CN109991581A - 飞行时间获取方法和飞行时间相机 - Google Patents

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Abstract

一种飞行时间获取方法和飞行时间相机，该飞行时间相机具有：用于照明场景的照明源；用于检测光的图像传感器；以及处理器，被配置为：控制图像传感器用于扫描场景以检测照明；基于场景的扫描结果，确定用于场景的照明的时隙；以及基于时分多址方案，控制照明源以在所确定的时隙中照明场景。

Description

飞行时间获取方法和飞行时间相机
技术领域
本发明通常涉及飞行时间获取方法和飞行时间相机。
背景技术
通常，飞行时间(ToF)涉及多种方法，这些方法测量物体、粒子或 波在介质中行进一段距离所需的时间。典型地，ToF相机可以获得场景中 的对象的深度测量，例如同时获得图像的每个像素的深度测量。例如，ToF 相机用调制波照明场景，通过使用具有调制增益的传感器阵列将被场景反 向散射的波成像。
当两个或更多个异步ToF相机试图获得相同场景的深度图像时，它们 可能经历串扰，即相机的照明(调制信号)可能干扰另一个(多个)相机 的照明，这可能导致测量中的误差。
在这样的ToF多相机场景中，基于空分多址(SDMA)或基于波分多 址(WDMA)的实施例可能不能完全避免引起测量中的误差。
例如，SDMA要求每台相机都要照明场景的不同部分，因此这种解决 方案在要用多台ToF相机照明场景的情况下是无用的。
WDMA的使用可能由于在相同的多相机场景中具有有着不同波长灵 敏度的许多ToF传感器而涉及困难。
已知的处理上述情形的方法是例如：频分多址(FDMA)、码分多址 (CDMA)、对极ToF(EpiToF)和干扰消除技术。
FDMA是基于应用于每个相机的照明的不同调制频率的使用。
在CDMA中，将不同的代码叠加到每个相机的调制信号(照明)上。
虽然这两种方法可以减少串扰或相互干扰的影响，但是它们可能不能 完全消除串扰或相互干扰，并且它们可能不能抑制不同相机在散粒噪声方 面对彼此的影响。
EpiToF通过扫描一片照明来对场景成像，这通常降低了多相机场景中 的干扰概率。然而，EpiToF仍然有一些挑战要应对。例如，它通常具有复 杂的硬件，并且它的性能和优势受到使用中的照明功率量和传感器读出时 间的限制。在许多应用中，眼睛安全要求调节照明功率，导致性能低于其 他ToF解决方案。
一些干扰消除技术在场景静止时对ToF多相机的设置表现出良好的 效果，但在场景的元素运动时，它们还没有证明同样好的效果。通常，这 些算法需要几个相同场景的帧来消除干扰。
虽然存在用于飞行时间获取的技术，但是通常希望提供改进的飞行时 间获取方法和飞行时间相机。
发明内容
根据第一方面，本公开提供了一种飞行时间相机，包括：用于照明场 景的照明源；用于检测光的图像传感器；以及处理器，被配置为：控制图 像传感器用于扫描场景以检测照明；基于场景的扫描结果，确定用于场景 的照明的时隙；以及基于时分多址方案控制照明源在所确定的时隙中照明 场景。
根据第二方面，本发明提供了一种用于飞行时间相机的飞行时间获取 方法，该方法包括：扫描场景以检测照明；基于场景的扫描结果，确定用 于场景的照明的时隙；以及基于时分多址方案在所确定的时隙中照明场 景。
在从属权利要求、以下描述和附图中阐述了其他方面。
附图说明
参照附图以示例的方式说明实施方式，其中：
图1示出了使用两个飞行时间(ToF)相机的场景照明；
图2示出ToF相机第一实施方式；
图3示出了具有辅助图像传感器的ToF相机的第二实施方式；
图4示出了对于例如图2或图3的ToF相机的方法的实施方式的框图；
图5示出了“扫描模式”；
图6示出了通过使用辅助图像传感器的“扫描模式”；
图7示出了例如由图4的方法使用的“常规模式”；
图8示出了例如图2或图3的ToF相机的方法的另一实施例的框图；
图9示出了由图8的方法执行的“具有部分扫描的常规模式”；以及
