测距方法及装置、计算机可读介质和电子设备与流程

文档序号:25539470发布日期:2021-06-18 20:34阅读:100来源:国知局
测距方法及装置、计算机可读介质和电子设备与流程

本公开涉及激光测距技术领域,具体涉及一种测距方法、测距装置、计算机可读介质和电子设备。



背景技术:

光学测距成像技术可以得到场景的完整三维结构信息,帮助机器实现高精度的识别、定位、场景重建等,已经成为增强现实技术(augmentedreality,ar)应用的必不可少的基础技术之一。光学测距成像技术中应用较为广泛的是itof(indirecttime-of-flight,间接飞行时间法)和dtof(directtime-of-flight,直接飞行时间法),相比于dtof技术,itof技术不仅成本更低,制作难度也较小。

目前,相关的itof测距方案中,通过点阵光源替换面光源。对于接收端感光传感器,由于仅有点阵光源照射的区域才会生成有效信号,而其他没有被点阵光源照射到的区域,虽然相应的感光像素也在工作,但是收集到的只能是噪声信号,造成没必要的功耗,并且接收到的噪声信号会导致计算量增大,降低测距效率以及测距结果的帧率。



技术实现要素:

本公开的目的在于提供一种测距方法、测距装置、计算机可读介质和电子设备,进而至少在一定程度上避免相关的采用点阵光源的itof方案中接收噪声信号的感光像素造成没必要的功耗、增加计算量、降低测距效率以及测距结果的帧率的问题。

根据本公开的第一方面,提供一种测距方法,包括:

在像素筛选阶段,向目标区域处发射点阵光信号,以使所述点阵光信号在所述目标区域处反射并生成反射点阵光信号;

接收所述反射点阵光信号,并通过所述反射点阵光信号在感光像素区域中筛选目标感光像素;

在测距阶段,通过处于工作状态的所述目标感光像素接收所述反射点阵光信号,并根据所述点阵光信号和所述反射点阵光信号的相位差确定测距结果。

根据本公开的第二方面,提供一种测距装置,包括:

发射模块,用于在像素筛选阶段和测距阶段,向目标区域处发射点阵光信号,以使所述点阵光信号在所述目标区域处反射并生成反射点阵光信号;

接收模块,与所述发射模块电连接,用于在像素筛选阶段,接收所述反射点阵光信号,并通过所述反射点阵光信号在感光像素区域中筛选目标感光像素;或者在测距阶段,通过处于工作状态的所述目标感光像素接收所述反射点阵光信号,并根据所述点阵光信号和所述反射点阵光信号的相位差确定测距结果。

根据本公开的第三方面,提供一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

根据本公开的第四方面,提供一种电子设备,其特征在于,包括:

处理器;以及

存储器,用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器实现上述的方法。

本公开的一种实施例所提供的测距方法,通过在像素筛选阶段,向目标区域处发射点阵光信号,以使点阵光信号在目标区域处反射并生成反射点阵光信号,并接收反射点阵光信号,并通过反射点阵光信号在感光像素区域中筛选得到目标感光像素;进而可以在测距阶段,仅通过处于工作状态的目标感光像素接收反射点阵光信号,并根据点阵光信号和反射点阵光信号的相位差确定测距结果。一方面,在每一帧测量前,通过在像素筛选阶段筛选接收有效信号的目标感光像素,进而可以在测距阶段仅需要开启目标感光像素就可以得到精度与准确率较高的测距结果,避免接收不到有效信号的感光像素开启造成没必要的功耗,降低测距系统的功耗;另一方面,由于测距系统仅需要计算目标感光像素检测到的反射点阵光信号,有效减少了计算量,提升测距效率,从而提高测距结果的帧率。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:

图1示出了可以应用本公开实施例的一种电子设备的示意图;

图2示意性示出本公开示例性实施例中一种测距方法的流程图;

图3示意性示出本公开示例性实施例中一种确定各个光斑对应的寻址区域的流程图;

图4示意性示出本公开示例性实施例中一种筛选目标感光像素的流程图;

图5示意性示出本公开示例性实施例中一种根据光强度信息筛选目标感光像素的流程图;

