CN110456370A - 飞行时间传感***及其测距方法 - Google Patents

Abstract

一种飞行时间传感***及其测距方法，所述飞行时间测距方法包括：按照多个检测帧的顺序，逐帧延迟检测光脉冲；接收所述检测光脉冲被待测物体反射后的反射光，获取各检测帧的初始深度值；根据各检测帧的初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间，获取初始深度值随检测光脉冲的延迟时间变化的深度值曲线；根据所述深度值曲线，获得与所述多个检测帧对应的单个输出帧的实测深度值。上述飞行时间传感***能够提高距离检测的准确性。

Description

飞行时间传感***及其测距方法

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种飞行时间传感***及其测距方法。

背景技术

飞行时间法(Time Of Flight，TOF)通过测量仪器发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔或激光往返被测物体一次所产生的相位差来实现对被测物体的三维结构或三维轮廓的测量。TOF测量仪器可同时获得灰度图像和距离图像，广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3D建模等诸多领域。

飞行时间(TOF)传感器一般包括：光源模块和感光模块；所述光源模块用于发射特定波段和频率的脉冲检测光，所述检测光在被测物体的表面发生反射，反射光被所述感光模块所接收；所述感光模块根据发射光波和接收光波之间的时间差或者相位差计算出被测物体的距离信息。

但是现有技术中，特别是检测环境比较复杂的情况下，TOF传感器的检测结果会产生较大的误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种飞行时间传感***及其测距方法，消除光的多路径干扰问题，提高距离检测的准确性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种飞行时间传感***的测距方法，包括：按照多个检测帧的顺序，逐帧延迟检测光脉冲；接收所述检测光脉冲被待测物体反射后的反射光，获取各检测帧的初始深度值；根据各检测帧的初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间，获取初始深度值随检测光脉冲的延迟时间变化的深度值曲线；根据所述深度值曲线，获得与所述多个检测帧对应的单个输出帧的实测深度值。

可选的，以相同的时间间隔逐帧延迟所述检测光脉冲。

可选的，所述飞行时间传感***包括由多个像素单元构成的像素阵列；针对各个像素单元，分别获取各检测帧的初始深度值；分别获取与各像素单元对应的深度值曲线。

可选的，以所述深度值曲线上深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点所对应的初始深度值作为实测深度值。

可选的，在所述深度值曲线上具有一个以上转折点的情况下，根据测距精度要求，选择合适的转折点对应的初始深度值作为实测深度值，或者以所述深度值曲线上第一个深度值随延迟时间下降的点和深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点之间的任一点所对应的初始深度值作为实测深度值。

可选的，对初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间进行拟合获得所述深度值曲线，所述拟合的方法包括2D差值、多项式拟合或分段函数拟合。

可选的，单个输出帧所对应的多个检测帧内，所述检测光脉冲的最大延迟时间大于所述检测光脉冲的脉宽。

可选的，根据所述输出帧的实测深度值与对应的多个所述检测帧的初始深度值，获得深度值修正规律；以所述深度值修正规律，对后续每一检测帧的初始深度值进行修正，获得每一检测帧的实测深度值，此时每一检测帧对应一输出帧。

本发明的技术方案还提供一种飞行时间传感***，包括：光源模块，用于发出检测光脉冲；传感模块，用于接收所述检测光脉冲被待测物体反射后的反射光，并获得所述反射光的特征；控制模块，与所述光源模块连接，用于控制所述光源模块按照多个检测帧的顺序，逐帧延迟检测光脉冲；处理模块，与所述传感模块连接，用于进行如下处理：根据检测光和反射光，获取各检测帧的初始深度值；根据各检测帧的初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间，获取初始深度值随检测光脉冲的延迟时间变化的深度值曲线；以及根据所述深度值曲线，获得与所述多个检测帧对应的单个输出帧的实测深度值。

可选的，所述控制模块用于控制所述光源模块以相同的时间间隔逐帧延迟所述检测光脉冲。

可选的，所述飞行时间传感***包括由多个像素单元构成的像素阵列；所述处理模块用于针对各个像素单元，分别获取各检测帧的初始深度值，以及分别获取与各像素单元对应的深度值曲线。

可选的，所述处理模块用于以所述深度值曲线上深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点所对应的初始深度值作为实测深度值。

