CN111684304B - 距离飞行时间模组 - Google Patents
距离飞行时间模组 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111684304B CN111684304B CN201880088429.7A CN201880088429A CN111684304B CN 111684304 B CN111684304 B CN 111684304B CN 201880088429 A CN201880088429 A CN 201880088429A CN 111684304 B CN111684304 B CN 111684304B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- distance
- algorithm
- output
- algorithms
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 34
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 10
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 101100428617 Homo sapiens VMP1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150074162 TDC1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150010135 TDC2 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100038001 Vacuole membrane protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000002366 time-of-flight method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
- G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
本发明揭示一种使用一光学TOF模组来判定至一物件之距离之方法。该方法包含：在该TOF模组中获取指示至该物件之距离的信号；使用一第一演算法以基于该等经获取信号来提供指示至该物件之该距离之一输出；使用至少一第二不同演算法以基于该等经获取信号来提供指示至该物件之该距离之一输出；及组合该第一演算法之该输出与该至少一第二演算法之该输出以获得至该物件之该距离之一改良估计。在一些实施方案中，该第一演算法及该至少一第二演算法之各者进一步提供表示一各自可信度等级之一输出，该各自可信度等级指示该特定演算法已多准确地提取至该物件的距离。
Description
相关申请案之交叉参考
本申请案主张于2017年12月4日申请之美国临时申请案第62/594,067号的优先权利，该案之全部内容是以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明是关于距离飞行时间模组。
背景技术
例如，飞行时间(TOF)感测器可用于侦测至一物件之距离。例如，在直接TOF技术中，一单个、极短脉冲可经引导朝向一物件且藉由该物件反射。该TOF感测器可用于藉由量测该感测器与该物件之间的一光信号之飞行时间而基于已知光速解析距离。TOF感测器中之电路可使用来自像素之信号以计算(例如)光自发射器行进至所关注之一物件且返回至焦平面阵列所花费之时间。例如，TOF感测器可实施为一整合式感测器晶片。
在接近距离处，诸多潜在问题可能影响TOF距离量测之准确度。首先，光学串扰(例如，来自一盖玻璃及/或该盖玻璃上之污迹之反射)及目标反射峰值可重迭且无法很好地区分。又，对于极近物件，视差效应可降低所侦测信号之量值。
将期望开发使用光学TOF装置改良近接及距离之量测之准确度之技术。
发明内容
本发明描述距离TOF模组及使用此等TOF模组之方法。
在一项态样中，例如，本发明描述一种使用一光学TOF模组来判定至一物件之距离之方法。该方法包含：在该TOF模组中获取指示至该物件之距离之信号；使用一第一演算法以基于该等经获取信号提供指示至该物件之该距离之一输出；使用至少一第二不同演算法以基于该等经获取信号提供指示至该物件之该距离之一输出；及组合该第一演算法之该输出与该至少一第二演算法之该输出以获得至该物件之该距离之一改良估计。
在另一态样中，本发明描述一种TOF模组，其包含：一光学发射器，其可操作以从该模组发射一特定波长之辐射；一TOF感测器，其可操作以侦测藉由该模组外之一物件反射之该特定波长之辐射；及一或多个处理器，其或其等可操作以使用一第一演算法以基于该经侦测辐射提供指示至该物件之距离之一输出，使用至少一第二不同演算法以基于该经侦测辐射提供指示至该物件之该距离之一输出，及组合该第一演算法之该输出与该至少一第二演算法之该输出以获得至该物件之该距离之一改良估计。
在一些实施方案中，该第一演算法及该至少一第二演算法之各者进一步提供表示一各自可信度等级之一输出，该各自可信度等级指示该特定演算法已多准确地提取至该物件之距离。
将自以下详细描述、附图及技术方案容易地明白其他态样、特征及优点。
附图说明
图1绘示将多个演算法组合至一最后距离输出之一实例。
图2是频率区间(bin)数对比计数数目之一图表之一实例。
图3A及图3B绘示使用一质心计算之峰值下降边缘侦测之实例。
图4绘示使用三角测量基于视差效应之距离判定之一实例。
