[发明专利]一种处理直方图的方法、距离测量系统及距离测量设备

说明书

本发明公开了一种处理直方图的方法、距离测量系统及距离测量设备，包括步骤：S10、对原始直方图进行合并，处理获得第一飞行时间；S20、根据所述第一飞行时间计算环境光子均值；S30、基于所述环境光子均值对所述原始直方图进行处理获得第二直方图；S40、根据所述第二直方图计算飞行时间。本发明通过合并时间bin进行粗寻峰，在原始直方图上计算得到每个时间bin环境光的均值光子数，对去除环境光均值后的原始直方图进行粗算和细算，以获得飞行时间，最大程度地降低了信号光、环境光和器件噪声的影响，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及光学测距技术领域，尤其涉及一种处理直方图的方法、距离测量系统及距离测量设备。

背景技术

利用飞行时间原理(Time of Flight，ToF)可以对目标进行距离测量，以获取包含目标深度值的深度图像，进一步基于该深度图像可以实现三维重建、人脸识别、人机交互等功能。相关的距离测量系统已被广泛应用于消费电子、无人架驶、AR/VR等领域。基于飞行时间原理的距离测量系统往往都包含一个光束发射器以及采集器，发射器中的光源向目标空间发射光束以提供照明，通过采集器接收由目标反射回的光束，根据光飞行的时间，计算目标物体的距离。

其中，光飞行时间是通过计算光束从发射到接收的时间差进行测量，发射器发射一系列重复的激光脉冲后，脉冲光束经目标物体反射回采集器，采集器接收的回波信号经过直方图电路处理后生成直方图，直方图的波形一般与发射波形较为符合，可以基于直方图采用寻找最大峰位置处的方法来确定激光脉冲的飞行时间。但在实际测量过程中，由于生信号散粒噪声、环境光和环境光散粒噪声、器件噪声等一系列因素的影响导致形成的直方图中信号波形产生抖动影响了测量的结果，另外采用直接寻找最大峰位置处对应的时间作为飞行时间的方法也会导致可靠性低、精度低、分辨率低的情况。

上述背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理直方图的方法、距离测量系统及距离测量设备，以解决上述背景技术问题中的至少一种问题。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种处理直方图的方法，包括如下步骤：

S10、对原始直方图进行合并，处理获得第一飞行时间；

S20、根据所述第一飞行时间计算环境光子均值；

S30、基于所述环境光子均值对所述原始直方图进行处理获得第二直方图；

S40、根据所述第二直方图计算飞行时间。

进一步地，步骤S10中，对所述原始直方图进行合并获得第一直方图，确定所述第一直方图中峰值位置处对应的飞行时间即为所述第一飞行时间；其中，将所述原始直方图中的多个时间bin合并为一个大bin，前后两个大bin中至少有一个及其以上的时间bin重叠。

进一步地，步骤S20中，将所述第一飞行时间与最大飞行时间的一半进行比较，根据比较结果选取一定数量的时间bin计算环境光子均值；所述最大飞行时间为最大探测距离对应的飞行时间。

进一步地，步骤S30中，将所述原始直方图的时间bin光子数减去所述环境光子均值，得到所述第二直方图。

进一步地，步骤S40包括：

步骤S401、粗算飞行时间，根据所述第一飞行时间确定所述第二直方图中与之对应的第二时间bin，以所述第二时间bin为中心，两侧各增加一个第一余量得到测量区间，以计算第二飞行时间；