电子光学的目标测距和成象的制作方法

专利名称：电子光学的目标测距和成象的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于光学测距和绘制静止目的物的装置。本发明取得供确定车辆中乘客坐位占用者的存在和位置用的这类装置中的应用。在提供汽车乘客碰撞保护方面，特别对于可充气的气囊，已经发现在充气时需要按照占用者相对于气囊安装结构的位置去控制气囊的充气数量或速率。为了防止万一气囊的充气相对于占用者的体积过急或过强时身体的损害，也还需要去确定占用者体格的体积和外形。在车辆前部乘客坐位上有儿童和娇弱或瘦小成年人的情况下已经遇到过这类问题。
因而，已经有需要去提供检测目的物，特别是车辆前部乘客坐位占用者，的地段或范围，体积和位置的可靠的并廉价的方式或方法，在某种意义上从中能获得足够的信息以提供为保护占用者的气囊充气的合适速率或抑制。迄今，已经建议在坐位上使用重量敏感装置去确定乘客坐位占用者的质量并从重量推断占用者的体积。然而，这种在坐位上的重量传感器不能提供关于占用者对气囊相对位置的任何信息，而且也没有关于占用者体积和形状的任何直接信息。于是，已经有需要提供确定在碰撞时占用者身体的外形和相对于气囊位置的其他方式和方法。
已经被建议使用一对视频摄像机用于在车辆运行期间占用者位置的适时三维监视，然而，这类技术已被发现对安装在车辆中可能过于庞大和突出，并且还已经被考虑到对机动车辆的大批生产的过高成本。
因而，有需要提供廉价、小型、简单并易于安装的、用于确定有如在机动车辆坐位上乘客的用充气气囊保护的目的物的体积和位置的传感器。
本发明的一个目的是提供用单个摄象机或光检测器供对目的物光学测距用的简单、较廉价的系统或装置。
本发明的另一个目的是提供对目的物实时光学测距和绘制，供目的物三维成象用的单个摄象机。
本发明的再一个目的是提供单个光检测装置，用于对目的物光学测距和绘制以及三维成象，该装置适用于实时监视机动车辆坐位上用气囊保护的占用者的体积和位置。
本发明的进一步目的是提供被配置在固体器件上的多个光检测象素阵列去光学测距和三维图象绘制。
本发明的更进一步目的是提供单个摄象机实时光学测距和三维图象绘制并从其中提供电信号，该信号可被使用供控制为车辆占用者碰撞保护的气囊充气用。
本发明为了测距利用具有至少一个光检测器的单个摄象机。对于成象，当三维成象的光从被一对光源所顺序照明的目的物反射时，最好使用固体象素光检测器阵列供接收和用电子学方法绘制用。固体光检测器提供可被电子计算机供多种目的使用的电信号，特别是用于提供对车辆占用者保护气囊的抑制充气的信号。
在本发明的优选实施例中，照明光源发射光，其频谱波长在350-14000nm范围内。
附图简述

图1是如本发明所实施的含有光源及用于照明和检测从目的物反射光的组件的透视图；图2是图1的装置的顶视图；图3是图1的摄象机装置一部分的放大剖面图；图4是具有占用者的机动车乘客坐位，同时具有象本发明那样被安装的占用者位置检测器的侧视图；图5是图4的车辆的占用者坐位部分的顶视图；图6是类似于图4的视图，示出作为车辆中为检测占用者位置使用的供本发明的照明和摄象机组件用的替代的地点；图7是如本发明中所实施的用于使用透镜生成离实际光源的地点更远的光源虚象的光学简图；图8是示出远离装配反射镜的光源实际位置的该光源虚象生成的光学简图；图9是本发明的使用单个光源和旋转快门的另一个实施方案的光学简图。该快门交替导引来自球面镜和反射镜的光在离目的物大于光源实际地点的距离处以生成光源的虚象；图10是图9的实施方案的旋转快门的放大的详情。
