WO2023279620A1 - 一种itof测距系统及其相对精度的确定方法、装置、设备 - Google Patents
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Definitions
- the preset relative accuracy calculation rule is obtained according to the following steps:
- a transmitter 11 configured to emit a signal beam
- the device obtains historical ambient light data, historical sampling signal data, and obtains resolutions corresponding to the historical ambient light data and historical sampling signal data.
- Historical ambient light data, historical sampling signal data, and the relative accuracy of ranging corresponding to historical ambient light data and historical sampling signal data can be used as a set of calibration data, and the preset relative accuracy can be obtained by obtaining multiple sets of calibration data for fitting Calculation Rules.
- the historical ambient light data and historical sampled signal data here are just such defined names, which represent multiple sampled ambient light data and sampled signal data, rather than the meaning of past and history.
- the pixel of the image sensor includes 3 taps, which are set to be activated at different times within a single cycle time T, and respectively collect the background light signal I 0 within the time period of 0 to T/3, and at T
- the optical signal I 1 is collected at /3 ⁇ 2T/3
- the optical signal I2 is collected at 2T/3 ⁇ T.
- the optical signal I 1 is collected within 0 ⁇ T/3
- the optical signal I 2 is collected from T/3 ⁇ 2T/3
- the background light signal I 0 is collected from 2T/3 ⁇ T. Based on this, the distance that can be calculated is:
- c is the speed of light, about 3 ⁇ 10 8 m/s, then calculate the target distance measurement value d i of the i-th measurement in consecutive n measurements, and the target distance measurement average value of n measurements Then the resolution of the ranging system is:
- the third obtaining unit is used to obtain the target distance measurement value, the target actual distance value and the target distance measurement average value;
- the second processing unit 430 is specifically configured to:
- the integrated module/unit is realized in the form of a software function unit and sold or used as an independent product, it can be stored in a computer-readable storage medium. Based on this understanding, all or part of the processes in the methods of the above embodiments in the present application can also be completed by instructing related hardware through computer programs.
- the computer programs can be stored in a computer-readable storage medium, and the computer When the program is executed by the processor, the steps in the above-mentioned various method embodiments can be realized.
- the computer program includes computer program code, and the computer program code may be in the form of source code, object code, executable file or some intermediate form.
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Abstract
一种ITOF测距系统及其相对精度的确定方法、装置、设备，该方法包括：获取待测物体反射的光信号对应的电荷量（S101）；根据电荷量计算环境光数据和采样信号数据（S102）；根据环境光数据、采样信号数据以及预设相对精度计算规则计算相对精度（S103）；其中，预设相对精度计算规则根据如下步骤获得：获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度（S104）；根据历史环境光数据、历史采样信号数据和测距相对精度构建拟合函数，得到预设相对精度计算规则（S105）。本申请可以实时进行ITOF测距系统的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
本申请要求于2021年7月7日提交中国专利局，申请号为202110768215.8，发明名称为“一种ITOF测距系统及其相对精度的确定方法、装置、设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及光学技术领域，特别是涉及一种ITOF测距系统及其相对精度的确定方法、装置、设备。
测距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，本申请实施例提供了一种ITOF测距系统及其相对精度的确定方法、装置、设备。
为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
一种ITOF测距系统，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，经配置以采集被物体反射回的反射光信号；
所述处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，用于获取待测物体反射的光信号对应的电荷量，以根据所述电荷量确定环境光数据和采样信号数据，并根据所述环境光数据、所述采样信号数据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：
获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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：
其中，C
s为采样信号数据；C
n为环境光数据；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。
本申请实施例又一技术方案为：
一种ITOF测距系统相对精度的确定方法，包括：
获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；
根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据；
根据所述环境光数据、所述采样信号数据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：
获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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：
其中，C
s为采样信号数据；C