图6示意性示出本公开示例性实施例中另一种筛选目标感光像素的流程图;

图7示意性示出本公开示例性实施例中一种根据置信度得分筛选目标感光像素的流程图;

图8示意性示出本公开示例性实施例中测距装置的组成示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外,附图仅为本公开的示意性图解,并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分,因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体,不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

图1示出了可以应用本公开实施例的一种电子设备的示意图。

下面以图1中的移动终端100为例,对电子设备的构造进行示例性说明。本领域技术人员应当理解,除了特别用于移动目的的部件之外,图1中的构造也能够应用于固定类型的设备。在另一些实施方式中,移动终端100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或软件和硬件的组合实现。各部件间的接口连接关系只是示意性示出,并不构成对移动终端100的结构限定。在另一些实施方式中,移动终端100也可以采用与图1不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。

如图1所示,移动终端100具体可以包括:处理器110、内部存储器121、外部存储器接口122、通用串行总线(universalserialbus,usb)接口130、充电管理模块140、电源管理模块141、电池142、天线1、天线2、移动通信模块150、无线通信模块160、音频模块170、扬声器171、受话器172、麦克风173、耳机接口174、传感器模块180、显示屏190、摄像模组191、指示器192、马达193、按键194以及用户标识模块(subscriberidentificationmodule,sim)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括深度传感器1801、压力传感器1802、陀螺仪传感器1803等。

处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括应用处理器(applicationprocessor,ap)、调制解调处理器、图形处理器(graphicsprocessingunit,gpu)、图像信号处理器(imagesignalprocessor,isp)、控制器、视频编解码器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、基带处理器和/或神经网络处理器(neural-networkprocessingunit,npu)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。

npu为神经网络(neural-network,nn)计算处理器,通过借鉴生物神经网络结构,例如借鉴人脑神经元之间传递模式,对输入信息快速处理,还可以不断的自学习。通过npu可以实现移动终端100的智能认知等应用,例如:图像识别,人脸识别,语音识别,文本理解等。

处理器110中设置有存储器。存储器可以存储用于实现六个模块化功能的指令:检测指令、连接指令、信息管理指令、分析指令、数据传输指令和通知指令,并由处理器110来控制执行。

充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。电源管理模块141用于连接电池142、充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入,为处理器110、内部存储器121、显示屏190、摄像模组191和无线通信模块160等供电。

移动终端100的无线通信功能可以通过天线1、天线2、移动通信模块150、无线通信模块160、调制解调处理器以及基带处理器等实现。其中,天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号;移动通信模块150可以提供应用在移动终端100上的包括2g/3g/4g/5g等无线通信的解决方案;调制解调处理器可以包括调制器和解调器;无线通信模块160可以提供应用在移动终端100上的包括无线局域网(wirelesslocalareanetworks,wlan)(如无线保真(wirelessfidelity,wi-fi)网络)、蓝牙(bluetooth,bt)等无线通信的解决方案。在一些实施例中,移动终端100的天线1和移动通信模块150耦合,天线2和无线通信模块160耦合,使得移动终端100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。

移动终端100通过gpu、显示屏190及应用处理器等实现显示功能。gpu为图像处理的微处理器,连接显示屏190和应用处理器。gpu用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个gpu,其执行程序指令以生成或改变显示信息。

移动终端100可以通过isp、摄像模组191、视频编解码器、gpu、显示屏190及应用处理器等实现拍摄功能。其中,isp用于处理摄像模组191反馈的数据;摄像模组191用于捕获静态图像或视频;数字信号处理器用于处理数字信号,除了可以处理数字图像信号,还可以处理其他数字信号;视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩,移动终端100还可以支持一种或多种视频编解码器。

外部存储器接口122可以用于连接外部存储卡,例如microsd卡,实现扩展移动终端100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口122与处理器110通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。

内部存储器121可以用于存储计算机可执行程序代码,可执行程序代码包括指令。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能,图像播放功能等)等。存储数据区可存储移动终端100使用过程中所创建的数据(比如音频数据,电话本等)等。此外,内部存储器121可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universalflashstorage,ufs)等。处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令,执行移动终端100的各种功能应用以及数据处理。