图5A及图5B绘示视差效应对一光电侦测器之照明之影响之模拟实例。
图6绘示针对四个通道之频率区间数对比计数之一图表之一实例。
图7A及图7B绘示使用三角测量基于视差效应基于使用TOF侦测器之强度模式之距离判定之一实例。
具体实施方式
各种方法可用于自TOF感测器之一直方图判定接近范围内之物距。各方法之执行取决于该物距以及环境条件(例如，目标反射率、环境光、盖玻璃性质、侦测器与盖玻璃之间的气隙、盖玻璃上之污迹)。因此，不同方法可具有不同方法针对其等产生相对准确结果之不同各自参数范围。
如下文所描述，根据一项发明态样，多个不同距离量测技术是以一协同方式组合以在广泛范围之条件下获得改良之距离估计。一顶级演算法组合两个或两个以上选定较低级演算法之输出，如(例如)图1中所展示。该等较低级演算法之各者不仅可产生一距离估计之一输出，而且可产生一可信度等级之一输出。该可信度等级是指示特定较低级演算法已多准确地提取距离。
一第一方法依靠双峰值之侦测。极短脉冲宽度及高时间转数位转换器(TDC)解析度可允许量测近物件以及较远物件之距离。在一些例项中，在表示量测之结果之直方图中具有两个峰值：一个峰值表示自盖玻璃及/或自光学串扰反射之信号，且一第二峰值表示自所关注之(若干)物件反射之信号。参见图2之实例，其是频率区间数对比计数数目之一图表，且其展示两个峰值。可藉由计算该两个峰值之间的距离或藉由计算物件峰值(或合并物件/串扰峰值)与一参考单光子突崩二极体(SPAD)峰值之间的距离而判定至物件之距离。在一些情况中，一经提取峰值可位于频率区间之间。
堆积(pile up)可导致峰值之一左移位且近似与峰值之信号功率成比例。为补偿堆积，可施加一右移位。该右移位之振幅可为(例如)峰值高度、内插之峰值高度或峰值能量之估计之一比例；在一些例项中，其甚至可考量峰值形状。
环境光亦可导致直方图之失真。例如，在关闭主动照明时获得之一背景量测或自该背景量测导出之具有较少杂讯(例如，拟合)之一信号可用于校正该失真。对由因环境光而产生之堆积所引起之峰值之左移位之补偿可以类似于对由信号峰值所引起之堆积之补偿之一方式执行。用于校正之参数可不同且可考量背景量测。
可藉由各种技术(诸如最大值侦测、内插、质心计算或脉冲拟合)侦测内插之峰值位置。在执行峰值侦测之前，可过滤直方图以减少杂讯。
一第二方法依靠一峰值下降(或上升)边缘之侦测。此方法可在直方图中之两个峰值是可区分时使用，但其亦可在串扰与物件峰值合并时使用。例如，在一些例项中，峰值之下降边缘经侦测且与一参考物之下降边缘比较，如(例如)图3A中所展示。例如，下降边缘可是藉由定限(即，下降边缘与一特定值交叉之位置，通常相对于最大峰值振幅或内插峰值振幅)侦测。定限亦可包含内插下降边缘以提高准确度且减少杂讯。下降边缘可是以其他方式侦测，诸如峰值之下降边缘部分的拟合或质心计算。图3B绘示用于一质心计算之一实例，且包含一参考SPAD峰值之下降边缘之重心与一物件SPAD峰值之下降边缘之重心之一比较。在一些实施方案中，可侦测上升边缘来代替下降边缘。侦测上升边缘可有利于(例如)非黑色目标。
在一些实施方案中，视差效应是用于侦测极近物件，且使用三角测量用于距离计算。参见图4之实例。因此，藉由物件反射之照明光束之一光点的位置取决于物距。自量测提取该光点位置(在一个维度上)以计算物距。若侦测器具有可(例如)运用若干TDC个别地读出之若干像素，则可提取位置。若可个别地启用/停用侦测器阵列中之SPAD，则可藉由使用经启用之不同SPAD的两个量测来侦测光点的位置。参见图5A及图5B之实例。对于所绘示实例，光学模拟展示在1mm及8mm之目标距离处之SPAD阵列上的辐照度。在一些例项中，可获取具有不同SPAD设置之两个以上量测以改良位置提取的稳健性。又，可使用若干最佳化图案，或可使用完整侦测器(若每半部(half)具有其自身TDC)。可应用校准以补偿可能因制造容限而发生之所侦测信号的劣化。
图6绘示针对四个通道之频率区间数对比计数之一图表之一实例，其中TDC1、TDC3及TDC2、TDC4分别在侦测器之相同半部上。串扰校准量测(无目标/无限远或极低反射率目标)可判定如下：
Oinf＝g*SCG+offset
预设光点位置校准量测(目标量测)可判定如下：
Oeff＝g*(SCG+STG)+offset
可接着用校准量测来补偿物件直方图。量测(即，通道)之比较容许估计距离。在一些情况中，取代无限远处之校准，一所定义物距处之一直方图量测可用于提取两个校准资料集。
在一些情况中，TOF侦测器可在容许量测一量测内之每个SPAD之光速率之一强度模式中操作。在此等情况中，此量测之质心可用于估计视差且判定物距。图6A及图6B展示结合若干目标距离之强度量测之实例。质心是与不具有一目标之一校准量测之质心比较及/或与具有一所定义距离处之一目标之一校准量测比较。为改良量测之稳健性，可在计算质心之前自物件量测减去不具有一目标之校准量测。被称为「不具有一目标」之校准量测可(例如)使用一极黑目标完成。
用于判定接近范围内之距离之一第三方法是基于强度的。在接近距离处，反射功率相对较大。距离TOF近接模组可依类似于一习知基于强度之近接侦测器之一方式使用。在此情况中，取代使用距离资讯，判定对于反射功率之一估计(例如，峰值最大值、峰值积分、复杂拟合函数)。
在一些情况中，所侦测之直方图可展示串扰，但无背景信号(即，在所有频率区间上之实质上恒定位准)。此结果之原因有可能在于TOF感测器(或容纳TOF感测器之装置之罩盖)是与阻挡所有或实质上所有环境光之一物件接触。因此，在此等情况中，与TOF模组相关联之处理器可经程式化以假定一物件(例如，一使用者之手指、耳朵或其他身体部分)是与TOF感测器或主机装置接触。