n为环境光数据；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。
进一步地，还包括：
根据所述环境光数据、所述采样信号数据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测距系统的相对精度。
进一步地，获取历史环境光数据和历史采样信号数据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。
所述根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据，包括：
对所述电荷量进行拟合，得到所述光信号对应的正弦波拟合曲线；
根据所述正弦波拟合曲线确定环境光数据和采样信号数据。
本申请实施例另一技术方案为：
一种ITOF测距系统相对精度的确定装置，包括：
第一获取单元，用于获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；
第一处理单元，用于根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据；
第二处理单元，用于根据所述环境光数据和采样信号数据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：
获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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。
本申请实施例又一技术方案为：
一种ITOF测距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一种ITOF测距系统相对精度的确定方法，所述ITOF测距系统相对精度的确定方法包括：
获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；
根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据；
根据所述环境光数据、所述采样信号数据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：
获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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。
相对于现有技术，本申请实施例获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；根据电荷量计算环境光数据和采样信号数据；根据环境光数据、采样信号数据以及预设相对精度计算规则，来实时单帧计算出相对精度。这样可以实时进行ITOF测距系统的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，并不能限制本申请。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本申请。
图1为本申请一个示例性实施例示出ITOF测距系统的示意图；
图2为本申请一个示例性实施例示出的ITOF测距系统相对精度的确定方法的流程示意图；
图3为本申请一个示例性实施例示出的ITOF测距系统相对精度的确定方法中步骤S104～S105的流程示意图；
图4为本申请一个示例性实施例示出的ITOF测距系统相对精度的确定装置的结构示意图；
图5是本申请一个示例性实施例提供的ITOF测距系统相对精度的确定设备的示意图。
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申请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、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请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为本申请一个示例性实施例示出ITOF测距系统的示意图，ITOF测距系统包括：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，经配置以采集待测物体反射回的光信号；
处理电路13，与所述发射器以及所述采集器连接，用于获取待测物体反射的光信号对应的电荷量，以根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据，并根据所述环境光数据、所述采样信号数据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：
获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；
根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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包括图像传感器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图像传感器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；所述图像传感器121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阵列，阵列大小代表着深度相机的分辨率，比如320x240等。
一般地，图像传感器121包括至少一个像素，每个像素包含至少一个抽头 (tap，用于在相应电极的控制下存储并读取或者排出由入射光子产生的电荷信号)，比如包括2个抽头，在单个帧周期(或单次曝光时间内)内以一定的次序依次切换抽头以采集相应的光信号，以接收光信号并转换成电信号，读取电荷信号数据。
在一个可选的实施例中，每个像素包括至少一个抽头，用于在相应电极的控制下存储并读取或者排出由入射光子产生的电信号，根据抽头在积分时间内积累的电荷量计算环境光数据和采样信号数据。
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，比如当ITOF测距系统被集成到如手机、电视、电脑等智能终端中去，终端的处理电路可以作为该控制与处理器的至少一部分。
在一个可选的实施例中，处理电路13用于提供光源发射激光时所需的调制信号(发射信号)，光源在调制信号的控制下向待测物体发射脉冲光束；此外，处理电路13还提供图像传感器121各像素中抽头的解调信号(采集信号)，抽头在解调信号的控制下采集包含待测物体反射回的光信号所产生的电荷量。
在一个可选的实施例中，处理电路13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ITOF测距系统相对精度的确定方法实施例进行详细描述，处理电路13根据所述确定方法来计算测距系统的相对精度。
请参阅图2，图2为本申请一个示例性实施例示出的ITOF测距系统相对精度的确定方法的流程示意图，所述方法由测距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：获取待测物体反射的光信号对应的电荷量。
在本实施中，测距系统为ITOF测距系统，ITOF测距系统的采集器包括图像传感器，图像传感器包括多个像素，每个像素包括至少一个抽头，用于在相应电极的控制下存储并读取或者排出由入射光子产生的电信号，根据抽头在积分时间内积累的电荷量可以计算环境光数据和采样信号数据。
S102：根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据。
设备根据电荷量计算环境光数据和采样信号数据。
在一个可选的实施例中，每个像素包括3个抽头，在积分时间内采集反射光信号并输出电荷量A
1-3，其中两个抽头用于采集反射的光信号，则用这两个抽头采集的电荷量A
1、A
2表征采集到的采样信号数据，另一个抽头用于采集环境光信号，则用这个抽头输出采集的电荷量A
3表征环境光数据。
在一个可选的实施例中，每个像素包括多个抽头时，还可以根据多个抽头的输出电荷量拟合出采集器采集的反射信号的正弦波形，设备对电荷量进行拟合，得到光信号对应的正弦波拟合曲线；根据正弦波拟合曲线确定环境光数据和采样信号数据。举例来说，拟合出的正弦曲线为：y＝a+b*cost+c*sint，根据拟合出的曲线即可确定振幅和直流量，其中，振幅用于表征采样信号数据，直流量用于表征环境光数据。
在一个可选的实施例中，正弦波拟合曲线的振幅为
直流量为
则，采样信号数据表示为
环境光数据表示为
S103：根据所述环境光数据、所述采样信号数据以及预设相对精度计算规则计算相对精度。
设备根据环境光数据、采样信号数据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：环境光数据、采样信号数 据两者和相对精度之间的对应关系，根据环境光数据、采样信号数据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：
其中，C
s为采样信号数据；C
n为环境光数据；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：
其中，C
s为采样信号数据；C
n为环境光数据；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，设备根据环境光数据、采样信号数据以及预设分辨率计算规则计算分辨率。再根据分辨率计算测距系统的相对精度。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测距系统的相对精度。根据三倍标准差定律，分辨率与相对精度得关系为：
R＝1/3×E
Resolution
其中，R为相对精度，E
Resolution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S103之前，还可以包括步骤S104～S105，如图3所示，步骤S104～S105具体如下：
