CN118112539A - 测距方法、测距***及测距装置 - Google Patents

测距方法、测距***及测距装置 Download PDF

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CN118112539A CN202211527114.2A CN202211527114A CN118112539A CN 118112539 A CN118112539 A CN 118112539A CN 202211527114 A CN202211527114 A CN 202211527114A CN 118112539 A CN118112539 A CN 118112539A
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张玺
张睿
宋林胤
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Wuhan Arctic Core Microelectronics Co ltd
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Wuhan Arctic Core Microelectronics Co ltd
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Abstract

一种测距方法、测距***及测距装置。该测距方法包括:分别检测多个接收光信号并形成多个单光子时间码序列,包括检测每个接收光信号中的多个光脉冲并形成一个单光子时间码序列,其中,每个接收光信号包括环境光信号和经目标物反射的信号光脉冲;统计该多个单光子时间码序列形成直方图;以及对该直方图进行寻峰操作以确定所述目标物的距离。该测距方法可以有效抗环境光干扰、提高测距准确性。

Description

测距方法、测距***及测距装置
技术领域
本公开实施例涉及一种测距方法、测距***及测距装置。
背景技术
利用飞行时间(Time of Flight,ToF)相关原理可以对目标进行距离测量,以获取包含目标深度值的深度图像,进一步基于该深度图像可以实现三维重建、人脸识别、人机交互等功能。相关的距离测量***已被广泛应用于消费电子、无人架驶、AR/VR等领域。基于飞行时间原理的距离测量***往往都包含一个光束发射器以及采集器,发射器中的光源向目标空间发射光束,通过采集器接收由目标反射回的光束,根据光飞行的时间,计算目标物体的距离。
在实际应用中,由于采集单元中的光电检测器灵敏度较高,当环境光较强时,目标光信号的峰值由于环境光的堆积效应被遮盖,无法测量得到准确距离。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种测距方法,包括:分别检测多个接收光信号并形成多个单光子时间码序列,包括:检测每个接收光信号中的多个光脉冲并形成一个单光子时间码序列,其中,每个接收光信号包括环境光信号和经目标物反射的信号光脉冲;统计所述多个单光子时间码序列形成直方图;以及对所述直方图进行寻峰操作以确定所述目标物的距离。
在一些示例中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:通过一个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲,并分别通过多个时间数字转换器检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
在一些示例中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:通过一个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲,并通过一个时间数字转换器检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
在一些示例中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:通过多个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号生成多路检测信号,并对所述多路检测信号进行逻辑运算后得到优化检测信号;检测所述优化检测信号以形成所述单光子时间码序列。
在一些示例中,所述逻辑运算包括与运算、或运算或者与、或运算的组合。
本公开至少一实施例还提供一种测距***,包括采集器和处理电路,该采集器用于分别检测每个接收光信号中的多个光脉冲并形成一个单光子时间码序列从而对多个接收光信号进行检测形成多个单光子时间码序列,其中,每个接收光信号包括环境光信号和经目标物反射的信号光脉冲。该处理电路与所述采集器连接,并用于统计多个接收光信号对应的多个单光子时间码序列形成直方图以及对所述直方图进行寻峰操作以确定所述目标物的距离。