如上文所指示，TOF模组可包含接收由封装中之反射以及来自安置于TOF模组上方之盖玻璃之反射所引起之光学信号之一参考SPAD。若一物件极近，则光亦可藉由该物件反射回至传输器孔径中及至该参考SPAD。藉由参考SPAD侦测之信号之变化可用于估计物距。参考SPAD直方图中之变化可为(例如)峰值振幅之增加或峰值之变宽。
可在数位电子电路中，或在电脑软体、韧体或硬体(包含本说明书中所揭示之结构及其等结构等效物)中或其等之一或多者之组合中实施本说明书中所描述之标的及功能操作之各项态样。本说明书中所描述之标的之实施例可实施为一或多个电脑程式产品，即，在一电脑可读媒体上编码以藉由资料处理设备执行或控制资料处理设备之操作之电脑程式指令之一或多个模组。该电脑可读媒体可为一机器可读储存装置、一机器可读储存基板、一记忆体装置、实现一机器可读传播信号之一物质组合物，或其等之一或多者之一组合。术语「资料处理设备」及「电脑」涵盖用于处理资料之所有设备、装置及机器，举例而言，包含一可程式化处理器、一电脑或多个处理器或电脑。除了硬体之外，设备亦可包含产生针对讨论中之电脑程式之一执行环境之程式码，例如，构成处理器韧体、一协定堆迭、一资料库管理***、一作业***或其等之一或多者之一组合之程式码。
可以任何形式之程式设计语言(包含编译或解译语言)撰写一电脑程式(亦被称为一程式、软体、软体应用程式、指令档或程式码)，且其可以任何形式部署，包含作为一独立程式或作为一模组、组件、副常式或适用于一运算环境中之其他单元。一电脑程式并不一定对应于一档案***中之一档案。一程式可储存于保持其他程式或资料(例如，储存于一标示语言文件中之一或多个指令档)之一档案之一部分中，储存于专用于讨论中之程式之一单个档案中或多个协调档案(例如，储存一或多个模组、子程式或程式码之若干部分之档案)中。一电脑程式可经部署以执行于一电脑上或定位于一位点处或跨多个位点分布且藉由一通信网路互连之多个电脑上。
可藉由一或多个可程式化处理器执行本说明书中所描述之程序及逻辑流程，该一或多个可程式化处理器执行一或多个电脑程式以藉由对输入资料操作及产生输出来执行功能。亦可藉由专用逻辑电路(例如，一FPGA(场可程式化闸阵列)或一ASIC(特定应用积体电路))来执行该等程序及逻辑流程，且设备亦可实施为该专用逻辑电路。
适用于执行一电脑程式之处理器(例如)包含通用微处理器及专用微处理器两者及任何种类之数位电脑的任一或多个处理器。一般而言，一处理器将自一唯读记忆体或一随机存取记忆体或两者接收指令及资料。一电脑之基本元件是用于执行指令之一处理器及用于储存指令及资料之一或多个记忆体装置。一般而言，一电脑亦将包含用于储存资料之一或多个大容量储存装置(例如，磁碟、磁光碟或光碟)，或经可操作耦合以自该一或多个大容量储存装置接收资料或将资料传送至该一或多个大容量储存装置或该两种情况。然而，一电脑不需要具有此等装置。此外，一电脑可被嵌入于另一装置中，例如，一行动电话、一个人数位助理(PDA)、一行动音讯播放器、一全球定位***(GPS)接收器，等等。适用于储存电脑程式指令及资料之电脑可读媒体包含所有形式之非挥发性记忆体、媒体及记忆体装置，举例而言，包含：半导体记忆体装置，例如，EPROM、EEPROM、及快闪记忆体装置；磁碟，例如，内部硬碟或可移式磁碟(removable disk)；磁光碟；及CD ROM及DVD-ROM光碟。处理器及记忆体可藉由专用逻辑电路而增补或并入专用逻辑电路中。
为提供与一使用者之互动，可在一电脑上实施本说明书中所描述之标的的实施例，该电脑具有用于向该使用者显示资讯之一显示装置(例如，一CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)，且该使用者可藉由其而提供输入至该电脑之一键盘及一指向装置(例如，一滑鼠或一轨迹球)。其他种类之装置亦可被用于提供与一使用者之互动；例如，提供给该使用者之回馈可为任何形式之感觉回馈，例如，视觉回馈、听觉回馈或触觉回馈；且来自该使用者的输入可以任何形式被接收，包含声音、语音或触觉输入。
可在一运算***中实施本说明书中所描述之标的的态样，该运算***包含一后端组件(例如，作为一资料伺服器)，或包含一中介软体组件(例如，一应用程式伺服器)，或包含一前端组件(例如，具有一使用者可透过其与本说明书中所描述之标的之一实施方案互动之一图形使用者介面或一网页浏览器之一用户端电脑)，或包含一或多个此等后端、中介软体或前端组件的任何组合。该***之该等组件可是藉由任何形式或媒体之数位资料通信(例如，一通信网路)互连。通信网路之实例包含一区域网路(「LAN」)及一广域网路(「WAN」)，例如，网际网路。运算***可包含用户端及伺服器。一用户端及伺服器一般彼此远离且通常透过一通信网路互动。用户端与伺服器的关系凭借运行于各自电脑上及彼此具有一用户端-伺服器关系的电脑程式而发生。
虽然本说明书含有许多细节，但此等细节不应被理解为限制本发明或可主张之内容的范畴，而是被理解为描述特定于本发明之特定实施例的特征。本说明书中在分离实施例之背景内容中所描述之特定特征亦可组合而被实施于一单个实施例中。相反地，在一单个实施例之背景内容中描述之各种特征亦可分别被实施于多个实施例中，或是以任何合适子组合实施。此外，尽管特征在上文可被描述为依特定组合起作用且甚至最初如此主张，然来自一所主张之组合的一或多个特征在一些情况中可自该组合免除，且该所主张之组合可是关于一子组合或一子组合的变型。
类似地，虽然在图式中依一特定顺序描绘操作，但此不应被理解为需要依所展示之该特定顺序或依循序顺序来执行此等操作或需要执行所有经绘示之操作以达成所要结果。在特定境况中，多任务处理及平行处理可为有利的。此外，上文所描述之实施例中之各种***组件之分离不应被理解为在所有实施例中需要此分离，且应理解，所描述之程式组件及***可大体上一起整合于一单个软体产品中或封装于多个软体产品中。