可选的，在所述深度值曲线上具有一个以上转折点的情况下，所述处理模块用于根据测距精度要求，选择合适的转折点对应的初始深度值作为实测深度值，或者以所述深度值曲线上第一个深度值随延迟时间下降的点和深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点之间的任一点所对应的初始深度值作为实测深度值。

可选的，所述处理模块用于对初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间进行拟合获得所述深度值曲线，所述拟合的方法包括2D差值、多项式拟合或分段函数拟合。

可选的，单个输出帧所对应的多个检测帧内，所述检测光脉冲的最大延迟时间大于所述检测光脉冲的脉宽。

可选的，所述处理模块还用于根据所述输出帧的实测深度值与对应的多个所述检测帧的初始深度值，获得深度值修正规律；以所述深度值修正规律，对后续每一检测帧的初始深度值进行修正，获得每一检测帧的实测深度值，此时每一检测帧对应一输出帧。

本发明的测距方法通过延迟检测光脉冲，消除多次反射光对检测结果的影响，从而对检测结果进行修正，提高距离检测的准确性。

附图说明

图1为本发明的具体实施方式的测距过程中存在的反射路径示意图；

图2a为本发明的具体实施方式的仅存在一次反射光时检测光脉冲延迟的示意图；

图2b为本发明的具体实施方式的存在一次和多次反射光时检测光脉冲延迟的示意图；

图3为本发明一具体实施方式的测距过程的流程示意图；

图4为本发明一具体实施方式的一个输出帧与检测帧之间的对应关系的示意图；

图5为本发明一具体实施方式的检测距离随检测光脉冲后移次数变化的曲线示意图；

图6为本发明一具体实施方式的多个输出帧与检测帧之间的对应关系的示意图；

图7为本发明一具体实施方式的对测距结果进行修正的示意图；

图8为本发明一具体实施方式的飞行时间传感***的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术中所述，现有技术的飞行时间传感器，在较为复杂的检测环境下，检测误差会较大。

发明人研究发现，检测误差中一部分是由于多次反射光造成的，多次反射光通过多个反射路径传输，光程较大而被延时接收，是导致检测结果不准确的原因。具体阐述如下：

请参考图1(a)，这种情况下只存在一次反射光，光源模块发出的检测光直接到达被检测物体表面，且被待测物体反射后的反射光直接被感光模块接收时，根据发射光波和接收光波之间的时间差或者相位差与距离对应。

而在实际测量过程中，在测量环境较为复杂的情况下，存在光的多路径干扰问题。部分检测光直接到达被测物体表面，反射光也直接被感光模块接收；而部分检测光可能被干扰物体多次反射之后到达被测物体表面，而部分被测物体表面反射的反射光也可能会被干扰物多次反射之后，再次被感光模块接收(请参考图1(b))。这种情况，会导致部分检测光和/或反射光的光程大于实际光源与被测物体之间的距离的两倍，发射光波和接收光波之间的时间差或者相位差与距离之间不对应，导致最终检测出的距离信息准确度下降。

进一步的，请参考图2a和图2b，该具体实施方式中，所述检测光的脉冲为矩形脉冲。在对反射光接收的过程中，通过快门G2和G3接收反射光信号(实际包括检测光的反射光以及环境光)，通过快门G1接收环境光信号。具体的，所述快门G1、G2、G3可以通过电容结构实现，环境光以及反射光被传感阵列的像素单元接收后，将光信号转换为电信号，通过快门G1、G2和G3对电信号的电荷进行累积，获得的电荷量与光能量成正比。所述快门G1、G2和G3的积分时间均为T，与检测光脉冲的脉宽一致，所述深度值可以为距离，也可以为与距离对应的中间参数，例如快门G2和G3分别接收到的电荷量的比值，所述电荷量可以通过电压等电性参数表征。所述G1、G2、G3的积分脉冲的边沿依次对齐，G1的下降沿与G2的上升沿对齐，G2的下降沿与G3的上升沿对齐。

在无多次反射的情况下(请参考图2a)，以G1、G2、和G3分别代表每个快门累计的电荷量，则当检测光脉冲LO1与快门G2脉冲对齐，即延时为0时，快门G2和G3均累计到部分反射光能量，曝光测得的深度值所对应的距离如下：