在一些示例中,所述采集器包括多个采集单元,所述多个采集单元配置为分别检测多个接收光信号并形成多个单光子时间码序列;每个采集单元包括检测器和记录器;所述检测器用于检测所对应的接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲;所述记录器用于检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列并输出至所述处理电路。
在一些示例中,每个检测器包括一个单光子雪崩光电二极管,所述单光子雪崩光电二极管用于响应于多个光脉冲产生多个检测信号脉冲。
在一些示例中,每个记录器包括时间数字转换器和脉冲分配电路,所述脉冲分配电路用于将所述多个检测信号脉冲分别分配至所述多个时间数字转换器;每个时间数字转换器用于检测对应的检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
在一些示例中,每个记录器包括一个时间数字转换器,所述时间数字转换器用于检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
在一些示例中,每个检测器包括多个单光子雪崩光电二极管,所述多个单光子雪崩光电二极管分别用于响应于所述接收光信号产生多路检测信号;
每个采集单元还包括组合逻辑电路,所述组合逻辑电路用于对所述多路检测信号进行逻辑运算得到优化检测信号;所述记录器用于检测所述优化检测信号以形成所述单光子时间码序列。
在一些示例中,所述测距***还包括发射器,所述发射器用于向所述目标物发出所述信号光脉冲。
本公开至少一实施例还提供一种测距装置,包括处理器以及存储器。所述存储器中存储有计算机可执行代码,当所述计算机可执行代码被所述处理器执行时,执行以上任一实施例提供的测距方法。
本公开实施例提供的测距方法、测距***和测距装置可以有效降低环境光干扰而提高测距准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,并非对本公开的限制。
图1为本公开至少一实施提供的测距方法的流程图;
图2A为本公开至少一实施例提供的测距***的结构示意图;
图2B和图2C分别示意性地示出了本公开至少一实施例提供的接收光信号和检测信号;
图3为本公开至少一实施例提供的时间数字转换器的电路示意图;
图4示出了一种直方图的示意图;
图5A-5C为本公开一些实施例提供的测距***的结构示意图;以及
图6为本公开至少一实施例提供的测距装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述参考在附图中示出并在以下描述中详述的非限制性示例实施例,更加全面地说明本公开的示例实施例和它们的多种特征及有利细节。应注意的是,图中示出的特征不是必须按照比例绘制。本公开省略了已知材料、组件和工艺技术的描述,从而不使本公开的示例实施例模糊。所给出的示例仅旨在有利于理解本公开示例实施例的实施,以及进一步使本领域技术人员能够实施示例实施例。因而,这些示例不应被理解为对本公开的实施例的范围的限制。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合得到新的实施例。
通常,在直接飞行时间测量技术中,结合单光子雪崩光电二极管(Single PhotonAvalanche Diode,SPAD)和时间数字转换电路(Time toDigital Converter,TDC),就可以完成基本的单光子测距。然而,由于SPAD的灵敏度较高,在成功探测到一个光子即达到饱和状态,在此后的一段死区时间内将无法响应后续到达的光子。在一个目标光发射周期中通常仅进行一次探测,在这种情形,SPAD容易被先到达的环境光所占据,而无法探测到目标光子。
一种方法是采用时间门控电路对SPAD的响应时间进行延迟,以滤去先到达的环境光子,提高目标信号光子的检测概率。然而,由于目光信号光子的到达时间并不确定,目标信号光子可能位于时间门外而未被检测到,因此检测效率和准确性较低。
本公开至少一实施例提供一种测距方法,包括:分别检测多个接收光信号并形成多个单光子时间码序列,包括:检测每个接收光信号中的多个光脉冲并形成一个单光子时间码序列,其中,每个接收光信号包括环境光信号和经目标物反射的信号光脉冲;统计多该多个单光子时间码序列形成直方图;以及对所述直方图进行寻峰操作以确定所述目标物的距离。
在本公开至少一实施例提供的测距方法中,对于每次接收到的光信号进行多次响应从而检测到多个光脉冲(即N个光脉冲,N为大于或等于2的正整数),从而提高检测目标信号光子的概率,该概率随着N取值增大而增加。当对多个检测周期的检测结果进行统计时,由于相较于随机分布的环境光,每个检测周期中的信号光脉冲在直方图中的时间位置相对固定,因此在最终根据单光子时间码序列形成的直方图中表现出信号峰,从而检测出信号光子的飞行时间t。目标物的深度或距离D可以看作光子在该飞行时间飞行的距离的一半,也即D=(c*t)/2,其中,c为光速。例如,N的取值范围为2-100。例如,检测次数(周期)大于5000。
