[发明专利]探测单元、探测装置及方法

说明书

本申请提供了一种探测像素单元、探测装置及使用该探测装置的探测方法，探测装置包括能够获得N个不同曝光信息的感光模块，所述的N组不同曝光信息中包含曝光持续时间不同的第一曝光时间和第二曝光时间，处理模块接收不同的信号对所述的不同曝光持续时间获得的信息进行不同处理，信息生成模块按照处理单元的不同信息处理结果输出最终的目标信息，通过这种探测装置的设置，在系统内部预制了不同的工作模式，能够实现探测系统对于视场内多对象不同距离的精确追踪，同时结果输出迅速可靠，增强了用户体验感。

技术领域

本申请涉及探测技术领域，特别涉及一种探测单元、探测装置及 方法。

背景技术

在探测技术领域越来越多的技术不断被推出，为了保证图像或者 测距等应用领域的高效快速探测的目标信息，探测信息的获得效率也 越来越受到关注，在图像获取时探测系统能否高效快速处理出高质量 的图片，将直接影响到用户体验，在测距领域更是如此，例如当探测 设备与被探测物体具有一定的相对速度时快速准确地获取和处理出 距离数据将变得非常重要，尤其是当探测设备为车载设备时，快速准 确的距离信息将非常有助于用户在快速驾驶中实现全自动化驾驶，同 时也能保障自动驾驶的安全性。

在比较早公开的技术中，在图像获取时对于同一场景摄取不同曝 光参数下的多幅图像，并对图像进行分块，求取图像序列中单帧图像 的每一个图像块的信息熵，并将拥有最大信息量的图像块保存下来， 合并成新的场景图像，在这一设计中提出了一种可以获得更大动态范 围的图像解决方案，其中高动态范围简单来说在图像获取中指，图像 能够获得更加具有明暗层次的效果，并且画面也不容易形成纯黑或者 纯白(也就是亮点和黑点)，在测距领域也越来越关注测距的准确性， 尤其是对于现在激光源的发展越来越偏向于阵列化，发射和接收可以 对于视场中的多目标进行探测，而在探测视场中，目标物远近距离状 态可能不相同，或者存在较大的差异，对于距离比较远的物体探测光 返回信息可能会非常弱，而距离很近的物体探测光返回信息可能会非 常强，这样如果使用相同的曝光将对视场中的信息获取产生缺失等缺 陷，采用多次获得不同的曝光时间的视场信息来合成最终的视场目标 物距离信息可以解决这一问题，然而多次获得信息的图像将会需要特别复杂的存储和运算，这样将会在测距中降低视场中多对象距离信息 获取速度，这样将可能对于车载等设备存在潜在危险，对于图像获取 设备影响用户的体验感。

例如目前在距离或者深度信息探测过程中，经常使用的方法为飞 行时间测距法(Time of flight，TOF)，其原理是通过给目标物连续发 送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞 行(往返)时间来得到目标物距离，在TOF技术中直接对光飞行时间 进行测量的技术被称为DTOF(direct-TOF)；对发射光信号进行周期性 调制，通过对反射光信号相对于发射光信号的相位延迟进行测量，再 由相位延迟对飞行时间进行计算的测量技术被成为ITOF (Indirect-TOF)技术。按照调制解调类型方式的不同可以分为连续波 (Continuous Wave，CW)调制解调方式和脉冲调制(Pulse Modulated， PM)调制解调方式，更进一步采用ITOF的方案也能够获得高精度和高 灵敏度的距离检测方案，所以ITOF方案应用也获得了更为广泛的应 用。

为了获得高效的测量结果和芯片更高的集成化，比较多采用两抽 头或者以上的方式来实现测距，可以按照相位测距算法获得目标物的 距离信息，例如最简单的采用两相位方法、或者还可以采用三相位四 相位方法甚至是5相位方案进行距离信息的获得，此处以一种四相位 的算法为例，至少需要进行两次曝光(为了保证测量精度，通常需要 进行四次曝光)才能完成对四个相位数据的采集输出一帧深度图像， 同时在四相位测距的基础上还需要安排不同相位的不同曝光时间，因 而更难以获得较高的帧频，因此亟待一种能够解决探测信息尤其是测 距过程中能够保证探测设备具有很高的动态范围特性，又能保证整个 测距设备高效快速输出结果的解决方案。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种探测 单元，以解决现有探测单元不能应对多目标高精度快速探测的技术问 题。