图10示出了由图8的方法执行的、通过使用除主传感器之外还有辅 助图像传感器的“具有部分扫描的常规模式”。
具体实施方式
在给出参考图1的实施方式的详细描述之前，进行综述。
如开头所讨论的，已知几种用于飞行时间(ToF)获取的方法，但是， 特别地，在多个ToF相机同时照明场景的情况下，由于现有技术中的串扰 可能引起测量误差。
已经认识到，在现有技术中扫描整个帧时间线以定位所有可能的干扰 相机，可能需要在关闭相机自己的照明的情况下扫描至少一帧。
因此，一些实施方式涉及飞行时间获取方法和飞行时间相机，其可以 在异步多相机场景中使用，其中，多个飞行时间相机照明同一场景，而不 产生任何干扰或散粒噪声，或在其余相机中产生较少和较短的干扰或散粒 噪声事件(episodes)。
因此，一些实施方式涉及飞行时间相机，包括用于照明场景的照明源； 用于检测光的图像传感器；以及处理器，被配置为：控制图像传感器用于 扫描场景以检测照明；基于场景的扫描结果确定场景照明的时隙；并且基 于时分多址方案，控制照明源以在所确定的时隙中照明场景。一些实施方 式还涉及使用异步和时分多址(TDMA)的多相机场景，如下面进一步讨 论的。
通常，飞行时间(ToF)相机是已知的，从而省略了ToF相机的技术 特征和功能的详细描述。原则上，照明源可以是任何类型的光源，并且可 以基于例如发光二极管(LED)、激光器(例如垂直腔面发射激光器， VCSEL)等。此外，一些实施方式可以涉及直接ToF，并且一些实施例可 以涉及间接ToF，其中直接ToF和间接ToF是通常已知的技术。
图像传感器可以基于共同的原理，例如CCD(电荷耦合设备)技术、 CMOS(互补金属氧化物半导体)技术、SPAD(单光子雪崩二极管)等。 图像传感器可以是包括像素阵列的像素传感器，其中每个像素被配置为检 测光并生成相关联的信号，如通常所知。
处理器可以包括一个或多个处理器、处理器核心、数字信号处理器、 微处理器等。
如上所述，通常，可能发生两个或更多个ToF相机同时照明同一场景。 在一些实施方式中，ToF相机可以根据时分多址(TDMA)方案操作，该 方案本身是已知的。然而，如所讨论的，如果不同的ToF相机使用这种 TDMA方案的重合时隙，则可能由于串扰而引起测量误差。
例如在图1中所示的情形，其中场景1由第一ToF相机2a和第二ToF 相机2b照明。可以看出，在两个相机2a和2b同时照明场景的情况下， 例如，如果使用TDMA方案的相同时隙，发射的(以及反向散射的)光 可能会干扰，这可能引起测量误差(如上所述)。
通过扫描场景以检测照明，可以识别另一个活动相机，因为可以用图 像传感器检测另一个相机发射的光。在一些实施方式中，在场景扫描期间 关闭ToF相机的照明，以便仅检测由其他光源和其他ToF相机等发射的光。
基于场景的扫描结果，可以确定用于场景照明的时隙，如也将在下面 进一步讨论。目的是检测由一个或多个其他ToF相机用于照明场景并进行 ToF测量(或深度测量)的时隙，以便找到可以使用的空闲时隙。
然后，处理器可以基于(TDMA)方案控制照明源以在所确定的时隙 (假设为空闲时隙)中照明场景。
TDMA方案可以包括多个时隙，每个时隙具有相同的长度。此外，时 隙的集合可以被分组为所谓的帧。例如，帧可以包括24、32或任何其他 数量的时隙，本公开在这方面不受限制。在一些实施方式中，帧的持续时 间在毫秒范围内，例如100ms、200ms等，本公开在这方面不受限制。然 后，接下来时隙的持续时间可以在微秒范围内，例如5微秒、10微秒等，本公开在这方面不受限制。当然，通常，可以自由选择帧和时隙的持续时 间。
可以针对预定义的一组时隙或帧或预定义的持续时间执行扫描。在扫 描期间，例如，可以使用用于照明场景和测量深度的TDMA方案以识别 空闲时隙。
因此，例如，一旦获得来自帧时间线的扫描信息，就能估计或确定可 能存在空闲时隙，并确定占用至少一个空闲时隙所需的延迟。例如，可以 使用这样的延迟来“移位”或延迟所使用的TDMA方案，以这样的方式， 在由ToF相机照明的场景中，在其他ToF相机(或其他周期性照明源)未 使用的时隙中执行照明和测量。