图11是本发明使用具有透镜和光圈的旋转快门的替代实施方案的透视图；图12是为本发明检测器所使用的有源互补型金属氧化物半导体(CMOS)象素阵列的放大的视图；图13是无源CMOS象素阵列的类似于图12的视图；图14是本发明的具有双光源和单个光检测器阵列的用于对目的物测距并用于绘制及三维成象的系统算法的方框图；以及图15是作为供车辆占用者位置传感器使用的系统的算法的方框图。
图16是用于本发明为对车辆占用者感知和气囊抑制使用的系统的电路功能的方框图。
参看图1，本发明的系统被概括地以10表明，并且包含被配置在离仅待测距或者既待测距又待成象的目的物一预定距离L处的摄象机组件12。组件12包括最好按有间距的关系被配置在摄象机16的相对的两侧上被表示为L1、L2的多个照明光源，摄象机16在本发明目前的优选实施中利用至少一个光检测器仅为测距用而为成象则利用被概括以18表明的多个光检测器，它们在下文中将被较详细地描述，以及用于为目的物14的三维成象测距和绘制的聚焦透镜20。
虽然照明光源L1、L2在图1和图2的实施方案10中以配置在一般位置或离目的物14距离L处的形式被图解，但应理解到这么做是由于方便和紧凑的缘故，紧凑正是供本发明的机动车辆占用者传感器应用的情况。应将理解到在其他场地许可的应用中光源L1、L2仍可能被放置在离目的物不同距离处。
在本发明目前的优选实施中，本发明的系统10，是打算用做机动车辆占有传感器应用的型式，如在下文中将被描述，透镜22邻近光源L2被配置并被放置在光源L2与目的物14之间用于提供光源L2的虚象到目的物。应将理解到，对于光源L1和L2被放置在离目的物不同距离处的应用，透镜22是不需要的。
参看图2和3，摄象机16最好在透镜20前面使用一个合适的滤光器以改善从目的物所反射的光的信号噪声比。
参看图7，透镜22具有用参考字母FP表示的焦点，它离透镜22比光源L2离透镜22的距离DL2更远。来自光源L2的光线穿过透镜22将被位于目的物14处的观察者看作从如图7中所示位于IL2处并被离透镜22的距离DIL2所指示的虚象发出的。虚象IL2位于离光源L2距离δd处并且离目的物14一段距离D02。因而，透镜22形成目的物14被光源L2照明的效果，当与两个光源实际被放置处的距离D1(图1和图2中的L)相对比，好象L2被实际放置在离目的物14距离D02处(距透镜22DIL2)。
如熟悉本技术领域的人员所理解的，用光源对目的物的照度反比于离光源距离的平方而正比于光源的强度。因而，如果光源L1和L2有相同的强度和波长，则在图2的装置中目的物将被照明好象光源L1在距离L处而光源L2离目的物14一段距离D02处。还将进一步理解到，按时间或画面在任一瞬间，目的物的照明，被顺序地或交替地照明，是环境的光和来自光源L1或L2中任何一个的光的总和。
本发明通过记录目的物14仅用环境的光照明的强度并记录光检测器18的输出信号，获得测距和成象的信息。光源L1、L2按顺序地被交替激发一个短暂的瞬间，在本发明的目前的实施中，它为10毫秒的间隔已被发现是满意的；并且，对由光源L1，L2各自照明的光检测器18的输出被转换到数字形式并被存储在存储器中。先前获得的仅用环境光的光检测器18的输出然后可从用于分别用光源L1、L2照明光检测器的每个输出中减去。通过对每个光源照明相减所获得信号值平方的比率可被计算出。这个比率然后可被用于计算目的物离光检测器的距离，因为照明的比率将按照目的物离光检测器的距离变化。
对于给定象素的计算被陈述如下。
参看图7，对于具有位于离透镜距离FL处的焦点FP的给定透镜22和位于离透镜距离DL2处的光源L2，虚象IL2离透镜的距离DIL3是DIL2=|FLxDL2FL-DL2|]]>如果L1在离目的物相同的实际距离D1处，在虚拟距离中的差值被计算为δD＝DIL2-DL2在给定的光检测器或象素上所接收的光可用下式描述Ipx=Iα+Kd2,]]>而Iα是如果没有光源L1、L2任何一个所接收到的光强，项K/d2是照明源离目的物距离d的函数。系数K是已知的根据经验确定的照明强度和目的物反射率的函数。
