[发明专利]距离测量方法、介质以及测量距离的设备

说明书

技术领域

本发明的一个或多个实施例涉及一种距离测量方法、介质和设备，更具 体地讲，涉及这样一种距离测量方法、介质和设备：将光施加到目标对象并 使用往返行程时间测量距离测量设备与目标对象之间的距离，所述往返行程 时间包括光被照射到目标对象然后从目标对象被反射回所花费的时间。

背景技术

为了测量距离测量设备与目标对象之间的距离，通常使用这样的方法： 将光照射到目标对象、测量往返行程时间、并使用往返行程时间计算距离测 量设备与目标对象之间的距离，所述往返行程时间包括光被照射到目标对象 然后从目标对象被反射回所花费的时间。在此情况下，通过将往返行程时间 除以2以获得光到达目标对象所需的到达时间，并将达到时间乘以光速来计 算距离。这里，光速是常数，即，3×10⁸m/s，因此，为了计算准确的距离， 精确地测量往返行程时间非常重要。

可使用照射到目标对象的光和从该对象反射的光之间的相位差来计算往 返行程时间，这已经在Robert Lange和Peter Seits的标题为“Solid-State Time-of-Flight Range Camera”(发表在IEEE Journal of quantum electronics， Vol37，NO.3，pp.309-397，March2001)的文章中被公开。然而，对于位于相 位差大于360度的距离的对象，使用相位差计算光的往返行程时间的方法不 能测量准确的往返行程时间，这是因为相位差以360度的周期重复。

根据美国第2006-353229号专利申请，使用时间数字转换器(TDC)测 量光的往返行程时间，因此距离测量设备和对象之间的距离没有限制。TDC 对从向对象照射光的时间点到光从对象被反射回的时间点的时间段期间的脉 冲信号的脉冲进行计数，来测量光的往返行程时间。然而，为了测量准确的 往返行程时间，需要非常短的脉宽，因此脉冲信号必须具有非常高的频率。 例如，1mm的精度需要具有几百GHz频率的脉冲信号。即，提高距离测量精 度需要使用高频脉冲信号的TDC，因此需要高的功率。

发明内容

本发明的一个或多个实施例提供一种对于距离测量设备与目标对象之间 的距离没有限制，使用具有低的频率的时钟脉冲信号，以高的精度计算距离 测量设备与目标对象之间的距离的距离测量方法、介质和设备。

根据本发明的一方面，提供一种距离测量方法，该方法包括以下步骤： 在第一脉冲信号的往返行程时间期间对第二脉冲信号的脉冲进行计数，所述 往返行程时间为从距离测量设备向目标对象施加第一脉冲信号的时间点到距 离测量设备接收到从目标对象反射的第一脉冲信号的时间点；在从距离测量 设备接收到第一脉冲信号的时间点到接收的第一脉冲信号与第二脉冲信号彼 此对应的时间点的时间段期间，对第二脉冲信号的脉冲进行计数；使用计数 结果计算距离测量设备与目标对象之间的距离。

根据本发明的另一方面，提供一种存储用于执行所述距离测量方法的程 序的计算机可读记录介质。

根据本发明的另一方面，提供一种距离测量设备，包括：第一计数器， 在从距离测量设备向目标对象施加第一脉冲信号的时间点到距离测量设备接 收到从目标对象反射的第一脉冲信号的时间点的时间段期间，对第二脉冲信 号的脉冲进行计数；第二计数器，在从距离测量设备接收到第一脉冲信号的 时间点到接收的第一脉冲信号与第二脉冲信号彼此对应的时间点的时间段期 间，对第二脉冲信号的脉冲进行计数；距离计算器，使用第一计数器和第二 计数器的计数结果计算距离测量设备与目标对象之间的距离。

根据本发明的一方面，提供这样一种距离测量方法：在从向目标对象施 加光学脉冲信号的时间点到接收到从目标对象反射的光学脉冲信号的时间点 的时间段期间，对时钟脉冲信号的脉冲进行计数，以获得光学脉冲信号的往 返行程时间中的宏观时间；在从接收到光学脉冲信号的时间点到光学脉冲信 号与时钟脉冲信号彼此对应的时间点的时间段期间，对时钟脉冲信号的脉冲 进行计数，以获得光学脉冲信号的往返行程时间中的微观时间。因此，可准 确地测量光学脉冲信号的往返行程时间，并且因此可使用具有低的频率的时 钟脉冲信号以高的精度计算距离测量设备与目标对象之间的距离。这降低了 成本和功耗。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面、 特点和优点将会变得清楚并更易于理解，其中：