相较于设置时间门控电路的方案,本公开实施例提供的测距方法对电路设计的要求较低,且检测效率和准确性较高。相较于每个检测周期进行单次单光子检测,本公开实施例提供的测距方法可以有效降低环境光干扰,提高检测概率,从而提高检测的准确性。
例如,可以对光电检测器的控制电路进行配置使得光电检测器在一个检测周期中进行多次响应,从而能对多个光脉冲进行检测。例如,该光电检测器可以实现为单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)或者雪崩式光电二极管(AvalanchePhoton Diode,APD),本公开实施例对于光电检测器的具体类型不作限制。
这里的一个接收光信号指的是在一个检测周期中接收到的包括多个光脉冲的光脉冲串,该光脉冲串包括作为检测目标的信号光脉冲和一个或多个环境光脉冲。而每个检测周期中,由光电检测器所检测到的多个光脉冲可能包括信号光脉冲,也可能不包括信号光脉冲,也即检测到的多个光脉冲均为环境光脉冲。例如,每个检测周期的长度可以覆盖一个或多个信号光脉冲发射周期。每个接收光信号中包括一个或多个信号光脉冲。
需要说明的是,每个检测周期中所检测到的光脉冲的个数(N)均大于1,它们可能相同,也可能不同,这具体取决于光电检测器的控制电路的配置以及光电检测器的响应性能。
图1为本公开至少一实施例提供的一种测距方法的流程图,图2A为本公开至少一实施例提供的测距***的结构示意图,图2B示意性地示出了5个接收光信号(01-05),图2C示意性地示出了该5个接收光信号被响应后得到的5路检测信号。以下将结合图1和图2A-2C对本公开至少一些实施例提供的测距方法和测距***进行示例性说明。
如图1所示,该测距方法包括步骤S11-S13:分别检测多个接收光信号并形成多个单光子时间码序列,包括:检测每个接收光信号中的多个光脉冲并形成一个单光子时间码序列;每个接收光信号包括环境光信号和经目标物反射的信号光脉冲;统计多个接收光信号对应的多个单光子时间码序列形成直方图;以及对该直方图进行寻峰操作以确定目标物的距离。
例如,如图2B所示,5个检测周期中分别接收到了5个接收光信号(01-05),每个接收光信号包括一个经目标物反射的信号光脉冲(由椭圆圈出)和多个环境光脉冲。例如,每个检测周期中仅能检测该接收光信号中的两个光脉冲(由虚线矩形框圈出),那么在第4个检测周期中,信号光脉冲就没有被检测到。但是这种情况对统计结果不会造成影响。检测每个光脉冲的光子的飞行时间并转换成时间码从而形成该单光子时间码序列,然后根据该单光子时间码序列绘制直方图。当对多个检测周期的单光子时间码序列进行统计形成直方图时,由于相较于随机分布的环境光,每个检测周期中的信号光脉冲在直方图中的时间位置相对固定,因此在最终根据单光子时间码序列形成的直方图中表现出信号峰,从而检测出信号光子的飞行时间t。
例如,在每个检测周期,通过单光子雪崩光电二极管(Single Photon AvalancheDiode,SPAD)响应于所述接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲。
在每个检测周期,SPAD进行多次响应从而检测到多个光脉冲。SPAD作为一种单光子检测器,每次只能检测到一个光子,然后会经过一段死区时间才能“复活”进行下一次检测。如果一个检测周期SPAD只进行一次检测,被环境光占先的概率较大;而如果进行多次检测,由于SPAD的复活时间的不确定性,与信号光脉冲的到来时间契合的概率就会大大提高,从而提高了检测概率。
例如,通过一个或多个时间数字转换器检测该多个检测信号脉冲以形成该单光子时间码序列。
结合参考图2A,该测距***包括采集器110和处理电路120。例如,该测距***还可以包括光源130。该光源130用于向目标物15发出信号光脉冲。例如,该信号光脉冲以一定周期或频率发出;在另一些示例中,该信号光脉冲的发射周期也可能存在规律的或者随机的错位。本公开实施例对此不作限制。
例如,光源130可以是发光二极管(LED)、边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)等光源,也可以是多个光源组成的阵列光源;例如,光源130可以是在单块半导体基底上生成多个VCSEL光源以形成的VCSEL阵列光源芯片。光源130所发射的光束可以是可见光、红外光、紫外光等。光源130在处理电路120的控制下向外发射光束,比如在一个实施例中,光源130在处理电路120的控制下以一定的频率(或脉冲周期)发射信号光脉冲,可以用于直接飞行时间法(Direct TOF)测量中;例如,该发射频率可以根据测量距离进行设定,比如可以设置成1MHz-100MHz;例如,测量距离在几米至几百米,例如范围在50米或者20米以内。
采集器110用于对多个接收光信号进行检测形成多个单光子时间码序列。每个接收光信号包括环境光信号和经目标物反射的信号光脉冲。具体地,该采集器110用于分别检测每个接收光信号中的多个光脉冲,并检测每个光脉冲的光子的飞行时间并转换成时间码,从而形成一个单光子时间码序列。例如,每个检测周期得到的多个单光子时间码一起被输入至处理电路120。