由于快门G1、G2和G3收集的环境光能量均相同，在不考虑环境光的情况下，可以将公式简化为：

其中，G2’和G3’表示快门G2和G3接收到的检测光被待测物体反射后的反射光能量。检测获得的深度信息与或成正比。

由于检测光的发光光强以及时间控制有误差，所述检测光脉冲很难为标准的矩形脉冲。因此，在其他具体实施方式这种，所述检测光脉冲也可以为三角波脉冲或者非标准的矩形波脉冲。此时，检测的距离依旧与正相关。

当检测光脉冲没有移动时，

检测距离d与正相关；

当脉冲后移Ts时，

其中d₀与的关系不变。

对于没有多次反射的情况，只要反射光没有被移出快门G3的接收范围，d₀的增加量刚好等于因此，d也不会发生变化；而反射光完全移出快门G2的接收范围后，d₀不再增加，因此d随延迟时间Ts线性降低。

对于有多路径反射的情况，请参考图2b，由于多次反射光的光程大于一次反射光的光程，那么到达传感器的传感阵列的时间就会延迟。检测光脉冲LO11对应的反射光LB11包括第一次反射光和多次反射光，多次反射光能量较小；一次反射光脉冲与检测光脉冲之间的偏移量Td与实际距离成正比，而多次反射光比一次反射光滞后了Tp，这就会导致快门G3接收了额外Tp时间的多次反射光，获得了更多的反射光能量，根据公式(2)可知，G3’偏大会导致测得的距离比实际距离偏大。

根据上述研究，发明人进一步发现，通过将检测光脉宽后移，可以使得反射光也后移，二次及多次反射光由于延迟更多，延迟部分会被逐渐超出快门G3的积分脉冲的接收范围，而无法被快门G3接收，从而减少二次及多次反射光延迟部分对距离检测影响。请参考图2b，当检测光脉冲LO12延迟时间Ts＝Td+Tp时，二次反射光延后于一次反射光Tp时间段的部分将无法再被快门G3接收到，快门G3仅能接受到T时间以内的反射光，此时，快门G2也将无法收集到反射光能量，从而测得的初始深度值会随延迟时间增加而线性降低，也就是说不管有没有多次反射光，都可以以初始深度值d随延迟时间线性降低的起始点对应的初始深度值作为目标反射物的实际距离，从而可以消除了多次反射光的影响。

但是，在实际的测距过程中，我们并无法知晓多次反射光的具体延迟时间，因此无法准确设定检测光脉冲的最佳延迟时间。

为此，发明人提出一种新的飞行时间传感***及其测距方法，利用检测光脉冲逐帧延迟的方法，通过多次将检测光脉冲逐步后移，对检测结果进行修正。

下面结合附图对本发明提供的一种飞行时间传感***及其测距方法的具体实施方式做详细说明。

请参考图3，为本发明一具体实施方式的飞行时间传感***的测距方法的流程示意图。

所述飞行时间传感***的测距方法至少包括如下步骤：

步骤S101：按照多个检测帧的顺序，逐帧延迟检测光脉冲。

该具体实施方式中，每一个输出帧的检测数据，均通过对多个检测帧的检测数据进行处理而获得，一个输出帧对应输出一个检测结果，而一个检测帧对应进行一次检测曝光。请参考图4，对于第一输出帧F₁，对应于n个检测帧f₁₁～f_1n，后续通过对n个检测帧的检测结果进行处理，得到第一输出帧F₁对应的检测结果。

该具体实施方式中，以第一个检测帧f₁₁的检测光脉冲发生时序为基准，后续检测帧f₁₂～f _1n的检测光脉冲逐帧延迟，以逐渐将多次反射光延迟与一次反射光的部分超出快门G3积分时间范围内。

在一个具体实施方式中，以相同的时间间隔t逐帧延迟所述检测光脉冲。以第一检测帧的第一检测光脉冲延迟时间为0，第二检测帧的第二检测光脉冲相对所述第一检测光脉冲延时t，总的延迟时间为t；第三检测帧的第三检测光脉冲相对于第二检测光脉冲的延迟时间也为t，总的延迟时间为2t，以此类推，第n个检测帧的检测光脉冲相对于第n-1个检测帧的检测光脉冲延迟t，总的延迟时间为(n-1)t。