重新整理上述内容给出Ipx-Iα=Kd2and,d=K(Ipx-Iα).]]>给定两个光源L1，IL2分别在离目的物距离D1和D02处，如果顺序照明的量度(画面)被量出并且L1和IL2之间的距离是已知的D1=K(IPXL1-Iα);]]>D02=K(IPXIL2-Iα)]]>则到目的物的实际距离就能被算出。
取上列二式之比以消除反射率项D1D02=K(IPXL2-Iα)K(IPXIL2-Iα);]]>D1D02=(IPXIL2-Iα)(IPXL1-Iα)]]>从图7可看出δD＝D02-D1或D1＝D02-δD因此，代入D02-δDD02=(IPXIL2-Iα)(IPXL1-Iα)]]>，所以距离D02能被写成用δD表示D02=-δD{-1+(IPXIL2-Iα)(IPXL1-Iα)}]]>在目前的实施中，对于需要测距和成象的车辆占用者传感器，光检测器最好是象素阵列，包含装配在固体CMOS器件或是示于图12中的有源固体阵列18或是示于图13中的无源固体阵列18’。示于在图12和13中所说明的阵列中的每个象素因而具有一对直角坐标X，Y，它们可被用于形成在每个象素的特殊坐标系的从目的物14所反射的光的强度图。从目的物14所反射的光的强度将对每个象素变化，该变化依赖于目的物的形状和对于给定的象素目的物上独立的点对应于坐标X，Y的距离。因而，从对于给定象素的强度比率计算值所确定的距离是目标的一部分的距离的函数，从该部分反射的光被象素接收，所确定的距离使用象素的坐标系可被绘制以给出目的物的三维图象。
本发明因而提供了一种用于对目的物测距的简单和较廉价的技术，该技术使用交替激发的照明源和至少一个可能包含在普通的固体器件上的一个或多个象素的光检测器。另外，如果多个光检测器被优先地按阵列被使用，则目的物的三维成象就能被完成。
参看图8，虚光源IL2的一种替代的装置被说明其中透镜22被凹面镜24替代，它具有被配置在凹面镜焦点FP’与为防止来自光源L2的光直接照明目的物14而设置的护罩26之间的光源L2。反射镜24有虚象IL2’，它在反射镜后面离光源L2的实际位置有一段显著的距离，因而形成光源L2离目的物14的明显的较大距离D02’。
参看图4和图5，本发明被示出用作供对占用者测距和成象用的占用者位置传感器，占用者概括地以28表示，坐在机动车辆32的前部坐位中，同时摄象机组件12被配置在车辆上占用者的前面和风挡的上面。在另一种替代的装置中，如图6所示组件12可被放置在车辆顶部衬板上面占用者坐位30’之上。在图6的装置中，光源L1、L2被交替地配置在光检测器18’的一边。
参看图9到11，仅利用具有旋转快门部件的单个照明源L3的本发明的替代装置被示出，概括地以38表明，它包含联接到转轮42的电动机40，转轮具有被安装在其上的在轮42的共有半径上被排成一行并在轮中心同侧的弯曲的，一般不反射的或涂黑的挡板44和平面反射镜46。光源L3具有固定的护罩48被配置以防止L3直接照明目标14；并且，凹面镜50被配置在L3的护罩48的对面，当光源L3激发时目的物14就被来自凹面镜50的反射光照明。图9的装置中的目的物14被照明似乎光源L3位于虚象点IL3，该虚象点比L3的实际位置离目的物14明显更远。这是具有在图9中以实轮廓线表示位置的转轮42的系统的情况，其中反射镜46和挡板44都在凹面镜50后面被旋转。
随着转轮42旋转到在图中以虚轮廓线表示的挡板44和反射镜46所处的位置，反射镜50被挡板44与光源L2隔离；并且，来自L3的光由平面镜46被反射以几乎直接照明的方式照明目的物14。因而，快门轮42的旋转从单一光源L3的实际位置和从在IL3处的虚拟位置产生对目的物14的交替照明。