S104：获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度。
设备获取历史环境光数据、历史采样信号数据，并且获取历史环境光数据和历史采样信号数据对应的分辨率。历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据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，此处的历史环境光数据、以及历史采样信号数据仅是如此定义名称，表示多次采样的环境光数据和采样信号数据，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数据和历史采样信号数据，可以通过改变光束入射角度cosθ、环境光照度I
AL、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TOF测距系统的距离是L
m，(m＝1，2，3…，M)，比如，当m＝1时设置L
1＝1m，m＝2时设置L
2＝1.1m，m＝3时设置L
3＝1.3m，…。其中，L
1为目标实际距离值时，连续测量n次得到目标距离测量值l
1-ln，在每次测量过程中均获得环境光数据C
nn和采样信号数据C
sn，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数据、历史采样信号数据的均值，获得目标点为L
1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：
在一个实施例中，假设图像传感器的像素中包括3个抽头，被设置成单个周期时间T内不同的时间上激活，并分别在0～T/3时间内采集背景光信号I
0， 在T/3～2T/3采集光信号I
1，在2T/3～T采集光信号I
2。或者0～T/3时间内采集光信号I
1，T/3～2T/3采集光信号I
2，2T/3～T采集背景光信号I
0，据此可以计算出的距离为：
其中，c为光速，约为3×10
8m/s，则计算出连续n次测量第i次测量的目标距离测量值d
i，以及n次测量的目标距离测量平均值
则测距系统的分辨率为：
其中，d
i表示第i次测量得到的距离值，测试次数从1到n，共n次。
表示n次测量的平均值，
可以表示为：
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×E
Resolution
则通过n次采样后计算出测距相对精度，计算n次历史环境光数据和历史采样信号数据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。
S105：根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据和所述测距相对 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数据、历史采样信号数据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。
本申请实施例获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；根据电荷量确定环境光数据和采样信号数据；根据环境光数据、采样信号数据以及预设相对精度计算规则，来实时单帧计算出相对精度，若相对精度超过预设精度阈值，则屏蔽该距离值。这样可以实时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为本申请一个示例性实施例示出的ITOF测距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，测距系统相对精度的确定装置4包括：
第一获取单元410，用于获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；
第一处理单元420，用于根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据；
第二处理单元430，用于根据所述环境光数据和采样信号数据以及预设相对精度计算规则计算相对精度。
进一步地，所述第二处理单元430，具体用于：
根据所述环境光数据和所述采样信号数据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测距系统的相对精度。
进一步地，所述第二处理单元430，具体用于：
根据所述分辨率和预设三倍标准差定律计算测距系统的相对精度。
进一步地，还包括：
第二获取单元，用于获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；
第三处理单元，用于根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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，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；
第四处理单元，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。
进一步地，所述第二处理单元430，具体用于：
对所述电荷量进行拟合，得到所述光信号对应的正弦波拟合曲线；
根据所述正弦波拟合曲线确定环境光数据和采样信号数据。
请参见图5，图5是本申请一个示例性实施例提供的ITOF测距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ITOF测距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，例如测距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ITOF测距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S103。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430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，以完成本申请。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ITOF测距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、第二处理模块，各模块功能如下：
第一获取模块，用于获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；
第一处理模块，用于根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据；
第二处理模块，用于根据所述环境光数据和采样信号数据以及预设相对精度计算规则计算相对精度。
所述ITOF测距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ITOF测距系统相对精度的确定设备5的示例，并不构成对ITOF测距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ITOF测距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ITOF测距系统相对精度的确定设备5的内部存储单元，例如测距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ITOF测距系统相对精度的确定设备5的外部存储设备，例如所述ITOF测距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(Secure Digital，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ITOF测距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ITOF测距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申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，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，在本申请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，本申请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。本申请并不局限于上述实施方式，如果对本申请的各种改动或变形不脱离本申请的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本申请的权利要求和等同技术范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变形。
Claims (14)
- 一种ITOF测距系统，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，经配置以采集被物体反射回的反射光信号；所述处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，用于获取待测物体反射的光信号对应的电荷量，以根据所述电荷量确定环境光数据和采样信号数据，并根据所述环境光数据、所述采样信号数据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：获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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。