在其他具体实施方式中，也可以逐帧缩小延迟的时间间隔，在开始几个检测帧之间，延时时间间隔较大，以提高效率，如第二检测脉冲光相对一第一检测脉冲光延迟3t，第三检测脉冲光相对于第二检测脉冲光延迟2t，以此类推。

可以通过控制飞行时间传感***的光源模块的发光时序，实现所述检测光脉冲的逐帧延迟。

步骤S102：接收所述检测光脉冲被待测物体反射后的反射光，获取各检测帧的初始深度值。

所述深度值可以为距离，也可以为与距离对应的其他参数。后续均以所述深度值等同于距离进行描述。

所述初始深度值可以根据公式(1)进行计算，当反射光，无论是一次反射光还是多次反射光均被快门G2和G3接收的情况下，虽然随着检测脉冲光的后移，会导致快门G3接收到的反射光能量逐渐增大，而快门G2接收到的反射光能量逐渐减少，但是计算出的初始深度值理论上是相同的。

而当延迟于一次反射光的多次反射光开始被逐渐移出快门G3的积分时间区域时，G3接收到的反射光能量将会减小，因此，会导致根据公式(1)计算出的初始深度值逐渐变小。

当延迟于一次反射光的多次反射光被完全移出快门G3的积分时间区域(如图2b中的反射光LB12)，此时快门G2将无法在接收到反射光能量，继续将检测光脉冲延迟，会导致一次反射光也被逐渐移出快门G3的积分时间区域，导致，导致快门G3收集到的光能量下降幅度增大，从而使得初始深度值下降幅度也增大。

步骤S103：根据各检测帧的初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间，获取初始深度值随检测光脉冲的延迟时间变化的深度值曲线。

对初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间进行拟合获得所述深度值曲线，所述拟合的方法包括2D差值、多项式拟合或分段函数拟合等。

由于在仅存在一次反射光的情况下，只有当检测光脉冲后移导致反射光脉冲被移出快门G3的积分时间时，G3积分到的能量会下降，导致得到的初始深度值随延迟时间线性下降，因此，对于只有一次反射光的情况下，深度值曲线将会具有一个转折点。

而对于存在多次反射光的情况下，例如存在三次反射光的情况下，三次反射光、二次反射光以及一次反射光会被逐渐移出G3的积分时间，由于一次反射光、二次反射光以及三次反射光的光强不同，导致初始深度值存在三个转折点，且每个转折点之后的下降速率增大。

为了得到初始深度值随延迟时间以最大斜率线性下降的起始点，在单个输出帧所对应的多个检测帧内，所述检测光脉冲的最大延迟时间大于所述检测光脉冲的脉宽T。

在一个具体实施方式中，检测量程为L0＝5m，即检测光脉宽T＝33ns；目标理论距离L＝1m初始时检测光脉冲与快门G2重合，以后逐帧后移3.3ns，当后移10次后，检测光脉冲将与快门G3重合。

请参考图5，为该具体实施方式中，检测距离随后移次数(即延迟时间)变化的曲线示意图。

曲线1表示仅存在1次反射光的情况下的检测距离随后移次数(延迟时间)变化的曲线示意图。在前几个检测帧的检测距离与实际距离相同为1m，当后移到8次之后，反射光被移出快门G3以外，使得检测距离下降，因此曲线1存在一个转折点。

而曲线2表示存在二次反射的情况，假设二次反射光总距离Lp＝2m。由于二次反射光存在，开始的几个检测帧的检测距离相同，并大于目标距离。随着脉冲检测光的延时，到延迟第6次后，二次反射光逐渐被移出G3接收时间，因此检测距离下降直至第8次延迟时，消除二次反射光的影响，检测距离与目标距离相同，检测光脉冲继续延迟，导致检测距离进一步下降，且下降斜率大于前一次下降的斜率。所以曲线2存在两个转折点，其中一个转折点对应于实际距离。

在实际的测距过程中，对多个检测帧的初始深度信息与延迟时间进行拟合形成曲线，所述曲线可以包括多个线性的线段，也可能是多个弧线段或连续的弧线，仅当随着检测光脉冲延迟，使得反射光被移出快门G2的接收时间时，初始深度值才会随着延迟时间线性下降。转折点可以是多个弧线段的连接点，可能正好是某一检测帧对应的数据点，也可能是两个检测帧之间拟合出的数据点。