在下文中，说明估计或确定至少一个空闲时隙的通常方式，本公开在 这方面不受限制。另外，具体实施例可以取决于例如ToF相机的照明类型 或其他特性，并且技术人员能够修改以下公式和原理以适应算法。
在已经扫描场景之后，通过使用图像传感器(或包括在图像传感器中 的辅助图像传感器，如本文所讨论的)来收集照明数据(在本符号S中)。 针对每一帧时间线时隙测量，计算照明数据的绝对值的方差，即 vi＝var(abs(Si))，其中索引i标识帧时间线时隙。这得到了向量v，其具有 与时隙一样多的值。
为了确定被其他ToF相机(或其他周期性照明源)占用的帧时间线时 隙，通过计算向量v中包含的三个最小值的平均值，并且然后将该结果乘 以标量因子α来建立背景阈值μ(当然，也可以使用其他数量的最小值)。 这里，出于解释的目的，假设存在至少三个空闲时隙，本公开在这方面不 受限制。因子α用于考虑背景照明的可能噪声变化。然后，当向量v的元 素大于背景阈值μ时，这表示相应的帧时间线时隙被另一个相机的照明占 用。
一旦知道所有空闲帧时间线时隙的索引i，就可以选择空闲帧时隙中 的一个时隙。例如，在一些实施方式中，选择空闲时隙，这允许ToF相机 在其照明时隙和最近的占用时隙(如果有的话)之间留下至少一个空闲时 隙。基于所选择的帧时间线中的时隙位置，例如考虑到所使用的TDMA 方案，可以计算占用该时隙所需的时延。
在一些实施方式中，在不可能找到适当的空闲时隙的情况下，ToF相 机保持扫描模式，即持续扫描场景并收集新的帧时间线时隙测量，以便确 定或估计一个空闲时隙。
在一些实施方式中，场景的扫描是在随机空闲时间之后执行的。因此， 可以避免在相同的时间点开始扫描不同的ToF相机。
在一些实施方式中，如上所述，通过在预定的时分多址(TDMA)方 案中引入时间延迟来定义所确定的时隙。
在一些实施方式中，提供常规操作模式和扫描模式。在常规操作模式 中，可以执行常规深度测量并且在常规操作模式下执行场景的照明，同时 在扫描模式期间执行场景的扫描，其中在扫描模式期间可以关闭照明源， 以避免在扫描场景期间检测到自身照明源的照明。
在一些实施方式中，如上所述，基于检测具有比平均背景照明更高的 照明度的时隙来确定时隙。
在一些实施方式中，在常规操作模式内执行用于检测照明的(部分) 场景扫描。因此，已经在常规操作模式内，例如，可以检测新的或附近的 其他ToF相机(或其他周期光源)。可以在帧内的预定时隙期间执行扫描。 因此，在一些实施方式中，可以将一帧划分出一部分(时隙的数量)，在 这部分中执行常规深度测量，同时在同一帧的另一部分中执行扫描(其中 整个帧与常规操作模式相关联)。
在一些实施方式中，利用图像传感器的子部分执行扫描。例如，如上 所述，图像传感器可以包括像素阵列，使得可以通过分配相应数量的像素 (例如，定义行和/或列的数量，将阵列划分为象限，并且将一个或多个象 限定义为子部分等)来定义子部分。通过使用图像传感器的子部分，图像 传感器的读出可以更快。
在一些实施方式中，图像传感器包括辅助图像传感器，并且利用辅助 图像传感器执行扫描。因此，在一些实施方式中，图像传感器可包括用于 常规操作模式和深度测量的主传感器，以及用于场景扫描的辅助图像传感 器。辅助图像传感器可以是主传感器的一部分，但是它也可以独立于主传 感器。辅助图像传感器可以具有较少的像素如主图像传感器，和/或它可以 具有较小的分辨率，和/或它可以具有比主图像传感器更快的读出等。
一些实施方式涉及用于飞行时间相机的飞行时间获取方法，该方法包 括：扫描场景以检测照明；基于场景的扫描结果确定用于场景照明的时隙； 并且基于时分多址(TDMA)方案，在所确定的时隙中照明场景，如上面 针对飞行时间(ToF)相机所讨论的。本文描述的飞行时间获取方法可以 由本文描述的飞行时间相机执行。如所讨论的，可以在随机空闲时间之后 执行场景的扫描。可以通过在预定的时分多址(TDMA)方案中引入时间 延迟来定义所确定的时隙。可以在ToF相机的扫描模式期间执行场景的扫 描，其中在扫描模式期间可以关闭ToF相机的照明源。如所讨论的，可以 基于检测具有比平均背景照明更高的照明度的时隙来确定时隙。如所讨论 的，可以在ToF相机的常规操作模式内执行场景的照明。如上所述，该方 法还可以包括在常规操作模式内扫描场景以检测照明。如所讨论的，可以 利用飞行时间相机的图像传感器的子部分执行扫描和/或可以利用飞行时 间相机的辅助图像传感器执行扫描。