移动终端100可以通过音频模块170、扬声器171、受话器172、麦克风173、耳机接口174及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放、录音等。

深度传感器1801用于获取景物的深度信息。在一些实施例中,深度传感器可以设置于摄像模组191。深度传感器1801可以是dtof镜头,能够根据脉冲激光的飞行时间测量真实距离,具体的,dtof镜头可以包括spad像素阵列,用于接收反射光的光子产生电流并通过tdc电路进行计数,当然,本示例实施例不以此为限。

压力传感器1802用于感受压力信号,可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中,压力传感器1802可以设置于显示屏190。压力传感器1802的种类很多,如电阻式压力传感器,电感式压力传感器,电容式压力传感器等。

陀螺仪传感器1803可以用于确定移动终端100的运动姿态。在一些实施方式中,可以通过陀螺仪传感器1803确定移动终端100围绕三个轴(即,x,y和z轴)的角速度。陀螺仪传感器1803可以用于拍摄防抖、导航、体感游戏场景等。

此外,还可以根据实际需要在传感器模块180中设置其他功能的传感器,例如气压传感器、磁传感器、加速度传感器、距离传感器、接近光传感器、指纹传感器、温度传感器、触摸传感器、环境光传感器、骨传导传感器等。

移动终端100中还可包括其它提供辅助功能的设备。例如,按键194包括开机键,音量键等,用户可以通过按键输入,产生与移动终端100的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。再如,指示器192、马达193、sim卡接口195等。

itof是通过测量发射波和回波的相位差来计算光在传感器和被测物体之间的飞行时间,从而计算距离的。在相关的itof方案中,一般是由发射端发射一个面光源照射在物体或者目标区域上,然后接收端接收这个面光源对应光线在物体或者目标区域上反射的光,从而通过感光传感器计算出整个面光源覆盖到的视场区域内的深度信息。但是,由于面光源的光线不够集中,而且功耗较高,导致itof方案无法进行较长时间的测量,并且应用面光源的itof方案能够测量到的距离也较短,无法应用到距离较远的场景中。

另一种相关的itof方案中,为了提升测量的距离和准确度,或者说保持同样测量距离精度的条件下降低测距系统的功耗,会使用点阵光源替换面光源。这样如果是同样功耗的光源,点光源每个点的能量更为集中,相应的信噪比也更高,因此可以提升测量的精度和距离,或者降低功耗。但是,这种方案中,对于接收端的感光传感器,由于仅有点阵光源照亮的区域才有有效信号,相对应的感光像素可以测量的有效的深度信息。而其他没有被点阵光源反射回的光线照射到的区域,虽然感光传感器中没有被点阵光源反射回的光线照射到的感光像素也在工作,但是收集到的只能是噪声信号,实际上,这部分没有探测到有效光信号的像素是不需要打开工作的,造成了没有必要的功耗,并且没有被点阵光源反射回的光线照射到的感光像素收集的噪声信号也会被传输到处理模块进行处理,导致计算量大,降低了测距系统的处理效率。

基于相关技术中的一个或者多个问题,本示例实施例首先提供了一种测距方法,可以应用于终端设备,例如,终端设备可以是智能手机、测距设备、ar设备等,本示例实施例不以此为限,下面对本公开示例性实施方式的测距方法进行具体说明。

参考图2所示,图2示出了本示例性实施方式中一种测距方法的流程,可以包括以下步骤s210至步骤s230:

在步骤s210中,在像素筛选阶段,向目标区域处发射点阵光信号,以使所述点阵光信号在所述目标区域处反射并生成反射点阵光信号。

在一示例性实施例中,像素筛选阶段是指在每一帧开始测距之前用于选择接收有效信号的感光像素的时间段,测距阶段是指仅选通像素筛选阶段筛选得到的感光像素进行测距的时间段,像素筛选阶段与测距阶段共同作为完整一帧的距离或者深度信息测量。像素筛选阶段所耗费的时间一般小于测距阶段所耗费的时间,例如,可以设置像素筛选阶段的时间为10微秒,可以设置测距阶段为大于或者等于200微秒,当然,像素筛选阶段和测距阶段的时间设置可以根据实际情况进行自定义设置,本示例实施例对此不做特殊限定。