参看图11，来自灯L3’单一光源照明的另一个替代的装置被说明，其中透镜52被安装在由电动机40’驱动的旋转的快门轮42’上，同时透镜52被配置在转轮42’上与光圈54沿径向相对。因而转轮42’的旋转容许通过光圈54直接照明并且通过光穿过透镜52交替地使目的物14照明，而透镜52在其后面显著的距离处有虚象点IL3’以致由单一光源L3’通过透镜52与光圈54对目的物的照明强度基本上是不同的。
参看图14，系统的运行以方框图形式被示出，其中在步骤60仅用环境光的目的物14的照明强度由光检测器18检测。环境光随后在步骤62被滤掉由于其强度已知在光学上是无意义的。
系统随后在步骤64着手选通或激发光源L1一段选定的时间间隔，它可被选择足够短以保证在照明期间目的物不发生明显的移动。在本发明目前的实施中，已发现10毫秒的间隔对于车辆占用者传感器的应用是满意的；然而，其他的时间间隔可以被用作应用的保证。系统进行到步骤66，然后就记录用于阵列18中各象素的从目的物所接收的反射光的强度。
参看图14，系统进行到步骤68，执行数字滤波操作以消除环境光对通过每个象素生成的信号值的影响。然后系统进行到步骤70，激发或选通光源L2用于照明目的物14同时光源L1被关闭。系统于是进行到步骤72，将在步骤70因光源L2的照明期间从各象素的输出信号形成的数字信号存储进存储器。
系统于是进行到步骤74，执行数字滤波操作对每个象素减去或消除因环境光存储的信号值，从而产生只有光源L2照明所表示的存储的信号值。
系统于是进行到步骤76，执行用于计算分别用L1、L2照明各象素所存储的信号的距离D02比率的计算，并且进行到步骤78使用每个象素的坐标系绘制在步骤76所确定的距离由此在步骤80产生目的物的三维图象。系统在步骤78的操作的执行中，比较计算值与存储在存储器中来自加工操作的校准数据，它被示于图14中，象在步骤79中从存储在存储器中的校准数据所得的数据那样。
参看图15，对于本发明应用于车辆坐位占用者位置检测的感知应用，系统的操作用流程图示出，其中在车辆中的系统对步骤100的车辆起动到步骤102的靠光源L1、L2根据在步骤60所记录的环境的数据执行调节起反应。
系统进行到步骤104，执行图14中60直到80的深度绘制操作，并进行到步骤106，根据步骤105来自存储器输入到系统的数据为面对风险的情况做试验。如果在步骤106的试验是肯定的，系统进行到步骤108，生成对气囊充气机系统的信号建议气囊抑制。于是系统回到步骤104。
然而，如果在步骤106的确定是否定的，则系统再循环到步骤104。
参看图16，本发明的电系统的功能作为实施在车辆中占用者传感器的应用以方框图的形式被说明并将在下文被描述。
系统拍摄车辆乘客室内预先确定区域的图象，将图象数据存储在存储器中并用软件处理图象数据编程进入电子线路器件如微处理机。图象数据处理提供车辆前部坐位乘客旁边占用者的分类并确定在这坐位的目的物是否处于“面对风险区”。如果情况是这样，系统将指令外部器件去抑制或使乘客旁边的气囊充气机能启动。
在加工运行期间，车辆特定信息被编程进入非易失性存储器224。当系统增加动力消耗时，占用者分类处理器230读取非易失性存储器224的内容并将系统操作参数设置在处理器230中及面对风险区现场可编程门阵列(FPGA)210。
FPGA210指令摄象机220拍摄“图象”。图象的数据从摄象机220被发送通过FPGA210并被存储于FPGA内部随机存储器(RAM)及光耦合(OC)图象RAM218存储器。当完整的图象画面已存储于OC图象RAM218时，FPGA210通知光耦合器(OC)230。OC230处理在OC图象RAM218中的图象数据并确定乘客旁边的占用者的分类。OC图象RAM218数据在OC数据处理期间被发送通过FPGA210并送至数据总线。FPGA210处理来自其内部RAM存储器的图象数据以确定目的物是否处于面对风险区。作为OC和FPGA图象数据处理的结果，系统将通过机载收发器232和处理器板卡连接器234发送信息至外部器件建议是否抑制或启动乘客尺寸的气囊充气机。