返回图2，示出了飞行时间(ToF)相机10的实施方式，其具有处理 器13，处理器13可以执行如本文所述的方法。此外，相机10具有照明源 11(例如VCSEL阵列)和图像传感器12(例如基于CCD或CMOS或SPAD 技术等的像素阵列)。处理器13控制ToF相机10，即照明源11和图像 传感器12以及通常包括在ToF中的其他实体/单元，并且出于简化的原因 省略了这些其他实体/单元。
图3示出了飞行时间(ToF)相机15的另一实施方式，其类似于图2 的ToF相机10，除了图像传感器具有主图像传感器12a和辅助图像传感器 12b之外。它还具有照明源11和处理器13，处理器13连接到照明源11 和主图像传感器12a以及辅助图像传感器12b。主图像传感器12a是像素 阵列传感器(例如，基于CCD或CMOS或SPAD技术等)，并且辅助图 像传感器12b也是像素阵列传感器(例如，基于CCD或CMOS或SPAD 技术等)，但是它比具有较少像素(例如，少至一个像素)的主图像传感 器12a小得多，并且因此，允许比主图像传感器12a更快的读出。处理器 可以执行本文描述的任何飞行时间获取方法。
图4示出了如所讨论的应用“异步时分多址”实施方式的用于飞行时 间(ToF)获取的方法20的框图，该方法例如可以由以上分别参考图2和图 3讨论的ToF相机10和/或ToF相机15执行。方法20还可以由照明一个 场景的多个相机执行，例如由如图1所示的相机2a和2b执行。
方法20在21处开始，并且在其开始照明或扫描场景之前，在22处 执行/等待随机空闲时间。随机空闲时间是具有随机持续时间的空闲时间， 其基于随机发生器确定。
通常，在ToF相机(例如10或15)启动时，振荡器或***时钟正在 启动，其确定整个***时钟并且因此，其还可以确定预定义TDMA方案 的开始(基于预定义TDMA方案执行ToF测量)。
通过引入随机空闲时间，这样操作开始点可以通过随机持续时间移 位。这可以减少几个ToF相机同时进入随后的扫描模式或其他模式的可能 性和概率，几个ToF相机同时进入随后的扫描模式或其他模式可能然后例 如导致检测不到照明，因为环境中的其他ToF相机(照明是关闭的)也处 于扫描模式。该随机空闲时间的范围可以是预定义的，并且可以在获得扫 描帧所需的最短时间和该时间的倍数之间。
接下来，在23处执行扫描模式。相机扫描模式可以用ToF相机10执 行，如没有辅助图像传感器的图2所示，或者用ToF相机15的辅助图像 传感器12b执行。下面进一步说明具有和不具有辅助图像传感器的相机扫 描模式的两个不同实施方式。
在图5中示出了扫描模式，例如图2的ToF相机10的扫描模式，其 中使用主图像传感器并且不使用辅助图像传感器。
图5示出了使用具有24个时隙的TDMA方案的一个帧以及该帧的扫 描模式内的相关联的ToF相机状态。当然，可以对多个帧执行扫描模式。 在第二行中，示出了照明源11的照明状态，并且在最低行中示出了图像 传感器12的状态。在一些实施方式中，用于扫描的时隙可以不同于用于 照明的时隙，例如，时隙的持续时间可以不同。例如，用于扫描的时隙可 以比用于场景照明的时隙更小，即它们具有更短的持续时间。通过使用较 小的用于扫描的时隙，可以提高例如在帧时间线内确定潜在干扰(源)的 位置的精度。
在扫描模式期间，相机照明是关闭的，并且因此相机不会照明场景， 而相机ToF传感器只能收集来自其他相机源或来自环境光的反向散射信 号。当相机ToF传感器开启时，相机获得在场景处反向散射(但是在该模 式中来自其他源)的照明的测量，并且相机ToF图像传感器12每帧获得 24个不同的测量。