已描述数个实施方案。然而，将理解，可在不脱离本发明之精神及范畴之情况下进行各种修改。因此，其他实施方案是在(若干)权利要求书之范畴内。
Claims (10)
1.一种使用一光学飞行时间TOF模组来判定至一物件之距离之方法，该方法包括：
在该TOF模组中获取指示至该物件之距离的信号；其中，获取信号包括侦测所述物件反射的辐射，并且其中所述TOF模组包括单光子突崩二极体阵列，该单光子突崩二极体阵列包括第一组单光子突崩二极体和第二组单光子突崩二极体；
对所述第一组单光子突崩二极体侦测到的辐射进行第一个量测；
生成与第一量测值相对应的第一直方图；
对第二组单光子突崩二极体侦测到的辐射进行第二个量测；
生成与第二测量值相对应的第二直方图；
使用一第一演算法以基于所获取的信号来提供指示至该物件之该距离之一输出；
使用至少一第二不同演算法以基于所获取的信号来提供指示至该物件之该距离之一输出；
其中所述第一演算法和第二演算法的其中至少之一包括侦测由所述物件反射的所述辐射的视差移位、以及比较所述第一直方图和所述第二直方图；及
组合该第一演算法之该输出与该至少一第二演算法之该输出，以获得至该物件之该距离之一改良估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该第一演算法及该至少一第二演算法之各者进一
步提供表示一各自可信度等级之一输出，该各自可信度等级指示该特定演算法已多准确地提取至该物件之距离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一演算法和第二演算法之至少一者包含一双峰值方法，其中基于用于藉由该TOF模组侦测之信号之两个峰值之间之一距离来判定至该物件之该距离。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一演算法和第二演算法之至少一者包含一双峰值方法，其中基于一物件峰值与一参考峰值之间之一距离来判定至该物件之该距离。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一演算法和第二演算法之至少一者是基于一峰值下降边缘的侦测。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一演算法和第二演算法之至少一者是基于藉由该TOF模组侦测之反射功率的强度。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一演算法和第二演算法之至少一者是基于藉由该TOF模组侦测之环境光的强度。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一演算法和第二演算法之至少一者是基于侦测由该物件反射之光之视差移位及分析单光子突崩二极体之一强度影像。
9.一种飞行时间TOF模组，其包括：
一光学发射器，其可操作以从该模组发射一特定波长的辐射；
一TOF感测器，其可操作以侦测由该模组外之一物件反射之该特定波长的辐射；其中，所述TOF感测器包括单光子突崩二极体阵列，该单光子突崩二极体阵列包括被配置为对所侦测的辐射进行第一个量测的第一组单光子突崩二极体、和对所侦测的辐射进行第二个量测的第二组单光子突崩二极体；及
一或多个处理器，其或其等可操作以：
产生对应于所述第一个量测的第一直方图；
产生对应于所述第二个量测的第二直方图；
使用一第一演算法以基于该经侦测辐射来提供指示至该物件之距离之一输出；
使用至少一第二不同演算法以基于该经侦测辐射来提供指示至该物件之该距离之一输出；
其中所述第一演算法和第二演算法的其中至少之一包括侦测由所述物件反射的所述辐射的视差移位、以及比较所述第一直方图和所述第二直方图；及
组合该第一演算法之该输出与该至少一第二演算法之该输出，以获得至该物件之该距离之一改良估计。
10.根据权利要求9所述的TOF模组，其中，该第一演算法及该第二演算法之各者进一步提供表示一各自可信度等级之一输出，该各自可信度等级指示该特定演算法已多准确地提取至该物件的距离。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762594067P | 2017-12-04 | 2017-12-04 | |
| US62/594,067 | 2017-12-04 | ||
| PCT/EP2018/083159 WO2019110447A1 (en) | 2017-12-04 | 2018-11-30 | Distance time-of-flight modules |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111684304A CN111684304A (zh) | 2020-09-18 |
| CN111684304B true CN111684304B (zh) | 2024-06-04 |
Family
ID=64564888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880088429.7A Active CN111684304B (zh) | 2017-12-04 | 2018-11-30 | 距离飞行时间模组 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11774563B2 (zh) |
| EP (1) | EP3721261B1 (zh) |
| CN (1) | CN111684304B (zh) |
