[实用新型]时间飞行距离测量系统

说明书

本实用新型提供一种时间飞行距离测量系统，包括：发射模组，包括由多个子光源组成的阵列光源，用于向物体发射非泛光载波光束；采集模组，用于采集所述物体反射的非泛光载波光束；处理电路，与所述发射模组以及所述采集模组连接，用于计算所述非泛光载波光束从被发射到被采集之间的飞行时间；所述阵列光源包括具有规则排列的第一子光源阵列以及第二子光源阵列，所述第一子光源阵列与所述第二子光源阵列相互交叉排列以提升所述阵列光源中子光源的横向与纵向密度。通过发射模组采用阵列光源，且向外发射强度分布不均匀的非泛光载波光束；更进一步的，阵列光源采用交叉排列的子光源阵列，子光源的横向、纵向间隔更小，提升了深度图像的分辨率。

技术领域

本实用新型涉及计算机技术领域，尤其涉及一种时间飞行距离测量系统。

背景技术

时间飞行(Time of flight,TOF)法通过测量光束在空间中的飞行时间来计算物体的距离，由于其具有精度高、测量范围大等优点被广泛应用于消费电子、无人架驶、AR/VR等领域。

基于时间飞行原理的距离测量系统比如时间飞行深度相机、激光雷达等系统往往包含一个光源发射端以及接收端，光源向目标空间发射光束以提供照明，接收端接收由目标反射回的光束，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离。在利用时间飞行深度相机、激光雷达等距离测量系统进行距离感测时，环境光干扰会影响到测量的精度，比如当环境光强度较高甚至淹没光源的光束时，特别对于泛光照明，将很难分辨出光源的光束以至于出现较大的测量误差。

现有的技术中可以通过增加滤光片等光学方法以及设置减法电路等电子方法(论文CMOS Sensors for Time-Resolved Active Imaging)来进行背景光抑制，然而，这些方法仍然不能从本质上消除或降低环境光干扰引起的测量误差。采用点扫描的方式有利用于提升信噪比，但相较于泛光照明而言，测量分辨率较低。总之，现有技术难以兼顾信噪比、测量精度以及测量分辨率。

发明内容

本实用新型为了解决现有的问题，提供一种时间飞行距离测量系统。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下所述：

一种时间飞行距离测量系统，包括：发射模组，包括由多个子光源组成的阵列光源，用于向物体发射非泛光载波光束；采集模组，用于采集所述物体反射的非泛光载波光束；处理电路，与所述发射模组以及所述采集模组连接，用于计算所述非泛光载波光束从被发射到被采集之间的飞行时间；所述阵列光源包括具有规则排列的第一子光源阵列以及第二子光源阵列，所述第一子光源阵列与所述第二子光源阵列相互交叉排列以提升所述阵列光源中子光源的横向与纵向密度。

在本实用新型的一种实施例中，所述阵列光源是VCSEL阵列光源，所述VCSEL阵列光源包括半导体基底以及设置在所述半导体基底上的多个VCSEL子光源组成的阵列光源。所述第一子光源阵列与所述第二子光源阵列被独立控制。

在本实用新型的另一种实施例中，所述发射模组具有第一畸变特征，所述采集模组具有第二畸变特征，所述第一畸变特征与所述第二畸变特征相互补偿。所述第一畸变特征为桶形畸变特征或枕形畸变特征，所述第二畸变特征为枕形畸变特征或桶形畸变特征。

在本实用新型的第三种实施例中，所述发射模组包括阵列光源、投影透镜及空间光调制器。所述阵列光源上的子光源排列是具有第一畸变特征的二维排列图案；或，所述投影透镜具有第一畸变特征；或，所述空间光调制器的衍射图案具有第一畸变特征；或，所述阵列光源上的子光源排列、所述投影透镜以及所述空间光调制器衍射图案中的至少两种被综合设计以使所述发射模组具有第一畸变特征。

在本实用新型的第四种实施例中，所述发射模组包括阵列光源和投影透镜。所述阵列光源上的子光源排列是具有第一畸变特征的二维排列图案；或，所述投影透镜具有第一畸变特征；或，所述阵列光源上的子光源排列以及所述投影透镜被综合设计以使所述发射模组具有第一畸变特征。