因此，在扫描模式期间，ToF相机关闭其照明并在不同的帧时间线时 隙处(即，在该实施方式中的24个时隙处)获得场景的测量。如所讨论 的，目的是在帧时间线的不同时间位置处收集来自其他相机的任何可能的 照明。还如所讨论的，在所有实施方式中，不必获得完整的传感器阵列的 测量，而是可以使用图像传感器的子部分。例如，在一些实施方式中，来 自传感器阵列的顶部行、中间行和底部行的测量可能是足够的。这允许减 少图像传感器的读出时间和图像数据量。
图6示出了例如由具有辅助传感器12b的ToF相机15执行的扫描模 式。此处，也使用具有24个时隙的TDMA方案，并且图6示出了一个帧 的扫描模式内的相关联的ToF相机状态。当然，可以对多个帧执行扫描模 式。在第二行中，示出了照明源11的照明状态，并且在最低行中示出了 辅助图像传感器12b的状态。
扫描模式的这种实施例基本上对应于图5的实施例，但是在图6的这 种情况下，每帧的24个测量由相机辅助传感器12b完成，而相机照明11 和相机主ToF传感器12a保持关闭。
根据方法20，在23处(利用辅助图像传感器(图6)或没有辅助图 像传感器(图5))从帧时间线获得扫描信息之后，如果检测到一个或多 个空闲时隙(这需要占用多个空闲时隙(中的一个空闲时隙))，则在24 处确定可能存在至少一个(空闲)时隙，并确定相应的延迟。
如上所述，根据一个实施例，对于每帧时间线时隙测量，计算照明数 据(在我们的符号中为S)的绝对值的方差，即vi＝var(abs(Si))，其中索引 i标识帧时间线时隙。这得到了向量v，其具有与时隙一样多的值。为了确 定由其他相机占用的帧时间线时隙，通过计算向量v中包含的三个最小值 的平均值来建立背景阈值μ，并且然后将该结果乘以标量因子α。如上所 述，在本实施方式中，假设存在至少三个空闲时隙(在24处确定)。因 子α用于考虑背景照明的可能的噪声变化。然后，当向量v的元素大于背 景阈值μ时，这表示相应的帧时间线时隙被另一个相机的照明占用。在该 示例中确定了所有空闲帧时间线时隙的索引i之后，选择一个空闲时隙， 其允许相机在其照明和最近的占用时隙之间留下至少一个空闲时隙。基于 帧时间线中的时隙位置，计算使用或占用所选时隙的时间延迟。如果不可 能找到合适的空闲时隙，即24处的答案为“假”，则保持扫描模式，并 且方法20再次跳到22并在22处以随机空闲时间开始，并且然后再次执 行在23处的扫描模式。
如果24处的答案为“真”，即已经检测到(存在)至少一个空闲时 隙，则该方法进入在25处的常规模式，这也在图7中示出。图7示出了 常规模式的一帧，其中示出了在第二行中的照明11的活动和在第三行中 的(主)图像传感器12(12a)的活动，这两者都表示每帧的相机照明和 相机ToF传感器的状态。通常，在常规模式中，相机ToF传感器使用其自 己的照明源执行场景的深度测量。当相机照明开启时，相机使用调制信号 照明场景。当相机ToF传感器开启时，相机获得场景中被反向散射的照明 的测量。该相机常规模式允许在相机操作中引入时间延迟，该时间延迟在 默认情况下为零，并且例如在ToF相机启动时也是零。在这种情况下，相 机ToF传感器每帧获得四个不同的测量，仅作为示例，并且本公开在这方 面不受限制。
在常规模式下，相机采用必要的全传感器阵列测量(也称为组件)来 计算图像的深度信息。每帧的测量数量取决于ToF技术和实施方式，并且 可以根据需要进行调整(例如，一些技术可能需要少至单个测量来计算图 像的深度信息)。如上所述，在本示例中，每帧收集四次测量，而本公开 在这方面不受限制。
在常规模式中，如也可以从图7中看出，相机/方法开始获取后续帧中 的测量序列的时间点被针对占用所确定的空闲时隙而计算出的延迟而延 迟了。一旦相机切换到开启，它的配置和它自己的时钟最初确定帧的开始 时间点和当进行测量时的相应时间点。在一些实施方式中，ToF相机的内 部时钟定时是用于确定不同时隙在(在帧时间线中的)何处/何时的参考， 并且因此通过基于计算的延迟来修改相机定时，可以避免与其他ToF相机 的干扰。