系统包含照明线路以照明由红外发光二极管(IR LED)驱动器208，近强度控制器200，远强度控制器202，近红外LED204和远红外LED206组成的汽车乘客室。应理解LED204和206对应于在上文中描述的照明光源L1，L2。通过选通合适的IR LED驱动器208，信号远-控制转向开/关远红外LED206。通过选通合适的IR LED驱动器208，信号近-控制转向开/关近红外LED206。在FPGA210里面的内部寄存器控制这些信号的逻辑状态。OC230写入这个寄存器的内容。信号强度-控制和强度-数据被用于控制红外LED所源自的电流量。在FPGA210里面的内部寄存器控制这些信号的逻辑状态。OC203写入这个寄存器的内容。
FPGA210控制LED214(外部)情况的状态。在FPGA210里面的内部寄存器控制这些信号的逻辑状态。OC230更新这个寄存器的内容。
在OC230读或写访问外部器件期间，FPGA210生成合适的定时和控制信号。OC230图象数据处理软件程序和其他软件程序保存在快速只读存储器(ROM)226中。OC所需要的额外的RAM存储器空间被配备在OC用户RAM228中。FPGA的内部线路和OC所需要的时钟信号分别从振荡器线路212和236得出。非易失性存储器224还被用于存储系统故障码。机载电源222生成不同系统线路组分所需要的5伏特和3.3伏特电源信号。
因此本发明以其最简单的方式提供一个供目的物光学测距的独特的和新颖的系统，该系统利用具有被交替选通的照明光源的单一光检测器并且计算在检测器接收的光的比率及确定关于目的物反射到检测器的范围。在另一种实施方案中，多个光检测器被使用；而且，交替选通光源使系统能数字式地绘制由各检测器所接收的光的比率被计算的距离，当如此选通以使绘制能生成目的物的三维图象。本发明的系统可以用离照明目的物实际隔开不同距离或与反射透镜或反射镜共同放置的照明光源操作，透镜或反射镜被用于生成一个光源的虚象以引起光源离照明目的物在距离上差别的效果。在一种替代的实施方案中，单一照明光源被使用伴随着装上快门供来自光源的光交替传播或通过透镜或通过反射镜到目的物以生成不同于光源实际地点的虚拟的距离并通过简单的光圈供直接照明用。来自光源L1、L2的约在350至14000纳米波长范围的光最好被使用。
虽然本发明已在上文根据图解说明的实施方案被描述，应理解到本发明是能够改善和变更的并且只受下列的权利要求的限制。
权利要求
1.对目的物光学测距和成象的方法包含(a)将第一个光源配置在离该目的物一定距离处并用第一个光源照明该目的物；(b)将第二个光源配置在离该目的物不同于上述一定的距离的某个虚拟的距离处并用第二个光源照明该目的物；(c)为了检测从该目的物反射的光将多个光检测器配置成阵列，并生成表现出用该检测器所检测的反射光强度的电信号；(d)交替激发该第一个和第二个光源并将从目的物的反射光聚焦到该检测器上；(e)当该目的物首先被该第一个和第二个光源之一并随后用该第一个和第二个光源中的另一个照明时，存储所生成的电信号值；以及(f)当用该一个光源并随后用另一个该光源照明时计算检测器所产生该信号值的比率，并且由该比率计算目的物离该检测器的距离及绘制所计算的距离作为该目的物的图象。
2.权利要求1所确定的方法，其中照明该目的物的该步骤包含用具有波长约在350到14000纳米范围内的光照明。
3.权利要求1所确定的方法，其中该配置光检测器的步骤包含将该多个检测器配置成任何阵列。
