[发明专利]用于测量距离值和距离图像的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于判定距离值和距离图像的装置和方法。

背景技术

通过光学方法可以在测量装置与物件之间没有实体接触的情况下测量所述装置与物件之间的距离值。在这些方法中，物件通过装置照明，且从物件背反射的光接着由装置的光探测器捕获。

距离值可以例如通过定期调整发射自装置的光强度以及通过测量所发射光与到达探测器的背反射光之间的相位差来判定。然而，由于光强度的周期性，这种方法导致不明确的距离测量。明确的距离值可通过测量光的发射与背反射光到达探测器之间的飞行时间来判定。

对于距离值精确度近似为厘米的飞行时间测量，需要在微微秒范围中的快速电子动作及响应。由装置测量的距离值可以因此取决于探测器的制造公差。如果将具有多个像素的图像传感器用于探测器，那么由于像素的制造公差，不同的像素可以测量不同的距离值。

发明内容

本发明的目标为提供一种用于以高精确度测量距离值的装置和方法。

根据本发明的用于判定预定距离范围内的物件与距离相机之间的距离值R_abs的距离相机包括至少一个光电元件、用于在时间整合门期间启动光电元件的触发产生器、用于利用持续时间为T_p的具有预定时间强度分布的光脉冲照明物件的光源，以及用于判定到达光电元件的光脉冲的强度I_p的强度传感器，其中整合门具有对光脉冲发射起始时间点的预定延迟，以便捕获从物件背反射的光脉冲，使得T_o或T_o+T_P中任一者介于整合门的整合起始时间点T_1b与整合门的整合结束时间点T_1e之间，其中T_o为光脉冲到达光电元件时的第一时间点，其中光电元件适于在整合结束时间点T_1e处输出信号值U，其中所述信号值U取决于在光电元件的启动期间到达其上的光脉冲的强度I_p和持续时间，其中相机包括存储器单元,其用于存储针对光电元件的显式校正值函数Δ＝f(I_p)的预定参数；以及估算单元,其用于根据信号值U和强度I_p判定原始距离值R_raw且将原始距离值R_raw与校正值Δ(I_P)相加以便获得距离值R_abs。

根据本发明的用于判定物件与距离相机之间的距离值R_abs的方法包括以下步骤：a)将目标物件布置在预定距离范围内，与距离相机具有预定距离R_abs,cal；b)通过以下步骤获得多个取样点R_raw,cal、I_p,cal：-借助于光源利用到达光电元件的光脉冲的可变及判定的强度I_p,Cal照明目标物件，以及

-根据相应的信号值U_cal和对应的强度I_p,cal判定相应原始距离值R_raw,cal；c)计算是取样点R_raw,cal、I_p,cal的插值的显式校正值函数Δ＝R_raw,cal-R_abs,cal＝f(I_P,cal)的参数，且将用于光电元件的参数存储在存储器单元中；d)将物件布置在预定距离范围内；e)借助于光源利用光脉冲照明物件，且根据借助于强度传感器所判定的信号值U和对应的强度I_p来判定原始距离值R_raw；f)借助于存储在存储器单元中的参数根据强度I_p计算原始距离值R_raw的校正值Δ(I_P)；g)通过R_abs＝R_raw,cal-Δ(I_P)计算距离值。