通常，在一些实施方式中，由于其设置的差异或由于硬件不准确性， 不同相机的***时钟的频率可能不同(漂移)。两个不同相机的时钟之间 的漂移可能导致它们的TDMA时隙之间的相对位置在每个相机的帧时间 线内变化，这可能导致在一段时间之后时隙相互干扰。因此，在一些实施 例中，调整相机的帧时间线位置以确保不发生干扰。在26处的预定时间 间隔之后重复该重新调整，这可能取决于例如相机之间的预期漂移。如果 在26处确定预定时间间隔要结束，则方法20再次跳到22。
当新相机(例如，已经照明了不同的场景)移动并进入另一台相机照 明的场景，可能会引起干扰。这种干扰可能发生在相机正在应用其常规模 式的(短暂)间隔期间，例如，直到相机中的任一个重新调整其帧时间线 位置。为了减少这种可能的干扰间隔，在一些实施方式中，可以强制帧时 间线位置重新调整，其由26处的算法触发，该算法能够检测常规模式测 量中的干扰。
重复方法20以及26处的确定，直到相机在27处停止，例如，基于 用户输入，其中在这种情况下，该方法在28处结束。
用于飞行时间(ToF)获取的方法30的另一实施方式在图8中示出， 可以应用如所讨论的“异步时分多址”实施例，例如分别由参考图2和图 3所讨论的ToF相机10和/或ToF相机15执行方法30。方法30还可以由 照明场景的多个相机执行，例如由如图1所示的相机2a和相机2b执行。
图8是示出ToF相机的操作的框图，其中相机扫描模式对应于如上或 如下讨论的参考图4、图5和图6的两种可能的实施例，即，使用或不使 用辅助图像传感器进行扫描。然而，相机常规模式包括部分扫描，如也将 在参考图9(没有辅助图像传感器)和图10(具有辅助图像传感器)下讨 论的。
具有部分扫描的常规模式允许对相邻相机所占用的帧时间线时隙进 行持续监视，而同时，例如，基于相机自身的照明进行全传感器阵列测量。 在一些实施方式中，它是先前解释的扫描模式和常规模式之间的混合模 式。当相邻相机占用的时隙过近时，具有部分扫描的常规模式引入触发帧 时间线位置重新调整的可能性。然而，(全)扫描模式可能仍然是必要的， 以避免相机占用的时隙中的干扰的可能性，并且，因此可能无法通过部分 扫描检测到。
如所讨论的，可替代地，扫描信息可以通过从较小的传感器阵列(其 也被称为辅助图像传感器，例如参见图3，辅助图像传感器12b)获得。 如上所述，在一些实施方式中，辅助图像传感器未获得完整图像的扫描信 息，但是辅助图像传感器具有比主图像传感器更少的像素，并且例如当主 ToF传感器阵列不够快以获得许多扫描帧时隙测量时，或者当两种模式(扫 描和常规)之间的转换不快时，辅助图像传感器可能是有用的。此外，辅 助图像传感器可以使用可以不同于主图像传感器的技术(例如，CCD或 CMOS或SPAD等)。
在下文中，也将参考图4的方法20简要说明方法30，因为除了具有 部分扫描的常规模式之外，方法20和方法30基本上彼此对应。
在31处，方法30开始，并且如上所述，在32处引入随机空闲时间。
在随机空闲时间结束之后，在33开始用于寻找空闲时隙的(全)扫 描模式，并且如上所述，图5和图6示出了没有辅助图像传感器(图5， 见上文的讨论)和具有辅助图像传感器(图6)的扫描模式。
在34处，如上针对图4的24所讨论的，如果未发现空闲时隙(“假”)， 则方法30在跳回32处的空闲时间，而在如上所讨论的确定一个或多个空 闲时隙的情况下，该方法在35处以具有部分扫描的常规模式进行。
图9示出了可以在35处执行的具有部分扫描的相机常规模式的实施 例，其中扫描是利用(主)图像传感器(例如，图2中的ToF相机10的 图像传感器12)执行的。图9表示针对每帧ToF相机照明(第二行)和 相机ToF传感器(第三行)的状态，其中在图9中示出了一帧。
在本实施方式中，ToF相机(方法30)在使用其自身照明的同时每帧 执行四个不同的测量，并且使用来自其他相机源或环境光的任何反向散射 信号(本公开在这方面不受限制)每帧执行20个不同的测量。当相机照 明(例如，图2或图3的11)开启时，相机照明场景。当相机ToF传感 器(例如，图2的12)开启时，相机获得测量。