4.权利要求1所确定的方法，其中该配置该光检测器的步骤包含将象素阵列配置在集成固体器件中。
5.权利要求1所确定的方法，其中该第二个光源虚拟地配置在虚拟地不同的预定距离处的步骤包含将透镜配置在该第二个光源与该目的物之间。
6.权利要求1所确定的方法，其中该绘制步骤包含将电信号从模拟转换为数字形式。
7.权利要求1所确定的方法，其中该配置光检测器的步骤包含将该检测器阵列配置在该第一个和第二个光源的中间。
8.权利要求1所确定的方法，其中该聚焦步骤包含使该反射光通过透镜。
9.权利要求1所确定的方法，其中该聚焦步骤包含用反射镜从该目的物反射该光。
10.权利要求1所确定的方法，其中该聚焦步骤包含使该反射光通过光圈。
11.权利要求1所确定的方法，其中该照明步骤包含用反射镜反射来自该第一个和第二个光源之一的光。
12.权利要求1所确定的方法，其中该配置光检测器的步骤包含将象素阵列配置在由包含(a)电荷耦合器件及(b)CMOS器件的组合中所选定的固体器件上。
13.权利要求1所确定的方法，其中该配置光检测器的步骤包含配置由(a)有源象素阵列传感器及(b)无源象素阵列传感器组成的组合中所选定的固体器件。
14.供对目的物光学测距和成象用的系统包含(a)第一个光源被配置在离该目的物一定距离处并且可操作用于照明该目的物；(b)第二个光源被配置在离该目的物虚拟地不同于上述该一定距离的某个距离处并且可操作用于照明该目的物；(c)可操作用于交替激发该第一个和第二个光源的装置；(d)多个光检测器和用于使从该目的物所反射的光聚焦到该检测器上的装置，同时各检测器可操作以提供表现出在那里所接收的光强度的电信号；(e)可操作用于存储对每次照明关于各检测器的该信号值的装置；(f)可操作用于计算对于第一个和第二个光源照明关于各检测器的该信号值的比率的装置；(g)可操作用于由各被计算的信号比率计算目的物离各该检测器距离的装置；以及(h)可操作用于绘制该被计算的距离并对该目的物成象的装置。
15.权利要求14所确定的系统，其中第一个和第二个光源发射的光在可见光谱中。
16.权利要求14所确定的系统，其中第一个和第二个光源发射的光在红外光谱中。
17.权利要求14所确定的系统，其中第一个和第二个光源发射的光约在350至14000纳米的波长范围内。
18.权利要求14所确定的系统，其中光检测器的阵列包含在固体器件上的象素。
19.权利要求14所确定的系统，其中光检测器的阵列包含在CMOS固体器件上的象素。
20.权利要求14所确定的系统，其中可操作用于存储的装置包含模拟到数字的转换器。
21.权利要求14所确定的系统，其中为了影响不同于该一定距离的虚拟距离，第二个光源有透镜被配置在该第二个光源与该目的物之间。
22.权利要求14所确定的系统，其中该检测器的阵列被配置在该第一个和第二个光源的中间。
23.权利要求14所确定的系统，其中该第一个和第二个光源包含发光二极管。
24.权利要求14所确定的系统，其中该可操作用于计算比率的装置包含可操作以消除在该检测器上的环境光对该信号的影响的装置。
25.用于确定在车辆中坐位占用者的存在和位置并且由此提供电信号的系统包含(a)第一个光源被配置在该车辆中离该坐位一定的距离处并且可操作用于照明该坐位及在那里的占用者；(b)第二个光源被配置在离该坐位虚拟地不同于上述一定距离的某个距离处并且可操作用于照明该坐位及占用者；(c)多个光检测器被配置以各自接收来自该占用者的反射光并且可操作用于表现出该所接收光的强度的电信号；(d)可操作用于交替地激发该第一个和第二个光源的装置；(e)可操作用于存储对每次照明各检测器所生成的该信号值的装置；(f)可操作用于计算对于第一个和第二个光源照明各检测器该被存储的信号值的比率的装置；(g)可操作用于由每个该所计算的信号比率计算该占用者离检测器距离的装置；以及(h)可操作用于绘制该所计算距离并且可操作用于提供占用者存在的该电信号及该位置图象的装置。
