[发明专利]TOF传感器及其形成方法、机器视觉系统

说明书

本发明涉及一种TOF传感器及其形成方法以及一种机器视觉系统，所述TOF传感器包括：像素阵列，所述像素阵列至少包括两个以上具有不同传感精度的传感区域，传感精度越大的传感区域输出的传感信号越强；发光模块，所述发光模块发出的检测光具有至少两个不同光强的光分布区域，各光强分布区域的检测光经反射后能够分别被所述像素阵列内的不同传感精度的传感区域所接收，光强越大的光分布区域对应传感精度越大的传感区域。所述TOF传感器在满足检测精度要求的前提下，能够降低成本。

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种TOF传感器及其形成方法、一种机器视觉系统。

背景技术

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统通过传感器将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。例如扫地机器人、自动驾驶、地图建模等，均需要通过视觉系统实现物体识别、避障等目的。

通常，机器人在前进方向上，对于与机器人自身高度相当的场景更为关心，而对于旁侧或者全场景的环境只需要一定程度的了解，精度需求较低。例如对于扫地机器人的避障操作中，需要能够在前进方向上遇到障碍物时作及时刹车或转向，只需要能够判断前进方向时是否有障碍物，但是对于障碍物的视觉精度要求并不高。

因此，对于机器人视觉范围内的不同区域，具有不同的检测精度需求。而现有技术中，通常采用的传感器均以机器人视觉范围内的最高精度需求进行设计，对整个视觉范围内的检测精度均满足最高精度需求，虽然能够实现视觉精度要求，但是却导致成本较高。或者，后期需要通过对局部区域进行算法校正，以提高精度，实现难度较高。

如何在满足机器视觉精度要求的前提下，进一步降低产品成本，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种TOF传感器及其形成方法以及及其视觉系统，在满足实际应用场景的传感精度要求的前提下，降低产品成本。

为了解决上述问题，本发明提供了一种TOF传感器，包括像素阵列，所述像素阵列至少包括两个以上具有不同传感精度的传感区域，传感精度越大的传感区域输出的传感信号越强；发光模块，所述发光模块发出的检测光具有至少两个不同光强的光分布区域，各光强分布区域的检测光经反射后能够分别被所述像素阵列内的不同传感精度的传感区域所接收，光强越大的光分布区域对应传感精度越大的传感区域。

可选的，所述发光模块包括发光单元阵列，所述发光单元阵列包括至少两个具有不同发光单元排列密度的阵列区域，排列密度越大的阵列区域对应光强越大的光分布区域；或者，所述发光模块包括具有至少两个不同焦距的聚光区域，不同聚光区域分别对应不同光强的光分布区域。

可选的，所述两个以上具有不同传感精度的传感区域的像素单元的尺寸与各传感区域的传感精度正相关；或者，所述两个以上具有不同传感精度的传感区域的像素单元内的感光元件的数量与各传感区域的传感精度正相关；或者所述两个以上具有不同传感精度的传感区域的像素单元的感光性能与各传感区域的传感精度正相关。

可选的，不同传感精度的传感区域间隔分布。

可选的，不同传感精度的传感区域具有相同的像素单元结构；还包括处理单元，所述处理单元以传感区域内一个以上的像素单元的传感信号之和作为一个有效传感信号进行处理，所述有效传感信号对应的像素单元的数量与传感区域的传感精度正相关。

本发明的技术方案还提供一种机器视觉系统，包括：上述任一项所述的TOF传感器；所述机器视觉系统的视觉范围包括两个以上的不同精度要求的视觉区域，不同的视觉区域对应于所述TOF传感器的像素阵列的不同传感区域，各个传感区域的传感精度与各视觉区域的精度要求对应。