所述飞行时间传感***包括由多个像素单元构成的像素阵列；各个像素单元对应的检测视场内的被测物距离有差异，以及获得的反射光内所包含的多次反射光的情况也不同，因此需要针对各个像素单元，分别获取各检测帧的初始深度值以及分别获取与各像素单元对应的深度值曲线，以便对每个像素单元获得的检测结果分别进行修正。

步骤S104：根据所述深度值曲线，获得与所述多个检测帧对应的单个输出帧的实测深度值。

可以选择所述深度值曲线上的转折点位置对应的初始深度值作为单个与多个检测帧对应的单个输出帧的实测深度值。

在实际检测过程中，根据测距效率以及传感***的功耗、计算能力等，合理设定延迟的次数，以及每一检测帧的检测脉冲光的延迟时间。在检测帧数量足够多，延迟时间足够长的情况下，所述深度值曲线上会出现所有与各路径的反射光对应的转折点，可以选择所述深度值曲线上两侧斜率变化最大的转折点所对应的初始深度值作为实测深度值。

但是考虑到***的功耗、检测效率等原因，延迟次数以及延迟时间的精度控制存在限制，因此也可以在所述深度值曲线上具有一个以上转折点的情况下，根据测距精度要求，选择合适的转折点所对应的初始深度值作为实测深度值。或者，可以以所述深度值曲线上第一个深度值随延迟时间下降的点和深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点之间的任一点所对应的初始深度值作为实测深度值。

在其他具体实施方式中，可以以所述深度值曲线上深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点所对应的初始深度值作为实测深度值，此时获得的实测深度值最接近于实际距离。

通过将检测光脉冲后移，使得多次反射光超出反射光的积分范围，就能够提高测距的准确性。

请参考图4，对于第一输出帧F₁，对应输出实测深度值D₁，所述第一输出帧F₁对应n个检测帧，对所述n个检测帧获得的初始深度值d₁～d_1n进行处理，获得该第一输出帧F₁输出的实测深度值D₁。

请参考图6，对于第二输出帧F₂，对应输出实测深度值D₂，所述第二输出帧F₂对应n个检测帧，对所述n个检测帧获得的初始深度值d_1n～d_2n进行处理，获得该第二输出帧F₂输出的实测深度值D₂；依次类推，对于第m个输出帧F_m，对应输出实测深度值D_m，所述第m个输出帧F_m对应n个检测帧，对所述n个检测帧获得的初始深度值d_m1～d_mn进行处理，获得该第m个输出帧F_m输出的实测深度值D_m。

对于检测环境不会发生明显变化的情况下，在一些具体实施方式中，可以根据第一输出帧的多个检测帧获得的初始深度值进行处理，获得实测深度值的过程中，获得合适的延迟次数以及延迟时间等作为后续检测参数。在另一些具体实施方式中，也可以获取第一输出帧的实测深度值对应的延迟时间Ts，在后续帧的检测过程中，可以直接将检测脉冲光脉冲延迟Ts进行检测，可以将单个检测帧的检测结果作为对应输出帧的实测深度值，从而可以提高检测效率，降低***功耗。

请参考图7，为本发明另一具体实施方式中的测距方法示意图。

在获取第一输出帧的实测深度值之后，可以通过获取各检测帧的初始深度值与实测深度值之间的映射函数。假设，d_1t为第一输出帧的深度值曲线的第一个转折点值，即深度值随延迟时间下降的起始点对应的初始深度值。那么可以获取该转折点值d_1t之前的各检测帧的初始深度值d₁₁～d_1t的映射函数。理论上，转折点值d_1t以前的各初始深度值d₁₁～d_1t相同，映射函数也相同；但是由于实际检测过程中，会存在各种***误差或环境噪声等，可以通过多个映射函数r1～rt进行处理校准，形成最终的映射函数R，R＝(r1，r2……rt)，所述映射函数R即为对初始深度值进行修正的深度值修正规律。

在后续输出帧中，每一个输出帧只需要对应一检测帧，例如以无延迟的检测光脉冲进行检测，获得初始深度值d_i，将所述初始深度值d_i通过所述映射函数R进行修正，获得实测深度值D_i。