26.权利要求25所确定的系统，其中该第二个光源包含生成该第二个光源虚象的装置，该装置是从由包含透镜和反射镜的组合中所选定的。
27.用于确定在车辆中坐位占用者的存在和位置并且从那里提供电图象的方法，包含(a)配置多个光检测器用于检测从该占用者所反射的光并生成表现出该检测器所检测的反射光的强度的电信号；(b)将第一个光源配置在离该目标一定距离处用于照明该坐位和占用者；(c)将第二个光源配置在离该坐位虚拟地不同于该一定距离的某个距离处为了用该第二个光源照明该坐位和占用者；(d)交替地激发该第一个和第二个光源并照明该坐位和占用者；(e)将从该占用者反射的来自该第一个和第二个光源的光聚焦到该检测器上；(f)顺序地存储对每次交替激发所生成的该电信号值；以及(g)计算对每次交替激发各检测器所生成的该信号值的比率并计算该占用者离该检测器的距离并绘制该被计算距离且形成该占用者位置的图象。
28.权利要求27所确定的方法，另外包含当该图象显示容许偏差外的占用者位置时生成抑制信号应用于阻止气囊充气机的激励。
29.权利要求27所确定的方法，另外该顺序地存储步骤包含将模拟转换为数字。
30.用于对目的物光学测距的系统包含(a)至少一个光检测器被配置以接收从该目的物所反射的光并可操作以生成该被接收光的强度的电信号；(b)第二个光源被配置在离该目的物一定距离处并且在激发时可操作以照明该目的物；(c)第二个光源被配置在离该目的物虚拟地不同于上述一定距离的某个距离处并且在激发时可操作以照明该目的物；(d)可操作以存储对通过该第一个和第二个光源各次照明该目的物的该电信号值的装置；以及(e)可操作以计算该被存储的电信号值的比率并可操作从该比率计算该目标范围的装置。
31.权利要求30所确定的系统，其中该至少一个光检测器包含多个光检测器。
32.权利要求30所确定的系统，其中该第一个和第二个光源发射选自包含波长约在350至14000纳米范围的组合中的光。
33.对目的物光学测距和成象的方法包含(a)配置多个光检测器用于接收从该目的物所反射的光并生成表现出所接收光的强度的电信号；(b)提供光源并将来自该光源的光导引和成帧到该目的物，交替地从实光源和离该目的物比该实光源有显著不同距离处的虚光源。(c)存储对该多个光检测器中各个的该电信号值；(d)计算用于真实的和虚拟的画面组的该值的比率并对各个比率计算目的物范围；(e)对于多个光检测器中各个检测器绘制计算的目的物距离并使目的物成象。
34.权利要求33所确定的方法，其中该成帧步骤包含关闭快门。
35.权利要求33所确定的方法，其中该交替导引步骤包含由反射镜反射光。
36.权利要求33所确定的方法，其中该交替导引步骤包含使光通过透镜。
37.权利要求33所确定的方法，其中该成帧步骤包含旋转快门。
全文摘要
供目的物光学测距并三维成象用的系统。当用一对选通光源或快门选通直接和虚拟成象的单个光源替换着照射时仅有的单个光检测器能够检测从目的物所反射的光。检测器对于每次照射的输出信号含有从其中所减去的环境独自的光强信号和所计算的直接成象光与虚拟成象光的比率以及从这个比率所确定的目的物的距离。对于成象检测器阵列被使用并且所计算的距离使用检测器坐标系被绘制以给出三维图象。光最好在350到14000纳米的波长范围内。该系统特别适合作为车辆占用者的传感器以及被使用以生成气囊充气抑制信号的图象,如果图象指示不容许的占用者的性能及位置。
文档编号G01S17/08GK1267835SQ0010470
公开日2000年9月27日 申请日期2000年3月22日 优先权日1999年3月22日
发明者Z·阿尔马杰德, W·J·雅努特卡, M·G·塔拉诺夫斯基 申请人:易通公司