处理电路120与该采集器110连接,并用于统计多个接收光信号对应的多个单光子时间码序列形成直方图以及对所述直方图进行寻峰操作以确定所述目标物的距离。例如,该处理器12可以是独立的专用电路,比如专用SOC芯片、FPGA芯片、ASIC芯片等等,也可以包含通用处理器,比如当该测距***被集成到如手机、电视、电脑等智能终端中,该处理电路120可以作为终端中的处理器的至少一部分。
例如,该采集器110包括多个采集单元10,配置为分别检测多个接收光信号并形成多个单光子时间码序列以供统计形成直方图。这种设置可以提高检测概率并降低直方图统计的随机性。例如,该多个采集单元10成阵列排布。
例如,每个采集单元10包括检测器11和记录器12,该检测器11用于检测所对应的接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲;该记录器12与检测器11连接,用于检测该多个检测信号脉冲以形成该单光子时间码序列并输出至处理电路120。
图2C示意性地示出了图2B中多个接收光信号被检测器11响应得到的多路检测信号01’-05’,例如,每路检测信号相应包括两个检测信号脉冲,也即每个检测周期该检测器11响应了两次,检测到两个光子。
例如,该检测器11包括单光子检测器,例如单光子雪崩光电二极管(SinglePhoton Avalanche Diode,SPAD)。在每个检测周期,SPAD进行多次响应从而检测到多个光脉冲。SPAD作为一种单光子检测器,每次只能检测到一个光子,然后会经过一段死区时间才能“复活”进行下一次检测。如果一个检测周期SPAD只进行一次检测,被环境光占先的概率较大;而如果进行多次检测,由于SPAD的复活时间的不确定性,与信号光脉冲的到来时间契合的概率就会大大提高,从而提高了检测概率。
例如,该记录器12包括单光子计数器,可以检测单个光子的飞行时间。例如,该记录器12包括时间数字转换电路(Time to Digital Converter,TDC)。
TDC用于根据光电检测信号确定光子从被发射到被接收的飞行时间并生成表征该飞行时间的时间码(二进制码、温度码等编码),时间码作为地址寻址处理电路120中的直方图存储器中的对应存储单元(也称时间箱(bin)),每个存储单元用于记录寻址该存储单元的时间码所表征的飞行时间对应的光子计数值,每个存储单元每被寻址一次其所记录的光子计数值加1。每个检测周期中多个光脉冲对应形成的多个时间码形成一个单光子时间码序列。经过多个周期的检测之后,可以将得到的多个单光子时间码序列进行统计并绘制直方图。直方图的横坐标表示各存储单元所对应的时间,直方图的纵坐标表示光子计数值。由于相较于随机分布的环境光,每个检测周期中的信号光脉冲在直方图中的时间位置相对固定,基于该直方图可以通过寻峰操作确定峰值从而确定信号光脉冲对应的飞行时间。
TDC是一种记录起始信号和终止信号之间的时间间隔的器件,例如,每个TDC由单独的起始信号和终止信号触发,通过该时间间隔得到信号光脉冲的飞行时间,并将该飞行时间转换为时间码输出到处理电路120。
在本公开至少一些实施例中,TDC可以作为单脉冲边沿检测器;在本公开至少一些实施例中,TDC可以作为多边沿检测器。如图2C所示,TDC检测到检测器输出的检测信号脉冲的上升沿(如椭圆圈出)并转换为响应的时间码输出到处理电路120。
图3示例性地示出了一种TDC的部分电路示意图,以下结合图3对本公开实施例提供的TDC的驱动方法进行示例性说明,然而这并不作为对本公开实施例的限制。
如图3所示,该TDC电路包括由多个延迟单元组成的延迟链以及与该延迟链连接的多个触发器,例如为D触发器。每个延迟单元的输出端对应连接一个D触发器的输入端。例如,该延迟链的输入端配置为接收检测器11输出的检测信号作为起始触发信号;多个D触发器的时钟控制端彼此连接并配置为接收终止触发信号。
例如,该终止触发信号与光源发射信号光脉冲时刻存在固定延迟T,当终止触发信号到达该各触发器的时钟控制端,寄存器采集到的数据为1111_1111_0000_0000,表示检测信号脉冲的上升沿向右传递了8个延迟单元,如果每个延迟单元的延迟时间为τ,那么起始触发信号和终止触发信号之间的时间间隔为8τ,对应的飞行时间为T-8τ。该TDC电路随后将得到的飞行时间转换为时间码输出至处理电路120用于形成直方图。
该TDC电路还可以用于检测多边沿信号。例如,当终止触发信号到达该各触发器的时钟控制端,寄存器采集到的数据为1111_0000_1111_0000,表示检测到两个检测信号脉冲的上升沿,其中一个向右传递了12个延迟单元,另一个向右传递了4个延迟单元,各自对应的飞行时间分别为T-12τ和T-4τ。该TDC电路随后将得到的多个飞行时间转换为多个时间码输出至处理电路120用于形成直方图。
