CN110596722A 直方图可调的飞行时间距离测量系统及测量方法 （深圳奥锐达科技有限公司）

直方图可调的飞行时间距离测量系统及测本发明公开了一种直方图可调的飞行时间发射器以及采集器连接，包括TDC电路以及直方图电路，其中所述TDC电路用于接收和计算光子所述时间单元的地址可以动态调整以使得直方图的时间分辨率和/或时间区间宽度进行动态调行动态的粗-2所述时间单元的地址可以动态调整以使得所述直方图的时间分辨率和/或时间区间宽读出/写入电路，用于当所述地址信息与所述时间单元地址一致或在所述时间单元地接收和计算所述光子信号的时间间隔，并将所所述时间单元的地址可以动态调整以使得所述直方图的时间分辨率和/或时间区间宽34[0002]飞行时间(Timeofflight,TOF)法通过测量光束在空间中的飞行时间来计算物标反射回的光束，系统再通过计算光束由发射到反射接收所需要的时间来计算物体的距中所述TDC电路用于接收和计算所述光子信号的时间间隔，并将所述时间间隔转化成时间5入电路，用于当所述地址信息与所述时间单元地址一致或在所述时间单元地址区间内时，[0025]本发明通过对飞行时间距离测量系统中的直方图进行动态的粗-细调整来实现大6[0035]为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必[0040]图1是根据本发明一个实施例的飞行时间距离测量系统示意图。距离测量系统10的至少部分光信号(光子)被采集器12采集，处理电路13分别与发射器11以及采集器12连7理电路13中的一部分或者独立于处理电路13存在的子电路来控制光源111发射相关的光过对单光子进行计数，比如利用时间相关单光子计数法(TCSPC)实现对微弱光信号的采集以及飞行时间的计算。一般地，与像素单元121连接的还包括由信号放大器、时数转换器的时间间隔。通过多次测量之后将时间间隔通过时间相关单光子计数(TCSPC)电路进行直测量的周期内包含了n次光子计数测量。比如最大测量范围是150m，对应的脉冲周期Δt=[0050]图2是根据本发明一个实施例的光源示意图。光源111由设置在单片基底(或多片8底、金属基底等，子光源可以是发光二极管、边发射激光发射器、垂直腔面激光发射器(VCSEL)等，优选地，光源111由设置在半导体基底上的多个VCSEL子光源所组成的阵列[0051]图3是根据本发明一个实施例的采集器中像素单元的示意图。像素单元包括像素件112会引导该斑点光束至相应的像素上，一般地，为了尽可能多地接受反射光束的光信于共轴情形，发射器11发出的光束经被测物体反射后将由采集器12中对应的合像素采集，9时间值)的分辨率要远小于像素分辨率，例如图3中像素分辨率为14x18，而斑点的分布为可以通过纵向的分组控制从而在二维方向上多帧测量的超像素之时有相互重叠的情形，为了保证TDC电路可以每帧能准确的对相应的[0060]在一个实施例中，单个TDC电路单元所连接的像素区域将包括多帧测量中发生偏享TDC电路分别与4×10个像素连接，相邻的TDC电路单元所连接的像素区域之间有4×4个其连接的超像素区域中像素的光子信号，并计算该信号与起始时钟信号的时间间隔(即飞2-T1指的是总的时间宽度，时间单元ΔT的纵坐标即是相应存储单元内所存储的光路424以及直方图绘制电路425。其中TDC电路将获取的反映时间间隔的时间码(二进制码、的是该时间间隔所接收到的光子数量。在单帧测量(多次测量)后存储矩阵422中所有存储单元的数据被读出至直方图绘制电路425中进行直本申请中通过处理电路对直方图电路42施加控制信号以动态设置各个存储单元423的地址比如可以通过将存储单元423对应的地址区间设置为较小的时间间隔，总的存储矩阵所能[0065]本发明中，将通过在飞行时间测量过程中通过对直方图进行动态的粗-细调整来[0066]图6是根据本发明一个实施例的动态直方图绘制飞行时间测量方法，包括以下几直方图电路被控制信号控制后其存储矩阵422中的各个时间单元所对应的地址或地址区间T，由此所有时间单元的时间间隔总和仅为粗直方图对应时间区间的10％。在其他实施例度或者最小分辨率即是时间单元的时间间隔ΔT2。若以第三步骤中T’＝5％T的设置来说[0072]上述直方图动态粗细调整的测量方法实质上是先在较大的测量范围内进行粗略后基于第二飞行时间以第三时间分辨率进行测量得到第三飞行时间。三次的精度依次提[0073]在一个实施例中，由于直方图绘制时仅对位于其时间区间T内的飞行时间值进行整方案可以进一步用来进行超像素定位不仅可以提升精度还可以降低功耗。图7是根据本发明又一个实施例的飞行时间测量方法。以下将结合图3进行说明，方法包括以下几个步路被控制信号控制后其存储矩阵422中的各个时间单元所对应的地址或地址区间被配置为％～将每次所得到的飞行时间值通过匹配并在相应的时间单元上进行加1操作，完成细直方图度或者最小分辨率即是时间单元的时间间隔ΔT2。若以第三步骤中T’＝5％T的设置来说[0080]上述直方图动态粗细调整的测量方法实质上是先在较大的测量范围内进行粗略后基于第二飞行时间以第三时间分辨率进行测量得到第三飞行时间。三次的精度依次提[0081]在一个实施例中，由于直方图绘制时仅对位于其时间区间T内的飞行时间值进行获取该合像素的第一飞行时间，比如可以通过图6或图7所示实施例中的粗-细动态调整方因此在一个实施例中，可以将步骤一中获取的斑点343对应合像素的飞行时间值做为斑点353对应的超像素351的第二飞行时间值(粗略飞行时间)，后续再进行精细飞行时间计算。在一个实施例中，斑点353的超像素第二飞行时间值的估计可以利用其周边多个第一光源粗直方图的粗略飞行时间值，并基于该粗略飞行时间值仅需要单次的精细直方图绘制即认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技