| TW (1) | TWI835760B (zh) |
| WO (1) | WO2019110447A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7013926B2 (ja) * | 2018-02-23 | 2022-02-01 | 株式会社デンソー | 光学的測距装置およびその方法 |
| US11372090B2 (en) * | 2018-12-10 | 2022-06-28 | Baidu Usa Llc | Light detection and range (LIDAR) device with SPAD and APD sensors for autonomous driving vehicles |
| CN113740816A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-12-03 | 昆山丘钛微电子科技股份有限公司 | 摄像头模组的测距误差校正方法及装置 |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004037137A1 (de) * | 2004-07-30 | 2006-03-23 | Pmd Technologies Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernungsmessung |
| TW200918929A (en) * | 2007-09-28 | 2009-05-01 | Siemens Ag | Procedure and device to determining a distance by means of an opto-electronic image sensor |
| CN101467001A (zh) * | 2005-11-28 | 2009-06-24 | 罗博图兹有限公司 | 具有短程光学器件的距离测量装置 |
| TW201134156A (en) * | 2009-11-18 | 2011-10-01 | Qualcomm Inc | Monitoring and correcting timing errors in wireless communication |
| CN103455137A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 原相科技股份有限公司 | 位移感测方法与位移感测装置 |
| EP2711667A1 (de) * | 2012-09-21 | 2014-03-26 | Baumer Electric AG | Vorrichtung zur Entfernungsmessung |
| CN105572681A (zh) * | 2014-10-31 | 2016-05-11 | 洛克威尔自动控制安全公司 | 飞行时间传感器的绝对距离测量 |
| TW201617744A (zh) * | 2014-10-03 | 2016-05-16 | Ａｓｍｌ荷蘭公司 | 聚焦監控之配置及包括此種配置之檢測裝置 |
| JP2016176750A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社豊田中央研究所 | 光学的測距装置 |
| CN106067968A (zh) * | 2015-04-20 | 2016-11-02 | 三星电子株式会社 | 图像传感器单元和*** |
| CN106687817A (zh) * | 2014-08-22 | 2017-05-17 | ams国际有限公司 | 基于膜的磁强计 |
| TW201721514A (zh) * | 2015-07-17 | 2017-06-16 | 海特根微光學公司 | 基於場景之捕獲影像而產生之距離圖 |
| CN106911888A (zh) * | 2015-12-23 | 2017-06-30 | 意法半导体(R&D)有限公司 | 一种装置 |
| CN107085218A (zh) * | 2016-02-15 | 2017-08-22 | 机载水道学公司 | 低光子计数计时 |
| JP2017181279A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 株式会社ダイヘン | 測距装置および産業用ロボット |
| CN206650793U (zh) * | 2016-09-29 | 2017-11-17 | 意法半导体(R&D)有限公司 | 图像投影设备 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7379100B2 (en) * | 2004-02-12 | 2008-05-27 | Canesta, Inc. | Method and system to increase dynamic range of time-of-flight (TOF) and/or imaging sensors |
| WO2010149593A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Pulsed light optical rangefinder |
| DE102009045323A1 (de) * | 2009-10-05 | 2011-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Optisches Entfernungsmessgerät mit Kalibrierungseinrichtung |