目标区域可以是指一定距离内需要测量距离远近的区域,例如,目标区域可以是三维人脸,也可以是室内环境中的物体表面,当然,还可以是其他需要测量距离的区域,本示例实施例对此不作特殊限定。

点阵光信号是指通过点阵光源阵列生成的光信号,其中,点阵光源可以是由垂直腔面发射激光器(vertical-cavitysurface-emittinglaser,vcsel)构成的光源阵列,光信号可以是垂直腔面发射激光器发射的特定频率的调制脉冲激光信号,调制脉冲激光信号可以在目标区域处进行反射得到反射点阵光信号。

在步骤s220中,接收所述反射点阵光信号,并通过所述反射点阵光信号在感光像素区域中筛选目标感光像素。

在一示例性实施例中,感光像素区域是指感光传感器中各感光像素分布的区域,通过感光像素区域接收目标区域处反射生成的反射点阵光信号,进而可以通过感光像素对应的光电二极管(photo-diode,pd)将光信号转换为电信号之后对电信号的处理得到距离数据。

目标感光像素是指在像素筛选阶段检测到的能够有效接收到反射点阵光信号的感光像素,即目标感光像素能够接收到有效信号,感光像素区域除目标感光像素之外的感光像素接收到的信号为噪声信号,例如,可以根据感光像素接收到的光信号强度筛选目标感光像素,也可以是根据感光像素输出结果筛选目标感光像素,当然,还可以是其他能够筛选接收有效信号的感光像素的方式,本示例实施例对此不做特殊限定。

在步骤s230中,在测距阶段,通过处于工作状态的所述目标感光像素接收所述反射点阵光信号,并根据所述点阵光信号和所述反射点阵光信号的相位差确定测距结果。

在一示例性实施例中,处于工作状态的目标感光像素是指选通的目标感光像素,例如,可以预先设计感光像素选通控制电路,进而可以通过感光像素选通控制电路控制每个感光像素的“重置”(rst)信号,当rst信号被置为高电平时,fd(floatingdiffusion,浮动扩散)直接与整个电路的高电平连通,此时pd信号无法有效传输给fd,感光像素不工作。需要感光像素处于工作状态时,将rst信号置为低电平即可。当然,此处仅是示意性举例说明,具体的选通方式与预先设计的感光像素选通控制电路有关,本示例实施对此不做特殊限定。

测距结果是指处理接收到的反射点阵光信号得到的结果,例如,测距结果可以是到目标区域处的真实距离信息,也可以是目标区域对应的深度图,具体可以根据关系式(1)计算终端设备与目标区域之间的真实距离数据:

其中,d可以表示终端设备与目标区域之间的真实距离数据,c可以表示光速,即299792458m/s,可以表示点阵光信号和反射点阵光信号之间的相位差,f可以表示调制的点阵光信号对应的频率。

下面,对本示例实施例中的步骤s210至步骤s230进行进一步说明。

在一示例性实施例中,在通过处于工作状态的目标感光像素接收反射点阵光信号之后,还可以将感光像素区域中除目标感光像素之外的像素设置为关闭状态。

其中,关闭状态是指未被选通的感光像素,例如,可以通过感光像素选通控制电路控制每个感光像素的rst信号,当rst信号被置为高电平时,fd直接与整个电路的高电平连通,此时pd信号无法有效传输给fd,感光像素不工作,即将感光像素区域中除目标感光像素之外的像素设置为关闭状态。

在进行测距时,在每一帧的像素筛选阶段,初始化所有感光像素,即将感光像素区域内的所有感光像素选通置为工作状态,然后筛选目标感光像素,将目标感光像素在感光像素区域中的位置坐标进行记录,然后结束像素筛选阶段;在测距阶段,初始化所有感光像素,即将感光像素区域内的所有感光像素选通置为工作状态,然后根据记录的目标感光像素在感光像素区域中的位置坐标,保持目标感光像素处于工作状态,并且将感光像素区域中除目标感光像素之外的感光像素设置为关断,即关闭状态。

