip(6)から決定するため、かつ、前記生の距離値Rraw と補正値Δ(Ip)(7)とを加算し、前記距離値Rabsを得るための評価ユニットと、
を具える距離カメラ。 - 前記メモリ・ユニットは、不揮発性メモリである、
請求項1に記載の距離カメラ。 - 前記フォト・エレメント(9)は、コンデンサ(13)とフォトダイオード(14)とを具え、
前記フォトダイオード(14)は、前記オブジェクトから反射した前記光パルス(29)が前記フォトダイオード(14)によって捕えられるように外側からアクセス可能であり、
前記オブジェクトから反射した前記光パルス(29)が前記フォトダイオード(14)によって捕えられるとき、前記コンデンサ(13)が放電されるように、前記フォトダイオード(14)は、前記コンデンサ(13)に電気的に接続されている、
請求項1または2に記載の距離カメラ。 - 前記トリガー発生器は、前記フォト・エレメント(9)を活性化するための第1の電気スイッチ(15)と、前記フォト・エレメント(9)を非活性化し、前記信号値U(25)を出力するための第2の電気スイッチ(16)と、を具える、
請求項1〜3のいずれかに記載の距離カメラ。 - 前記距離カメラは、複数のフォト・エレメント(9)を具え、フォト・エレメント(9)ごとに前記メモリ・ユニットが設けられ、
前記フォト・エレメント(9)および前記メモリ・ユニットの数は、少なくとも3×105であり、または、少なくとも106である、
請求項1〜4のいずれかに記載の距離カメラ。 - 前記光パルス(28、29)の前記所定の時間強度プロファイルは、実質的に矩形、台形、鋸歯形、三角形、フォークト・プロファイルまたはガウスである、
請求項1〜5のいずれかに記載の距離カメラ。 - 前記光パルス(28、29)の前記時間強度プロファイルは、測定によって予め決定される、
請求項1〜6のいずれかに記載の距離カメラ。 - オブジェクトと、請求項1〜7のいずれかに記載の距離カメラと、の間の距離値Rabsを決定する方法であって、前記方法は、
a)ターゲット・オブジェクトを、前記距離カメラに対して所定の距離Rabs,cal(3)を有する前記所定の距離範囲内に配置するステップと、
b)
前記ターゲット・オブジェクトを、前記フォト・エレメント(9)に到着する前記光パルス(29)の可変かつ決定された強度Ip,cal(2)を有する前記光源によって照明することと、
それぞれの生の距離値Rraw,cal(1)を、それぞれの信号値Ucalおよび対応する強度Ip,cal(2)から決定することと、
によって複数のサンプリング点(4)Rraw,cal、Ip,calを得るステップと、
c)前記サンプリング点Rraw,cal、Ip,cal(4)の補間である前記補正値陽関数Δ=Rraw,cal−Rabs,cal=f(Ip,cal)(5)の前記パラメータ(10)を算出し、前記フォト・エレメント(9)のための前記パラメータ(10)を前記メモリ・ユニットに記憶するステップと、
d)前記オブジェクトを前記所定の距離範囲内に配置するステップと、
e)前記オブジェクトを、前記光パルス(28)を有する前記光源によって照明し、前記生の距離値Rrawを、前記信号値U(25)と前記強度センサによって決定された前記対応する強度Ip(6)とから決定するステップと、
f)前記生の距離値Rrawのための前記補正値Δ(Ip)(7)を、前記強度Ip(6)に依存して、前記メモリ・ユニットに記憶された前記パラメータ(10)によって算出するステップと、
g)前記距離値Rabsを、Rabs=Rraw,cal−Δ(Ip)によって算出するステップと、
を含む方法。 - 複数の距離値Rabsは、ステップd)からg)を繰り返すことによって決定される、
請求項8に記載の方法。 - 前記補正値陽関数Δ(5)は、単調関数または折れ線または多項式またはスプラインである、
請求項8または9に記載の方法。 - 前記パラメータ(10)の数は、4である、
請求項8〜10のいずれかに記載の方法。 - 前記サンプリング点(4)の数は、4である、
請求項8〜11のいずれかに記載の方法。 - 前記強度センサは、前記フォト・エレメント(9)であり、
前記強度Ip,cal(2)および/または前記強度Ip(6)は、第2のインテグレーション・ゲート(31)内で前記フォト・エレメント(9)によって、前記信号値Ucalおよび/またはU(25)をそれぞれ測定することによって決定され、
インテグレーション開始時点T2bは、T0以前であり、インテグレーション終了時点T2eは、T0+Tp以後である、
請求項8〜12のいずれかに記載の方法。
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