| US8642938B2 (en) * | 2012-01-13 | 2014-02-04 | Omnivision Technologies, Inc. | Shared time of flight pixel |
| US8879050B2 (en) | 2012-12-04 | 2014-11-04 | Texas Instruments Incorporated | Method for dynamically adjusting the operating parameters of a TOF camera according to vehicle speed |
| GB201413564D0 (en) | 2014-07-31 | 2014-09-17 | Stmicroelectronics Res & Dev | Time of flight determination |
| US10145942B2 (en) | 2015-03-27 | 2018-12-04 | Intel Corporation | Techniques for spatio-temporal compressed time of flight imaging |
| FR3034513A1 (zh) * | 2015-04-02 | 2016-10-07 | Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas | |
| US10401496B2 (en) * | 2015-09-30 | 2019-09-03 | Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. | Optoelectronic modules operable to collect distance data via time-of-flight and triangulation |
| US10942261B2 (en) * | 2015-10-21 | 2021-03-09 | Samsung Electronics Co., Ltd | Apparatus for and method of range sensor based on direct time-of-flight and triangulation |
| EP3182156B1 (en) * | 2015-12-18 | 2021-01-27 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Ranging apparatus |
| US10324171B2 (en) * | 2015-12-20 | 2019-06-18 | Apple Inc. | Light detection and ranging sensor |
| US10761196B2 (en) | 2016-02-18 | 2020-09-01 | Aeye, Inc. | Adaptive ladar receiving method |
| CN105759280A (zh) | 2016-05-17 | 2016-07-13 | 上海酷哇机器人有限公司 | 对人眼安全的激光三角测量*** |
| US10627494B2 (en) * | 2016-09-16 | 2020-04-21 | Analog Devices, Inc. | Interference handling in time-of-flight depth sensing |
| CN107978002B (zh) * | 2016-10-25 | 2021-01-05 | 上海东软医疗科技有限公司 | 一种pet图像重建方法和装置 |
| JP6894775B2 (ja) * | 2017-06-20 | 2021-06-30 | キヤノン株式会社 | 測距システム及びその制御方法 |
| US10830879B2 (en) * | 2017-06-29 | 2020-11-10 | Apple Inc. | Time-of-flight depth mapping with parallax compensation |
| EP3460508A1 (en) * | 2017-09-22 | 2019-03-27 | ams AG | Semiconductor body and method for a time-of-flight measurement |
| US10785400B2 (en) * | 2017-10-09 | 2020-09-22 | Stmicroelectronics (Research & Development) Limited | Multiple fields of view time of flight sensor |
| US11212512B2 (en) * | 2017-12-28 | 2021-12-28 | Nlight, Inc. | System and method of imaging using multiple illumination pulses |
| US10922590B2 (en) * | 2018-02-09 | 2021-02-16 | Stmicroelectronics (Research & Development) Limited | Apparatus, method and computer program for performing object recognition |