上述飞行时间传感***的测距方法，通过延迟检测光脉冲，消除多次反射光对检测结果的影响，从而对检测结果进行修正，提高距离检测的准确性。

本发明的具体实施方式，还提供一种飞行时间传感***。

请参考图8，为本发明一具体实施方式的飞行时间传感***的结构示意图。

所述飞行时间传感***包括：光源模块701、传感模块702、控制模块703以及处理模块704。

所述光源模块701用于发出检测光脉冲，所述检测光为脉冲检测光，所述光源模块701用于根据设定的时序，依次发出检测光脉冲；

传感模块702，包括多个像素单元构成的传感阵列，用于接收所述检测光脉冲被待测物体反射后的反射光，并获得所述反射光的特征。每个像素单元会接受到反射光，并将光信号转换为电信号。每个像素单元均连接至一积分电路，通过对反射光转换的电信号进行积分，获得与光的飞行时间对应的电荷量。所述积分电路包括三个快门G1～G3，可以分别通过电容结构实现，环境光以及反射光被传感阵列的像素单元接收后，将光信号转换为电信号，分别通过快门G1、G2和G3对电信号进行电荷累积，电荷量与光能量成正比。

所述控制模块703，与所述光源模块701连接，用于控制所述光源模块701按照检测帧顺序，逐帧延迟检测光脉冲。在一个具体实施方式中，可以控制所述光源模块701以相同的时间间隔逐帧延迟所述检测光脉冲。在其他具体实施方式中，也可以逐帧缩小延迟的时间间隔，在开始几个检测帧之间，延时时间间隔较大，以提高效率。单个输出帧所对应的多个检测帧内，所述检测光脉冲的最大延迟时间大于等于所述检测光脉冲的脉宽。

所述控制模块703还与所述传感阵列702的各像素单元的积分电路的积分时序。

所述处理模块704，与所述传感模块702连接，用于进行如下处理：根据检测光和反射光，获取各检测帧的初始深度值；根据各检测帧的初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间，获取初始深度值随检测光脉冲的延迟时间变化的深度值曲线；以及根据所述深度值曲线，获得与多个检测帧对应的单个输出帧的实测深度值。所述处理模块704用于对初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间进行拟合获得所述深度值曲线，所述拟合的方法包括2D差值、多项式拟合或者分段函数拟合等方法。

所述飞行时间传感***包括由多个像素单元构成的像素阵列；所述处理模块704用于针对各个像素单元，分别获取各检测帧的初始深度值，以及分别获取与各像素单元对应的深度值曲线。

在一些具体实施方式中，在所述深度值曲线上具有一个以上转折点的情况下，所述处理模块704用于根据测距精度要求，选择合适的转折点所对应的初始深度值作为实测深度值。在另一具体实施方式中，可以以所述深度值曲线上第一个深度值随延迟时间下降的点和深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点之间的任一点所对应的初始深度值作为实测深度值。

在另一些具体实施方式中，所述处理模块704用于以所述深度值曲线上深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点所对应的初始深度值作为实测深度值。

在另一些具体实施方式中，所述处理模块704还用于根据所述输出帧的实测深度值与对应的多个所述检测帧的初始深度值，获得深度值修正规律；以所述深度值修正规律，对后续每一检测帧的初始深度值进行修正，获得每一检测帧的实测深度值，此时每一检测帧对应一输出帧，以提高检测效率。

在一些具体实施方式中，所述处理模块704还可以根据在对第一个输出帧的多个检测帧获得的初始深度值进行处理，获得实测深度值的过程中，获得合适的延迟次数以及延迟时间等作为后续检测参数；也可以获取第一输出帧的实测深度值对应的延迟时间Ts，在后续帧的检测过程中，可以直接控制所述光源模块701将检测脉冲光脉冲延迟Ts进行检测，将单个检测帧的检测结果作为对应输出帧的实测深度值，从而可以提高检测效率，降低***功耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种飞行时间传感***的测距方法，其特征在于，包括：

按照多个检测帧的顺序，逐帧延迟检测光脉冲；

接收所述检测光脉冲被待测物体反射后的反射光，获取各检测帧的初始深度值；

根据各检测帧的初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间，获取初始深度值随检测光脉冲的延迟时间变化的深度值曲线；

