[发明专利]一种执行飞行时间的离轴测量系统及方法

说明书

本申请涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种执行飞行时间的离轴测量系统及方法。该离轴测量系统包括：发射器、采集器、和控制和处理电路；发射器包括光源阵列，发射器中的至少一个光源发射斑点光束；采集器包括由像素阵列和读出电路阵列，采集器中的至少两个像素依次开启并采集被目标反射的斑点光束并输出光子信号；读出电路接收光子信号进行处理以生成直方图；其中，至少两个像素包括第一像素和第二像素，第一像素为所述至少一个光源中任一光源对应的无视差像素，第二像素为同一光源对应的有视差像素；第一像素和第二像素共用一个读出电路。本申请实施例可以解决近距盲区；能节约直方图存储空间，又能减少距离解算的运算量。

技术领域

本申请涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种执行飞行时间的离轴测量系统及方法。

背景技术

利用飞行时间(Time of Flight，TOF)原理可以对目标进行距离测量以获取包含目标的距离信息，而基于飞行时间原理的距离测量系统比如飞行时间深度相机、激光雷达(Light Detection And Ranging，LIDAR)等系统已被广泛应用于消费电子、无人架驶、AR/VR等领域。

目前，基于TOF原理的LIDAR系统，主要包括机械LIDAR系统和固态LIDAR系统。其中，基于TOF原理的固态LIDAR系统，通过发射器可以一次性向空间上发射一定视场的斑点光束，并通过采集器采集反射光束，有效的提高了系统的分辨率及帧率。在固态LIDAR系统中，光源的发射视场与像素的采集视场具有一一对应的关系，每一个光源发射斑点光束到目标视场后都会反射并成像到对应的像素上。

根据发射器和采集器之间的设置方式，固态LIDAR系统属于离轴系统，离轴系统的设置导致在测量时会产生盲区的情况。由于像素的大小有限以及系统视差和装配公差的存在，导致反射光束成像到像素阵列上的光斑容易出现出界的情况而丢失测距信号。特别是当被测物体距离较近时，光斑入射到像素阵列上的位置会发生偏移远离对应的像素，无法采集有效的测距信号。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本申请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前已经公开的情况下，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

本申请的目的在于提供一种执行飞行时间的离轴测量系统及方法，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，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一种执行飞行时间的离轴测量系统，包括：发射器、采集器和控制和处理电路；

所述发射器，包括由多个光源组成的光源阵列，所述发射器中的至少一个光源发射斑点光束；

所述采集器包括由多个像素组成的像素阵列和由多个读出电路组成的读出电路阵列，所述采集器中的至少两个像素依次开启并采集被目标反射的所述斑点光束并输出光子信号，所述读出电路接收所述光子信号进行处理以生成直方图；

其中，所述至少两个像素包括第一像素和第二像素，所述第一像素为所述至少一个光源中任一光源对应的无视差像素，所述第二像素为同一光源对应的有视差像素；所述第一像素和所述第二像素共用一个读出电路；

所述控制和处理电路根据所述直方图计算所述斑点光束的飞行时间。

在一些实施例中，所述控制和处理电路还用于根据所述飞行时间计算所述目标的距离信息。

在一些实施例中，所述控制和处理电路与所述发射器以及所述采集器连接，所述控制和处理电路用于控制所述发射器中的至少一个光源发射斑点光束，同步控制所述采集器中的至少两个像素依次开启并采集被目标反射的所述斑点光束并输出光子信号。

在一些实施例中，所述读出电路包括TDC电路，所述TDC电路用于接收所述光子信号生成时间信号；