在一示例性实施例中,由于点阵光信号在目标区域处反射,使反射到感光像素区域中的光斑由于视差影响会产生漂移,因此在实际测量时可能出现的情况是,每一帧测量时接收到有效信号的目标感光像素都不相同。而由视差引起的光斑投影在感光像素区域上的位置变化主要沿基线方向,基线方向是指为vcsel和感光像素区域的中心连线的方向,因此,同一个光斑在感光像素区域上的变化是在一定范围内的。

基于以上分析,为了更快的筛选到感光像素区域中的目标感光像素,可以先在感光像素区域中框定每一个点阵光信号对应的投影光斑的变化范围,即对感光像素区域进行分组,然后进行筛选,参考图3所示,具体可以通过图3中的步骤对感光像素区域进行分组:

步骤s310,获取所述点阵光信号对应的光源属性数据;

步骤s320,根据所述光源属性数据对所述感光像素区域进行划分,得到所述反射点阵光信号中各个光斑对应的寻址区域。

其中,光源属性数据是指点阵光信号与接收反射点阵光信号的感光像素区域之间的相关参数,例如,光源属性数据可以是点光源阵列中点光源对应的焦距,也可以是点光源阵列中点光源与感光像素区域对应的基线长度,还可以是感光像素区域的尺寸大小,当然,还可以是其他类型的点阵光信号与接收反射点阵光信号的感光像素区域之间的相关参数,本示例实施例不以此为限。

寻址区域是指点阵光信号投影在感光像素区域上的光斑可能的投影区域,例如,可以根据光斑的直径数据对感光像素区域进行划分,如可以将光斑直径的2至10倍内的感光像素作为同一个光斑的寻址区域,当然,具体的感光像素区域的划分取决于测距系统中光源属性数据如各个光学参数和硬件参数决定,本示例实施例对此不做特殊限定。

在一示例性实施例中,在感光像素区域中划分得到各个光斑对应的寻址区域之后,可以通过图4中的步骤实现目标感光像素的筛选,参考图4所示,具体可以包括:

步骤s410,获取所述寻址区域中各感光像素在接收到所述反射点阵光信号时生成的光强度信息;

步骤s420,根据所述光强度信息在所述寻址区域中筛选目标感光像素。

其中,光强度信息是指各感光像素检测到的反射点阵光信号在给定方向上对应的光信号强度,在实际测量中,由于环境光信号的影响,寻址区域中各感光像素接收到的光信号不全是由点阵光信号反射得到的,但是,由于点阵光信号的功率相对较强,得到的反射点阵光信号的光强度信息一般是高于环境光信号或者噪声信号的,因此,可以通过光强度信息筛选接收到有效信息的目标感光像素。

具体的,在选择像素阶段,可以直接将寻址区域中接收到的光强度信息强度最高的感光像素作为光斑中心,即目标感光像素。但是,在实际测量中,由于存在如下的情况:当测量距离较远,或背景噪声信息、环境光信息较强时,可能一个寻址区域中光强度信息最高的感光像素并不对应真实的光斑位置。为了保证筛选得到的目标感光像素的准确率,避免真正接收到有效信号的感光像素不被过滤掉,可以将寻址区域中接收到的光强度信息大于或者等于光强度阈值的感光像素作为目标感光像素。

其中,光强度阈值是指预先设置的用于筛选过滤目标感光像素的阈值,例如,光强度阈值可以是1坎德拉,也可以是2坎德拉,具体的光强度阈值是根据实际测量中所使用的测量系统以及测量环境进行自定义设置的,本示例实施例对此不做特殊限定。

图5示意性示出本公开示例性实施例中一种根据光强度信息筛选目标感光像素的流程图。

参考图5所示,步骤s501,每一帧开始测量时,在像素筛选阶段,初始化感光像素区域中的所有感光像素;

步骤s502,通过点光源阵列vcsel发射调制点阵光信号;

步骤s503,所有感光像素均处于工作状态,输出光强度信息;

步骤s504,设定的每个光斑对应的寻址区域中,根据光强度信息筛选一个或者多个目标感光像素;

