[发明专利]一种飞行时间测距方法、系统和设备

权利要求书

1.一种飞行时间测距方法，其特征在于，包括：

获取初始直方图，所述初始直方图包括连续的时间间隔，所述时间间隔内包含由发射器发出的脉冲光束被目标反射后、经由采集器采集的脉冲光束中光子的计数值；

确定搜索区间，所述搜索区间包括多个时间间隔，所述多个时间间隔的数量根据所述脉冲光束的脉宽和时间间隔的大小确定；

基于所述搜索区间对初始直方图进行搜索，提取出光子总数最大的搜索区间以及对应的直方图索引；所述直方图索引对应所述搜索区间内第一个时间间隔；

将所述光子总数最大的搜索区间作为第二直方图计算第二飞行时间，并根据所述第二飞行时间以及光子总数最大的搜索区间的直方图索引在所述初始直方图中对应的第一飞行时间来计算目标飞行时间。

2.如权利要求1所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述确定搜索区间包括：

在所述初始直方图中，以任一时间间隔作为起点的连续n个时间间隔构成一个所述搜索区间；其中，n＝W/△t，W表示脉冲光束的脉宽，△t表示时间间隔的大小。

3.如权利要求1所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述基于所述搜索区间对初始直方图进行搜索，提取出光子总数最大的搜索区间以及对应的直方图索引，包括：

采用滑动求和的方法计算每个搜索区间内的光子总数，依序进行搜索，其中，以初始搜索的第一个搜索区间的光子总数作为第一光子总数，后续搜索的各搜索区间的光子总数均记为第二光子总数；若第一光子总数小于第二光子总数，则将第一光子总数的数值更新为当前的第二光子总数的数值，再进行下一次搜索，直至搜索至最后一个搜索区间，提取出光子总数最大的搜索区间及其对应的直方图索引。

4.如权利要求3所述的飞行时间测距方法，其特征在于，还包括：计算提取出的光子总数最大的搜索区间所对应的信号的信噪比，根据信噪比判断提取结果是否准确。

5.如权利要求4所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述根据信噪比判断提取结果是否准确包括：

判断所述信噪比是否符合预设的信噪比阈值，若符合，则提取结果准确；若不符合，则提取结果不准确，进行下一帧的测量；其中，所述预设的信噪比阈值根据预先标定或者实验测量的方法获得。

6.如权利要求4所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述信噪比的计算过程包括：

首先，根据初始直方图计算噪声光子数；

然后，利用下式计算所述信噪比：

其中，SNR即为信噪比；PluseBinDate表示脉冲位置处的光子数总和；DCValue表示所述噪声光子数；PluseBinNum表示脉冲对应时间间隔的数量，即搜索区间内时间间隔的数量。

7.如权利要求6所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述根据初始直方图计算噪声光子数包括：

从所述初始直方图中选取远离脉冲峰值位置的一局部区域；

将所述局部区域内的光子计数总值按照该局部区域内时间间隔的数量求均值，记为所述噪声光子数。

8.如权利要求6所述的飞行时间测距方法，其特征在于，所述根据初始直方图计算噪声光子数包括：

选取所述初始直方图中除脉冲位置处以外的区域，并将该区域内的光子计数总值按照该区域内时间间隔的数量求均值，记为所述噪声光子数。

9.一种飞行时间测距系统，其特征在于，包括：

发射器，用于朝向物体发射脉冲光束；

采集器，用于采集被物体反射回的所述脉冲光束中的光子并形成光子信号；

处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，用于对所述光子信号进行处理以形成初始直方图，并按照权利要求1-8任一项所述的飞行时间测距方法处理所述初始直方图，以获得物体的距离信息。

10.一种飞行时间测距设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述的飞行时间测距方法。