[发明专利]一种TOF距离探测中多路径抑制方法

说明书

本发明公开了一种TOF距离探测中多路径抑制方法，包含光发射模块，光接收模块和处理模块，所述光发射模块发射探测激光，所述光接收模块的至少部分在探测中的至少部分时间段获得经被探测物的直接反射返回的第一距离信号光和由于多径干扰而返回的干扰光，所述处理模块控制所述光发射模块输出至少5组不同频率且时序不交叠的发射光，所述接收模块获得的多于一个相位延时接收的数据包含所述至少5组不同频率发射光获得的包含多径干扰信息的结果，所述处理模块依据所述接收模块获得的信息处理多于一个相位延时接收的数据获得最终不包含多径干扰的第一距离数据，利用本发明的方案基于干扰综合影响的假定通过五组不同频率发射光对应回波，最终得到不包含多径干扰的探测距离结果。

技术领域

本申请涉及TOF距离探测技术领域，特别涉及一种ITOF距离探测过程中能够抑制多路径干扰的方法。

背景技术

作为一种在场景中测量与物体相距的距离的方法，飞行时间(TOF)技术被开发出来。这种TOF技术可以应用于各种领域，如汽车工业、人机界面和游戏、机器人等。一般来说，TOF技术的工作原理是用光源发出的已调制光照射场景，并观察场景中物体反射的反射光。ITOF(间接飞行时间测距)可以通过测量发射光和反射光之间的相位差，计算出与物体相距的距离，ITOF在现有的3D成像系统例如手机、汽车上具有越来越广泛的应用，在安防领域、3D地图、人脸人像识别等等方向使用也具有越来越广泛。

在使用这种传统的ITOF技术的距离测量装置中，多路径干扰可能影响所测距离的精度，由于多径干扰接收部的至少部分单元不仅接收由视场内被探测物直接反射的包含准确距离的返回光信息，还包含了由于视场内由于存在例如具有高反射率材料，导致的探测光经高反射率材料反射至被探测物，进而形成多径影响的干扰返回光信息，当然实际探测中视场内也存在从一个或多个对象的两个或多个不同表面反射时，存在多径干扰，因而来自相邻近区域的不同光线由于相对较短的路径而得到不同的相位延时，现有的ITOF距离测量装置是根据返回的混合相位信息来计算距离的。因此，计算的距离将包括了由多路径干扰引起的误差值，这将导致测量的结果不能体现真实的距离，在深度图像获取的应用中将导致深度图像结果与视场内的真实场景相差甚大。

现有技术提出了一种基于光接收器的曝光量检测多路径误差的技术。在现有技术中，光发射器发射照亮给定区域的光。该区域被划分为多个子区域，并且控制器被配置为控制光发射器以改变每个子区域的发射光量，从而在不同的时间发射不同的光发射模式(或者直接采用条纹或者其他方案构造结构光)。控制器计算每个子区域的光接收器处接收的曝光量，并根据所计算的曝光量检测多路径误差。具体地，控制器在第一时序计算在第一发射模式下光接收器处的曝光量，然后控制器在第二时序计算在第二发射模式下光接收器处的曝光量。基于在第一时序计算的曝光量与在第二时序计算的曝光量之间的差异，控制器确定是否发生多路径误差，然而，根据该技术为了检测多路径误差，必须在两种不同的光发射模式(即在第一时序和第二时序)计算曝光量或者设计适应性的结构光等等。

“CN205621076U，具有多路径干扰减轻的尺寸标注系统”提出了一种改善和制约该多径干扰现象的方法，其实现方式为设计一个光束场景的自适应调节结构，例如可调整的镜头，通过自适应地先进行探测获得视场基本信息进而调整发射光的投射光束，从而使得光源输出的投射光限定了扩散角，对于感兴趣的物体或者对象进行重点投射，从而获得准确的探测结果消除了多径现象的影响，这种方法具有一定的实用性，但是对于视场内多对象关注的场景具有一定的限制性，同时在需要配合图像获取或者处理方法同时配合扩散角调整方案使得整个方案的复杂性较高，如何能够实现在具有足够的扩散角保证视场范围足够，并且不改变现有探测系统结构的前提下，通过信号处理和场景适应性分辨甄别，启动多路径抑制方法，并最终获得消除多径干扰的准确结果输出方案是亟待解决的问题。

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TOF距离探测中多路径抑制方法及测距系统，以解决现有技术不能够针对场景准确获得被探测目标在多径影响下的距离信息的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：