[发明专利]测距仪、测距系统、测距方法及程序

说明书

本发明实现了一种配置，在该配置中，具有多个光源的光源单元和测距仪(相机)由分离的时钟控制，并且光源可以放置在任意位置。在本发明中，通过使用ToF传感器对从光源单元的多个光源输出后被对象的表面反射的光进行摄影，来计算到物体的距离。用于控制ToF传感器的摄影定时的传感器时钟是与用于控制光源单元的光源的发光定时的光源单元时钟不同的装置专用时钟。测距仪生成多个差值计算方程，这些差值计算方程是用于计算从每个光源到装置的距离的距离计算方程，并使用所生成的差值计算方程来计算到物体的距离。

技术领域

本公开涉及一种测距仪、测距系统、测距方法及程序。具体地，本公开涉及使用飞行时间(ToF)技术来测量到对象的距离的测距仪、和测距系统、测距方法及用于实现该测距方法的程序。

背景技术

已知飞行时间(ToF)技术是用于测量到对象的距离或对象的三维形状的技术。

ToF技术是用光照射对象并且分析反射光以测量到对象的距离或对象的形状的技术。

使用ToF技术的测距仪采用集成了发光单元(光源)和光接收单元(相机)的所谓的ToF相机。测距仪具有利用来自光源的输出光照射待测对象(测距目标对象)以及利用相机接收反射光的配置。

然而，在该配置中，从与相机集成的光源输出的光遵循往返路径，在该往返路径中，光到达对象、从对象的表面反射、并返回到相机侧。当从相机到对象的距离是d时，光路是2d，该2d为距离d的两倍。由此，较长的光路降低了输入到相机的光的强度，从而导致测距精度较低的问题。具体地，在测量到远离相机的对象的距离时，测量精度显著减小。

作为同一申请人的在先专利申请的专利文献1(日本专利申请特开号2018-31607)公开了一种独立于相机配置并且远离相机定位的光源的输出光由相机直接接收以测量从相机到光源的距离的装置。

在光源与相机之间的距离为d的情况下，该配置允许光源的输出光也仅经由距离为d的路径进入相机，使得可以防止由于上述光强度的降低而导致的测量精度的减小。

然而，专利文献1中公开的配置基于相机直接观察光源的假设。由此，除非传感器的动态范围很宽，否则该配置不能被使用。例如，直接观察光源需要短曝光时间以避免饱和，但引起了使周围主体变暗的问题。此外，该专利文献1没有教导由光源与相机之间的时钟偏差引起的问题的解决方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开号2018-31607

发明内容

本发明待解决的问题

鉴于例如上述问题而做出了本公开。本公开指向提供一种测距仪、测距系统、测距方法及程序，该测距仪、测距系统、测距方法及程序即使对于除了光源之外的常见对象，也能够防止由于降低的光强度而导致的测量精度的降低。

此外，本公开的一个实施方式将发光单元(光源)和光接收单元(相机)放置在分开的位置处，从而允许利用单独的时钟控制发光单元(光源)和光接收单元(相机)。因此，提供了一种测距仪、测距系统、测距方法及程序，该测距仪、测距系统、测距方法及程序允许通过使从发光单元(光源)发射到对象上的光的反射光被引导到光接收单元(相机)来使用ToF技术测量到对象的距离和对象的三维形状。

问题的解决方案

根据本公开的第一方面，提供了一种测距仪，包括：

飞行时间(ToF)传感器，被配置为接收从对象的表面反射的光，所反射的光从包括在光源单元中的多个光源中的每个光源输出；以及

距离计算单元，被配置为分析ToF传感器的输出以计算到对象的距离，