图10示出了具有部分扫描的相机常规模式的另一实施方式或另一实 施例，其中利用辅助图像传感器(例如，辅助图像传感器12b)执行部分 扫描。图10表示每帧的相机照明(第二行)、相机主ToF传感器(第三 行)和相机辅助传感器(第四行)的状态，其中在图10中示出了一帧。 这里，相机也示例性地在使用其自身的照明的同时，使用主ToF传感器每帧执行四次测量。此外，相机辅助传感器(例如，图3的12b)每帧执行 24次测量，在相机照明和相机主传感器切换为关闭时执行24次测量中的 20次测量。
此外，在35处，引入在33和34中确定的延迟(还参见图9和图10 中的“延迟”)，以确保使用所选择的空闲时隙。
在36处，如上所讨论的，确定是否检测到干扰或预定的时间间隔是 否结束，并且如果为是，则方法30跳回到32(随机空闲时间)。此外， 在36处，检查在35处的部分扫描期间是否检测到相邻相机(过于)接近 (“真”)，然后方法30也跳回到32。
如果没有检测到这些事件中的任何一个(“假”)，则该方法在37 处例如基于用户输入检查相机是否要停止，并且如果否，则方法30跳回 到36，否则相机在37处停止，并且该方法在38处结束。
在一些实施方式中，当在计算机和/或处理器上执行时，本文所描述的 方法还被实现为使计算机和/或处理器执行该方法的计算机程序。在一些实 施方式中，还提供了一种非暂时性计算机可读记录介质，该非暂时性计算 机可读记录介质在其中存储计算机程序产品，当该计算机程序产品由诸如 上述处理器之类的处理器执行时，使得在本文中描述的方法被执行。
应当认识到，实施方式描述了具有方法步骤的示例性顺序的方法。然 而，给出方法步骤的具体顺序仅用于说明性目的，并且不应被解释为具有 约束力。
本说明书中描述的和所附权利要求中要求保护的所有单元和实体，如 果没有另外说明，则可以实现为集成电路逻辑，例如在芯片上，并且如果 没有另外说明，则可以通过软件实现由这些单元和实体提供的功能。
在至少部分地使用软件控制的数据处理装置实现上述公开的实施方 式的范围内，将理解，提供这种软件控制的计算机程序和通过其提供这种 计算机程序的传输、存储或其它介质被设想为本公开的方面。
注意，本技术也可以如下所述配置。
(1)一种飞行时间相机，包括：
用于照明场景的照明源；
用于检测光的图像传感器；以及
处理器，被配置为：
控制图像传感器用于扫描场景以检测照明；
基于场景的扫描结果，确定用于场景的照明的时隙；并且
基于时分多址方案，控制照明源以在所确定的时隙中照明场景。
(2)根据(1)的飞行时间相机，其中，在随机空闲时间之后执行场 景的扫描。
(3)根据(1)或(2)的飞行时间相机，其中，通过在预定的时分 多址方案中引入时间延迟来定义所确定的时隙。
(4)根据(3)的飞行时间相机，其中，在扫描模式期间执行场景的 扫描。
(5)根据(4)的飞行时间相机，其中，在扫描模式期间照明源是关 闭的。
(6)根据(1)到(5)中任一项的飞行时间相机，其中，基于检测 具有比平均背景照明更高照明度的时隙来确定时隙。
(7)根据(1)到(6)中任一项的飞行时间相机，其中，在常规操 作模式内执行场景的照明。
(8)根据(7)的飞行时间相机，还包括在常规操作模式内扫描场景 以检测照明。
(9)根据(1)到(8)中任一项的飞行时间相机，其中，扫描是用 图像传感器的子部分执行的。
(10)根据(1)到(9)中任一项的飞行时间相机，其中，图像传感 器包括辅助图像传感器，并且其中，扫描是用辅助图像传感器执行的。
(11)一种用于飞行时间相机的飞行时间获取方法，该方法包括：
扫描场景以检测照明；
基于场景的扫描结果，确定用于场景的照明的时隙；以及
基于时分多址方案在所确定的时隙中照明场景。
(12)根据(11)的飞行时间获取方法，其中，在随机空闲时间之后 执行场景的扫描。
(13)根据(11)或(12)的飞行时间获取方法，其中，通过在预定 的时分多址方案中引入时间延迟来定义所确定的时隙。
