[发明专利]用于DTOF传感器的防闪烁滤波器

说明书

本公开的各个实施例涉及用于DTOF传感器的防闪烁滤波器。一种方法包括：在相应连续时刻处从由传感器设备递送的第一直方图信号中检测相继目标集合；确定针对当前检测目标的当前集合的当前直方图输出，对于当前集合的每个当前检测目标，当前直方图输出具有存储在存储器中的包括置信度指示符的一组当前参数；执行当前检测目标集合与存储在存储器中的先前检测目标集合之间的匹配操作；以及基于匹配操作的结果对当前集合的至少一些当前检测目标的该组当前参数中的至少一个参数执行滤波操作，滤波操作至少基于当前和先前检测目标集合的置信度指示符被加权。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年3月25日提交的法国申请号2103003的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及飞行时间(ToF)，并且在特定实施例中涉及在ToF设备中使用的防闪烁滤波器。

背景技术

用于确定到物体或目标的距离(或范围)的设备是已知的。一种这样的方法称为“飞行时间”(ToF)，它包括向物体发送光信号并且测量信号传播到物体并且返回设备所花费的时间。

直接飞行时间(dToF)设备直接测量信号传播到物体并且返回设备所花费的时间。间接飞行时间(iToF)设备通过测量来自光源的信号与从物体反射并且由光传感器检测到的信号之间的相移来计算信号传播所需要的时间——知道这个相移以及光速使得能够确定到物体的距离。

单光子雪崩二极管(SPAD)可以用于检测反射光。通常，SPAD阵列被提供作为用于检测反射光脉冲的传感器。光子可以通过光电效应在SPAD中生成载流子。光生载流子可以在SPAD阵列中的一个或多个SPAD中触发雪崩电流。雪崩电流可以发信号通知事件，即，已经检测到光的光子。

飞行时间直方图处理旨在检测设备的视场中的物体(目标)并且估计它们到传感器的距离。该处理(直方图管道“HIP”)被嵌入到ToF传感器固件(FW)中，并且可以由智能电话使用以驱动其相机自动对焦。

例如，HIP使用统计假定检验来确定视场中潜在目标的存在：它是脉冲分段器(“PS”)或脉冲检测器的作用。PS在由ToF(例如，dToF)传感器的硬件(HW)报告的直方图中找到具有统计意义的脉冲。由于该检测过程的统计性质和光子噪声，目标可能会“闪烁”(即，它们可以在某一时刻被检测到)，然后在下一时刻丢失，然后又回来。

闪烁是该技术所固有的。闪烁是当被目标反射的信号接近可检测性阈值时的时间效应，因为(i)目标距离较远，(ii)目标反射率较低，或(iii)目标仅覆盖(一个传感器的区域的)视场(FoV)的一小部分。这被称为1型闪烁。

可能会发生一些其他类型的闪烁，例如当只需要报告一个时的具有等效信号的若干目标的“竞争”(2型)，或者可以连续报告接近的目标作为分离或合并(3型)

跟踪若干轨道以减少闪烁效果。第一轨道尝试通过在不需要时避免统计检测来避免该问题。但是，并非在所有情况下都可以，因为自动对焦需要目标距离标识。第二轨道尝试使用滞后滤波器(PS阈值的动态适应)来解决该问题，这会降低时间效应但不会消除它。“阈值诅咒”仍然存在，并且它不能解决大于1的闪烁类型。此外，还引入了延迟。第三轨道尝试通过使用和利用空间相关性来解决该问题。但并非在所有情况下都是可能的，例如，对于单区域传感器，并且(X，Y)分辨率会进一步下降。

发明内容

根据实施例，提出了一种具有以下优点的闪烁滤波方法和系统：(i)用于目标置信度计算的紧密硬件耦合(在固件中进行)，(ii)防闪烁滤波器(AFF)允许大幅减少直方图管道输出的闪烁，(iii)将延迟保持在合理水平，(iv)稳定性与延迟之间的可调节权衡，(v)平滑处理多个目标，(vi)检测假长尾部目标，(vii)不降低空间分辨率(也不对场景做出假定)。