| EP3732501A4 (en) * | 2018-02-13 | 2021-08-25 | Sense Photonics, Inc. | PROCESSES AND SYSTEMS FOR HIGH-RESOLUTION FLASH LIDAR WITH LARGE RANGE |
| DE102018205378A1 (de) * | 2018-04-10 | 2019-10-10 | Ibeo Automotive Systems GmbH | Verfahren zur Ansteuerung von Sensorelementen eines LIDAR Messsystems |
| WO2020167338A1 (en) * | 2019-02-11 | 2020-08-20 | Apple Inc. | Depth sensing using a sparse array of pulsed beams |
| US11500094B2 (en) * | 2019-06-10 | 2022-11-15 | Apple Inc. | Selection of pulse repetition intervals for sensing time of flight |
-
2018
- 2018-11-30 US US16/769,231 patent/US11774563B2/en active Active
- 2018-11-30 CN CN201880088429.7A patent/CN111684304B/zh active Active
- 2018-11-30 EP EP18811814.5A patent/EP3721261B1/en active Active
- 2018-11-30 WO PCT/EP2018/083159 patent/WO2019110447A1/en unknown
- 2018-12-03 TW TW107143226A patent/TWI835760B/zh active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004037137A1 (de) * | 2004-07-30 | 2006-03-23 | Pmd Technologies Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernungsmessung |
| CN101467001A (zh) * | 2005-11-28 | 2009-06-24 | 罗博图兹有限公司 | 具有短程光学器件的距离测量装置 |
| TW200918929A (en) * | 2007-09-28 | 2009-05-01 | Siemens Ag | Procedure and device to determining a distance by means of an opto-electronic image sensor |
| TW201134156A (en) * | 2009-11-18 | 2011-10-01 | Qualcomm Inc | Monitoring and correcting timing errors in wireless communication |
| CN103455137A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 原相科技股份有限公司 | 位移感测方法与位移感测装置 |
| EP2711667A1 (de) * | 2012-09-21 | 2014-03-26 | Baumer Electric AG | Vorrichtung zur Entfernungsmessung |
| CN106687817A (zh) * | 2014-08-22 | 2017-05-17 | ams国际有限公司 | 基于膜的磁强计 |
| TW201617744A (zh) * | 2014-10-03 | 2016-05-16 | Ａｓｍｌ荷蘭公司 | 聚焦監控之配置及包括此種配置之檢測裝置 |
| CN105572681A (zh) * | 2014-10-31 | 2016-05-11 | 洛克威尔自动控制安全公司 | 飞行时间传感器的绝对距离测量 |
| JP2016176750A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社豊田中央研究所 | 光学的測距装置 |
| CN106067968A (zh) * | 2015-04-20 | 2016-11-02 | 三星电子株式会社 | 图像传感器单元和*** |
| TW201721514A (zh) * | 2015-07-17 | 2017-06-16 | 海特根微光學公司 | 基於場景之捕獲影像而產生之距離圖 |
| CN106911888A (zh) * | 2015-12-23 | 2017-06-30 | 意法半导体(R&D)有限公司 | 一种装置 |
| CN107085218A (zh) * | 2016-02-15 | 2017-08-22 | 机载水道学公司 | 低光子计数计时 |
| JP2017181279A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 株式会社ダイヘン | 測距装置および産業用ロボット |