(14)根据(13)的飞行时间获取方法，其中，在飞行时间相机的扫 描模式期间执行场景的扫描。
(15)根据(14)的飞行时间获取方法，其中，在扫描模式期间飞行 时间相机的照明源是关闭的。
(16)根据(11)到(15)中任一项的飞行时间获取方法，其中，基 于检测具有比平均背景照明更高照明度的时隙来确定时隙。
(17)根据(11)到(16)中任一项的飞行时间获取方法，其中，在 飞行时间相机的常规操作模式内执行场景的照明。
(18)根据(17)的飞行时间获取方法，还包括在常规操作模式内扫 描场景以检测照明。
(19)根据(11)到(18)中任一项的飞行时间获取方法，其中，扫 描是用飞行时间相机的图像传感器的子部分执行的。
(20)根据(11)到(19)中任一项的飞行时间获取方法，其中，扫 描是用飞行时间相机的辅助图像传感器执行的。
(21)一种计算机程序，包括当在计算机上执行时使计算机执行根据 (11)到(20)中任一项的方法的程序代码。
(22)一种非暂时性计算机可读记录介质，在其中存储计算机程序产 品，该计算机程序产品在由处理器执行时使根据(11)到(20)中任一项 的方法被执行。

Claims (20)

1.一种飞行时间相机，包括：
用于照明场景的照明源；
用于检测光的图像传感器；以及
处理器，被配置为：
控制所述图像传感器用于扫描场景以检测照明；
基于所述场景的扫描结果，确定用于照明所述场景的时隙；以及
基于时分多址方案，控制所述照明源在所确定的时隙中照明所述场景。
2.根据权利要求1所述的飞行时间相机，其中，在随机空闲时间之后执行所述场景的所述扫描。
3.根据权利要求1所述的飞行时间相机，其中，通过在预定的时分多址方案中引入时间延迟来定义所确定的时隙。
4.根据权利要求3所述的飞行时间相机，其中，在扫描模式期间执行所述场景的所述扫描。
5.根据权利要求4所述的飞行时间相机，其中，在所述扫描模式期间所述照明源是关闭的。
6.根据权利要求1所述的飞行时间相机，其中，基于检测具有比平均背景照明更高照明度的多个时隙来确定所述时隙。
7.根据权利要求1所述的飞行时间相机，其中，在常规操作模式内执行所述场景的所述照明。
8.根据权利要求7所述的飞行时间相机，还包括在所述常规操作模式内扫描所述场景以检测照明。
9.根据权利要求1所述的飞行时间相机，其中，所述扫描是用所述图像传感器的子部分执行的。
10.根据权利要求1所述的飞行时间相机，其中，所述图像传感器包括辅助图像传感器，并且其中，所述扫描是用所述辅助图像传感器执行的。
11.一种用于飞行时间相机的飞行时间获取方法，所述方法包括：
扫描场景以检测照明；
基于所述场景的扫描结果，确定用于照明所述场景的时隙；以及
基于时分多址方案在所确定的时隙中照明所述场景。
12.根据权利要求11所述的飞行时间获取方法，其中，在随机空闲时间之后执行所述场景的所述扫描。
13.根据权利要求11所述的飞行时间获取方法，其中，通过在预定的时分多址方案中引入时间延迟来定义所确定的时隙。
14.根据权利要求13所述的飞行时间获取方法，其中，在所述飞行时间相机的扫描模式期间执行所述场景的所述扫描。
15.根据权利要求14所述的飞行时间获取方法，其中，在所述扫描模式期间所述飞行时间相机的照明源是关闭的。
16.根据权利要求11所述的飞行时间获取方法，其中，基于检测具有比平均背景照明更高照明度的多个时隙来确定所述时隙。
17.根据权利要求11所述的飞行时间获取方法，其中，在所述飞行时间相机的常规操作模式内执行所述场景的所述照明。
18.根据权利要求17所述的飞行时间获取方法，还包括在所述常规操作模式内扫描所述场景以检测照明。
19.根据权利要求11所述的飞行时间获取方法，其中，所述扫描是用所述飞行时间相机的图像传感器的子部分执行的。
20.根据权利要求11所述的飞行时间获取方法，其中，所述扫描是用所述飞行时间相机的辅助图像传感器执行的。
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