步骤s505,在测距阶段,初始化感光像素区域中的所有感光像素;

步骤s506,点光源阵列vcsel发射调制点阵光信号;

步骤s507,给与像素筛选阶段确定的目标感光像素选通信号,开始测距;

步骤s508,处于工作状态的目标感光像素输出测距结果,并进行数据处理;

步骤s509,经过数据处理后,每个光斑对应一个位置和一个深度信息,输出测距结果,一帧测量结束。

进一步的,由于实际测量中存在的各种干扰因素,为了进一步保证筛选得到的目标感光像素的准确性以及筛选结果的鲁棒性,还可以通过图6中的步骤实现目标感光像素的筛选,参考图6所示,具体可以包括:

步骤s610,计算各所述寻址区域中的最大光强度信息与所有光强度信息的置信度得分;

步骤s620,确定所述置信度得分大于或者等于置信度阈值的目标寻址区域,并将所述目标寻址区域中所述最大光强度信息对应的感光像素作为目标感光像素。

其中,最大光强度信息是指寻址区域内测量得到的所有光强度信息中数值最大的光强度信息,置信度得分是指用于衡量筛选的目标感光像素的准确性的分数,置信度得分可以是寻址区域内最大光强度信息与该寻址区域内所有光强度信息之和的比值,当然,置信度得分计算还可以是其他计算方式,本示例实施例不以此为限。

置信度阈值是指用于判断筛选得到的目标感光像素的置信度得分是否满足标准的数值,例如,置信度阈值可以是0.5,如果寻址区域内最大光强度信息与该寻址区域内所有光强度信息之和的比值即置信度得分为0.6,则可以认为该寻址区域内存在正确的目标感光像素,因此,将该寻址区域作为目标寻址区域,并将该目标寻址区域中最大光强度信息对应的感光像素作为目标感光像素。如果寻址区域内最大光强度信息与该寻址区域内所有光强度信息之和的比值即置信度得分为0.4,小于置信度阈值,则可以认为该寻址区域对应的返回光斑的光强度太弱,不满足继续测量距离的条件或者该寻址区域不存在目标感光像素,该寻址区域无法输出测距结果或者深度值。当然,置信度阈值还可以是0.4,具体可以根据测距系统参数以及测距环境的不同进行自定义设置,本示例实施例对此不做特殊限定。

图7示意性示出本公开示例性实施例中一种根据置信度得分筛选目标感光像素的流程图。

参考图7所示,步骤s701,每一帧开始测量时,在像素筛选阶段,初始化感光像素区域中的所有感光像素;

步骤s702,通过点光源阵列vcsel发射调制点阵光信号;

步骤s703,所有感光像素均处于工作状态,输出光强度信息;

步骤s704,每个光斑对应的寻址区域独立判断,置信度得分(寻址区域中最大光强度信息与该寻址区域所有光强度信息之和的比值,即信噪比)是否大于或者等于置信度阈值,如果判定置信度得分大于或者等于置信度阈值,则执行步骤s705,否则结束流程;

步骤s705,将寻址区域中最大光强度信息对应的感光像素作为目标感光像素;

步骤s706,在测距阶段,初始化感光像素区域中的所有感光像素;

步骤s707,点光源阵列vcsel发射调制点阵光信号;

步骤s708,给与像素筛选阶段确定的目标感光像素选通信号,开始测距;

步骤s709,处于工作状态的目标感光像素输出测距结果,并进行数据处理;

步骤s710,经过数据处理后,每个光斑对应一个位置和一个深度信息,输出测距结果,一帧测量结束。

综上所述,本示例性实施方式中,通过在像素筛选阶段,向目标区域处发射点阵光信号,以使点阵光信号在目标区域处反射并生成反射点阵光信号,并接收反射点阵光信号,并通过反射点阵光信号在感光像素区域中筛选得到目标感光像素;进而可以在测距阶段,仅通过处于工作状态的目标感光像素接收反射点阵光信号,并根据点阵光信号和反射点阵光信号的相位差确定测距结果。一方面,在每一帧测量前,通过在像素筛选阶段筛选接收有效信号的目标感光像素,进而可以在测距阶段仅需要开启目标感光像素就可以得到精度与准确率较高的测距结果,避免接收不到有效信号的感光像素开启造成没必要的功耗,降低测距系统的功耗;另一方面,由于测距系统仅需要计算目标感光像素检测到的反射点阵光信号,有效减少了计算量,提升测距效率,从而提高测距结果的帧率。