- 根据权利要求1所述的测距系统，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。
- 根据权利要求1或2所述的ITOF测距系统，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：
其中，C s为采样信号数据；C n为环境光数据；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。 - 一种ITOF测距系统相对精度的确定方法，其特征在于，包括：获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据；根据所述环境光数据、所述采样信号数据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：获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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。
- 根据权利要求4所述的ITOF测距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：
其中，C s为采样信号数据；C n为环境光数据；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。 - 根据权利要求4所述的ITOF测距系统相对精度的确定方法，其特征在于，还包括：根据所述环境光数据、所述采样信号数据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测距系统的相对精度。
- 根据权利要求4所述的ITOF测距系统相对精度的确定方法，其特征在于，获取历史环境光数据和历史采样信号数据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。
- 根据权利要求4所述的ITOF测距系统相对精度的确定方法，其特征在于，所述根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据，包括：对所述电荷量进行拟合，得到所述光信号对应的正弦波拟合曲线；根据所述正弦波拟合曲线确定环境光数据和采样信号数据。
- 一种ITOF测距系统相对精度的确定装置，其特征在于，包括：第一获取单元，用于获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；第一处理单元，用于根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据；第二处理单元，用于根据所述环境光数据、采样信号数据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：获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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。
- 一种ITOF测距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一种ITOF测距系统相对精度的确定方法，所述ITOF测距系统相对精度的确定方法包括：获取待测物体反射的光信号对应的电荷量；根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据；根据所述环境光数据、所述采样信号数据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：获取历史环境光数据、历史采样信号数据、以及历史环境光数据和历史采样信号数据对应的测距相对精度；根据所述历史环境光数据、所述历史采样信号数据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。
- 根据权利要求10所述的ITOF测距系统相对精度的确定设备，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：
其中，C s为采样信号数据；C n为环境光数据；a，b，c，d均为参数；R为相对精度。 - 根据权利要求10所述的ITOF测距系统相对精度的确定设备，其特征在于，还包括：根据所述环境光数据、所述采样信号数据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测距系统的相对精度。
- 根据权利要求10所述的ITOF测距系统相对精度的确定设备，其特征在于，获取历史环境光数据和历史采样信号数据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。
- 根据权利要求10所述的ITOF测距系统相对精度的确定设备，其特征在于，所述根据所述电荷量计算环境光数据和采样信号数据，包括：对所述电荷量进行拟合，得到所述光信号对应的正弦波拟合曲线；根据所述正弦波拟合曲线确定环境光数据和采样信号数据。
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| CN202110768215.8 | 2021-07-07 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117161413A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种实时修复3d打印缺陷的装置及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109975793A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-05 | 苏州元联传感技术有限公司 | 一种激光二维测距传感器的标定方法 |
| CN110596727A (zh) * | 2018-06-13 | 2019-12-20 | 发那科株式会社 | 输出精度信息的测距装置 |
| CN110673153A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-10 | 炬佑智能科技(苏州)有限公司 | 飞行时间传感器及其测距方法 |
| WO2020209079A1 (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 測距センサ、信号処理方法、および、測距モジュール |
| CN111882616A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-11-03 | 李斯特技术中心（上海）有限公司 | 校正目标检测结果的方法及装置、系统、电子设备、存储介质 |
| CN112532970A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-03-19 | 奥比中光科技集团股份有限公司 | 一种多抽头像素传感器的抽头非一致性校正方法、装置及tof相机 |
-
2021
- 2021-07-07 CN CN202110768215.8A patent/CN115657052A/zh active Pending
- 2021-11-11 WO PCT/CN2021/130120 patent/WO2023279620A1/zh unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110596727A (zh) * | 2018-06-13 | 2019-12-20 | 发那科株式会社 | 输出精度信息的测距装置 |
| WO2020209079A1 (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 測距センサ、信号処理方法、および、測距モジュール |
| CN109975793A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-05 | 苏州元联传感技术有限公司 | 一种激光二维测距传感器的标定方法 |
| CN110673153A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-10 | 炬佑智能科技(苏州)有限公司 | 飞行时间传感器及其测距方法 |
| CN111882616A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-11-03 | 李斯特技术中心（上海）有限公司 | 校正目标检测结果的方法及装置、系统、电子设备、存储介质 |
| CN112532970A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-03-19 | 奥比中光科技集团股份有限公司 | 一种多抽头像素传感器的抽头非一致性校正方法、装置及tof相机 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117161413A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种实时修复3d打印缺陷的装置及方法 |
| CN117161413B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-03-15 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种实时修复3d打印缺陷的装置及方法 |
Also Published As
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| CN115657052A (zh) | 2023-01-31 |
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