图4示例性地示出了一种直方图的示意图。如图4所示,直方图的横坐标表示各存储单元所对应的时间,ΔT指的是时间箱的宽度;直方图的纵坐标表示光子计数值,也即每个时间箱内所存储的光子计数值。T1、T2分别指直方图绘制的起始与终止时刻,[T1,T2]是该直方图的时间区间,T=T2-T1指的是总的时间宽度。基于该直方图可以利用最高峰值法等方法确定脉冲波形的位置,并得到相应的飞行时间t。
例如,在一些示例中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:通过一个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲,并分别通过多个时间数字转换器检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
在该示例中,每个TDC用于检测一个检测信号脉冲。例如,可以通过脉冲分配电路将接收到的多个检测信号脉冲分别分配给多个TDC。
例如,在另一些示例中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:通过一个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲,并通过一个时间数字转换器检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
在该示例中,每个TDC用于检测多个检测信号脉冲,有助于对电路进行简化。
例如,在又一些示例中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:通过多个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号生成多路检测信号,并对所述多路检测信号进行逻辑运算后得到优化检测信号;检测所述优化检测信号以形成所述单光子时间码序列。例如,该逻辑运算包括与运算、或运算中的至少之一。
例如,当环境光较强时可以通过对每个检测周期测得的多路检测信号进行与运算以消除一些环境光脉冲从而降低环境光的影响。
例如,当光源发出的信号光脉冲较弱时,可以通过或运算提高信号光脉冲的检测概率。
例如,该逻辑运算还可以包括与运算、或运算的组合来降低环境干扰并提高信号光的检测概率。
这里可以将环境光视作分布为离散的环境光脉冲,该环境光脉冲的密度随着环境光强度的增大而增加。
图5A-5C分别示出了本公开一些实施例提供的几种测距***的结构示意图。
例如,如图5A所示,图中示出了4个采集单元10,每个采集单元10包括检测器11和记录器12,每个检测器11包括一个SPAD,该检测器还包括SPAD的控制电路(未示出),如淬灭电路等。该控制电路配置为控制该SPAD在每个检测周期响应接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲。每个记录器12包括脉冲分配电路17和多个TDC,该脉冲分配电路用于将SPAD输出的多个检测信号脉冲分别分配至多个TDC,每个TDC用于检测对应的检测信号脉冲从而测得对应的光脉冲的飞行时间,并将该飞行时间转换成时间码从而形成单光子时间码序列。图中示例性地示出了两个TDC。这里每个TDC仅用于单脉冲边沿的检测。
在另一些示例中,如图5B所示,该实施例与图5A所示实施例的主要区别在于每个记录器12只包括一个TDC,也即通过一个TDC测得多个检测信号脉冲以形成单光子时间码序列,这里每个TDC用于多脉冲边沿的检测。
在又一些示例中,如图5C所示,每个检测器11包括多个SPAD,该多个SPAD分别用于响应于所接收到的接收光信号产生多路检测信号。每路检测信号包括多个检测信号脉冲。通过设置多个SPAD检测每次接收到的接收光信号可以有效提高检测概率。
每个采集单元10还包括组合逻辑电路18,该组合逻辑电路18用于对多路检测信号进行逻辑运算得到优化检测信号,每路检测信号包括多个检测信号脉冲。例如,该优化检测信号包括优化后的多个检测信号脉冲。该记录器12用于检测优化后的多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。例如,每个记录器12可以包括一个TDC或者多个TDC。
例如,该组合逻辑电路18可以包括与电路或者或电路,从而对多路检测信号进行与运算或者或运算。
例如,当环境光较强时可以通过对每个检测周期测得的多路检测信号进行与运算以消除一些环境光脉冲从而降低环境光的影响。
例如,当光源发出的信号光脉冲较弱时,可以通过或运算提高信号光脉冲的检测概率。
如图6所示,本公开至少一实施例还提供一种测距装置500,包括存储器520和处理器510,该存储器520中存储有计算机可执行代码,当该计算机可执行代码被该处理器510执行时,执行以上任一实施例提供的测距方法。
例如,该处理器510可以是中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、图像处理器(GPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元,可以为通用处理器或专用处理器,并且可以控制测距装置中的其它组件以执行期望的功能。