需要注意的是,上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明,而不是限制目的。易于理解,上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外,也易于理解,这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

进一步的,参考图8所示,本示例的实施方式中还提供一种测距装置800,包括发射模块810和接收模块820。其中:

发射模块810可以用于在像素筛选阶段和测距阶段,向目标区域处发射点阵光信号,以使所述点阵光信号在所述目标区域处反射并生成反射点阵光信号;

接收模块820与发射模块810电连接,可以用于在像素筛选阶段,接收所述反射点阵光信号,并通过所述反射点阵光信号在感光像素区域中筛选目标感光像素;或者在测距阶段,通过处于工作状态的所述目标感光像素接收所述反射点阵光信号,并根据所述点阵光信号和所述反射点阵光信号的相位差确定测距结果。

在一示例性实施例中,发射模块810还可以包括点光源阵列和光学衍射元件,其中,光学衍射元件(diffractiveopticalelements,doe)是指能够在保持较高衍射效率的同时对光强分布进行精确控制的光学元件,具体的:

光学衍射元件可以设置于点光源阵列与目标区域之间的光路上,用于将点光源阵列发射的点阵光信号进行复制,得到点光源密度大于或者等于密度阈值的点阵光信号。

其中,密度阈值是指预先设置的判断点阵光信号中光斑数量是否满足要求的阈值,例如,密度阈值可以是3000,如果点光源阵列中点光源的数量是1000,那么光学衍射元件的复制倍数至少需要为3倍,即,一个点光源生成的光束通过复制倍数为3倍的光学衍射元件后会生成三个光束,当然,密度阈值还可以是其他数值,具体根据实际测量中要求的深度图分辨率进行自定义设置,本示例实施例对此不做特殊限定。

通过光学衍射元件对点光源阵列生成的点阵光信号进行复制,能够在保证低功率的同时,有效增加测距得到的深度图的分辨率,提升测距结果的准确性。

在一示例性实施例中,接收模块820还可以用于:

将所述感光像素区域中除所述目标感光像素之外的感光像素设置为关闭状态。

在一示例性实施例中,接收模块820还可以用于:

获取所述点阵光信号对应的光源属性数据;

根据所述光源属性数据对所述感光像素区域进行划分,得到所述反射点阵光信号中各个光斑对应的寻址区域。

在一示例性实施例中,接收模块820还可以用于:

获取所述寻址区域中各感光像素在接收到所述反射点阵光信号时生成的光强度信息;

根据所述光强度信息在所述寻址区域中筛选目标感光像素。

在一示例性实施例中,接收模块820还可以用于:

将所述寻址区域中接收到的所述光强度信息大于或者等于光强度阈值的感光像素作为目标感光像素。

在一示例性实施例中,接收模块820还可以用于:

计算各所述寻址区域中的最大光强度信息与所有光强度信息的置信度得分;

确定所述置信度得分大于或者等于置信度阈值的目标寻址区域,并将所述目标寻址区域中所述最大光强度信息对应的感光像素作为目标感光像素。

上述装置中各模块的具体细节在方法部分实施方式中已经详细说明,未披露的细节内容可以参见方法部分的实施方式内容,因而不再赘述。

所属技术领域的技术人员能够理解,本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此,本公开的各个方面可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等),或硬件和软件方面结合的实施方式,这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

本公开的示例性实施方式还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中,本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当程序产品在终端设备上运行时,程序代码用于使终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤,例如可以执行图3至图7中任意一个或多个步骤。

需要说明的是,本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中,计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、rf等等,或者上述的任意合适的组合。

此外,可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码,程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中,远程计算设备可以通过任意种类的网络,包括局域网(lan)或广域网(wan),连接到用户计算设备,或者,可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

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