根据所述深度值曲线，获得与所述多个检测帧对应的单个输出帧的实测深度值。

2.根据权利要求1所述的飞行时间传感***的测距方法，其特征在于，以相同的时间间隔逐帧延迟所述检测光脉冲。

3.根据权利要求1所述的飞行时间传感***的测距方法，其特征在于，所述飞行时间传感***包括由多个像素单元构成的像素阵列；针对各个像素单元，分别获取各检测帧的初始深度值；分别获取与各像素单元对应的深度值曲线。

4.根据权利要求1所述的飞行时间传感***的测距方法，其特征在于，以所述深度值曲线上深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点所对应的初始深度值作为实测深度值。

5.根据权利要求1所述的飞行时间传感***的测距方法，其特征在于，在所述深度值曲线上具有一个以上转折点的情况下，根据测距精度要求，选择合适的转折点对应的初始深度值作为实测深度值，或者以所述深度值曲线上第一个深度值随延迟时间下降的点和深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点之间的任一点所对应的初始深度值作为实测深度值。

6.根据权利要求1所述的飞行时间传感***的测距方法，其特征在于，对初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间进行拟合获得所述深度值曲线，所述拟合的方法包括2D差值、多项式拟合或分段函数拟合。

7.根据权利要求1所述的飞行时间传感***的测距方法，其特征在于，单个输出帧所对应的多个检测帧内，所述检测光脉冲的最大延迟时间大于所述检测光脉冲的脉宽。

8.根据权利要求1所述的飞行时间传感***的测距方法，其特征在于，根据所述输出帧的实测深度值与对应的多个所述检测帧的初始深度值，获得深度值修正规律；以所述深度值修正规律，对后续每一检测帧的初始深度值进行修正，获得每一检测帧的实测深度值，此时每一检测帧对应一输出帧。

9.一种飞行时间传感***，其特征在于，包括：

光源模块，用于发出检测光脉冲；

传感模块，用于接收所述检测光脉冲被待测物体反射后的反射光，并获得所述反射光的特征；

控制模块，与所述光源模块连接，用于控制所述光源模块按照多个检测帧的顺序，逐帧延迟检测光脉冲；

处理模块，与所述传感模块连接，用于进行如下处理：根据检测光和反射光，获取各检测帧的初始深度值；根据各检测帧的初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间，获取初始深度值随检测光脉冲的延迟时间变化的深度值曲线；以及根据所述深度值曲线，获得与所述多个检测帧对应的单个输出帧的实测深度值。

10.根据权利要求9所述的飞行时间传感***，其特征在于，所述控制模块用于控制所述光源模块以相同的时间间隔逐帧延迟所述检测光脉冲。

11.根据权利要求9所述的飞行时间传感***，其特征在于，所述飞行时间传感***包括由多个像素单元构成的像素阵列；所述处理模块用于针对各个像素单元，分别获取各检测帧的初始深度值，以及分别获取与各像素单元对应的深度值曲线。

12.根据权利要求9所述的飞行时间传感***，其特征在于，所述处理模块用于以所述深度值曲线上深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点所对应的初始深度值作为实测深度值。

13.根据权利要求9所述的飞行时间传感***，其特征在于，在所述深度值曲线上具有一个以上转折点的情况下，所述处理模块用于根据测距精度要求，选择合适的转折点对应的初始深度值作为实测深度值，或者以所述深度值曲线上第一个深度值随延迟时间下降的点和深度值随延迟时间以最大斜率线性降低的起始点之间的任一点所对应的初始深度值作为实测深度值。

14.根据权利要求9所述的飞行时间传感***，其特征在于，所述处理模块用于对初始深度值与对应的检测光脉冲的延迟时间进行拟合获得所述深度值曲线，所述拟合的方法包括2D差值、多项式拟合或分段函数拟合。

15.根据权利要求9所述的飞行时间传感***，其特征在于，单个输出帧所对应的多个检测帧内，所述检测光脉冲的最大延迟时间大于所述检测光脉冲的脉宽。

16.根据权利要求9所述的飞行时间传感***，其特征在于，所述处理模块还用于根据所述输出帧的实测深度值与对应的多个所述检测帧的初始深度值，获得深度值修正规律；以所述深度值修正规律，对后续每一检测帧的初始深度值进行修正，获得每一检测帧的实测深度值，此时每一检测帧对应一输出帧。