例如,该存储器520可以包括一个或多个计算机程序产品,该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令,处理器可以运行该程序指令,以实现本公开实施例中(由处理器实现)的功能以及/或者其它期望的功能,例如测距方法等。在该计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据。
本公开至少一个实施例还提供一种存储介质,用于存储非暂时性计算机程序指令,当该非暂时性计算机程序指令由计算机执行时可以实现本公开任一实施例所述的测距方法。例如,该存储介质可以应用于上述测距装置中。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式,而非用于限制本公开的保护范围,本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (12)

1.一种测距方法,包括:
分别检测多个接收光信号并形成多个单光子时间码序列,包括:检测每个接收光信号中的多个光脉冲并形成一个单光子时间码序列,其中,每个接收光信号包括环境光信号和经目标物反射的信号光脉冲;
统计所述多个单光子时间码序列形成直方图;以及
对所述直方图进行寻峰操作以确定所述目标物的距离。
2.如权利要求1所述的测距方法,其中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:
通过一个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲,并分别通过多个时间数字转换器检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
3.如权利要求1所述的测距方法,其中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:
通过一个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲,并通过一个时间数字转换器检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
4.如权利要求1所述的测距方法,其中,检测每个接收光信号并形成一个单光子时间码序列包括:
通过多个单光子雪崩光电二极管响应于所述接收光信号生成多路检测信号,并对所述多路检测信号进行逻辑运算后得到优化检测信号;
检测所述优化检测信号以形成所述单光子时间码序列。
5.如权利要求4所述的测距方法,其中,所述逻辑运算包括与运算、或运算或者与、或运算的组合。
6.一种测距***,包括:
采集器,用于分别检测每个接收光信号中的多个光脉冲并形成一个单光子时间码序列从而对多个接收光信号进行检测形成多个单光子时间码序列,其中,每个接收光信号包括环境光信号和经目标物反射的信号光脉冲;以及
处理电路,与所述采集器连接,并用于统计所述多个单光子时间码序列形成直方图以及对所述直方图进行寻峰操作以确定所述目标物的距离。
7.如权利要求6所述的测距***,其中,所述采集器包括多个采集单元,所述多个采集单元配置为分别检测多个接收光信号并形成多个单光子时间码序列;
每个采集单元包括检测器和记录器;
所述检测器用于检测所对应的接收光信号中的多个光脉冲生成多个检测信号脉冲;
所述记录器用于检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列并输出至所述处理电路。
8.如权利要求7所述的测距***,其中,每个检测器包括一个单光子雪崩光电二极管,所述单光子雪崩光电二极管用于响应于多个光脉冲产生多个检测信号脉冲。
9.如权利要求8所述的测距***,其中,每个记录器包括时间数字转换器和脉冲分配电路,所述脉冲分配电路用于将所述多个检测信号脉冲分别分配至所述多个时间数字转换器;
每个时间数字转换器用于检测对应的检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
10.如权利要求8所述的测距***,其中,每个记录器包括一个时间数字转换器,所述时间数字转换器用于检测所述多个检测信号脉冲以形成所述单光子时间码序列。
11.如权利要求7所述的测距***,其中,每个检测器包括多个单光子雪崩光电二极管,所述多个单光子雪崩光电二极管分别用于响应于所述接收光信号产生多路检测信号;
每个采集单元还包括组合逻辑电路,所述组合逻辑电路用于对所述多路检测信号进行逻辑运算得到优化检测信号;
所述记录器用于检测所述优化检测信号以形成所述单光子时间码序列。
12.一种测距装置,包括:
处理器,以及
存储器,其中,所述存储器中存储有计算机可执行代码,当所述计算机可执行代码被所述处理器执行时,执行权利要求1-5任一所述的测距方法。
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