| CN206650793U (zh) * | 2016-09-29 | 2017-11-17 | 意法半导体(R&D)有限公司 | 图像投影设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 时间相关单光子计数型激光雷达距离判别法;尹文也;石峰;何伟基;顾国华;陈钱;;光子学报(第05期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201935035A (zh) | 2019-09-01 |
| US11774563B2 (en) | 2023-10-03 |
| EP3721261A1 (en) | 2020-10-14 |
| US20210156976A1 (en) | 2021-05-27 |
| EP3721261B1 (en) | 2022-11-02 |
| WO2019110447A1 (en) | 2019-06-13 |
| CN111684304A (zh) | 2020-09-18 |
| TWI835760B (zh) | 2024-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11175404B2 (en) | Lidar system and method of operating the lidar system comprising a gating circuit range-gates a receiver based on a range-gating waveform | |
| US11681029B2 (en) | Detecting a laser pulse edge for real time detection | |
| US10884109B2 (en) | Analytical-adaptive multifrequency error minimization unwrapping | |
| US20210405158A1 (en) | Depth sensing using optical time-of-flight techniques through a transmissive cover | |
| CN111684304B (zh) | 距离飞行时间模组 | |
| US20190293770A1 (en) | Detecting a laser pulse edge for real time detection | |
| CN112198519A (zh) | 一种距离测量***及方法 | |
| US20180059246A1 (en) | Optoelectronic modules for distance measurements and supplemental measurements | |
| WO2020257969A1 (zh) | 结构光投射装置、结构光投射方法及三维测量*** | |
| US20240027619A1 (en) | Image processing method and system for optical distance measurement | |
| CN112346075B (zh) | 一种采集器及光斑位置追踪方法 | |
| CN116745646A (zh) | 根据飞行时间测量和光斑图案测量的三维图像捕获 | |
| CN111289988B (zh) | 用于确定距离信息的方法、装置以及计算机程序 | |
| US20210341609A1 (en) | High resolution time-of-flight measurements | |
| CN116299496A (zh) | 估计对象反射率的方法、处理装置和存储介质 | |
| US11651503B2 (en) | Determining depth in a depth image | |
| US11500095B2 (en) | Method for determining the distance separating an object and an optical detection system, and corresponding system | |
| US20230384448A1 (en) | Methods and systems for operating lidar systems | |
| US20230038821A1 (en) | Object detection system and object detection method | |
| US20210270946A1 (en) | Time-of-flight measurement with background light correction | |
| WO2022177944A1 (en) | Method for characterizing lidar point cloud quality | |
| CN117572383A (zh) | 一种雷达的噪点滤除方法、装置、上位机和激光雷达 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Switzerland Jonathan Applicant after: AMS INTERNATIONAL AG Address before: La Perth, Switzerland Applicant before: AMS INTERNATIONAL AG |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |