Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN114072700A - 飞行时间成像装置及飞行时间成像方法 - Google Patents

飞行时间成像装置及飞行时间成像方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114072700A
CN114072700A CN202080048101.XA CN202080048101A CN114072700A CN 114072700 A CN114072700 A CN 114072700A CN 202080048101 A CN202080048101 A CN 202080048101A CN 114072700 A CN114072700 A CN 114072700A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coarse
imaging mode
imaging
fine
time
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.)
Pending
Application number
CN202080048101.XA
Other languages
English (en)
Inventor
丹尼尔·范·纽温霍夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of CN114072700A publication Critical patent/CN114072700A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S17/36—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
    • 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
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/22—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth
    • 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
    • G01S7/484—Transmitters
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

本公开总体上涉及一种飞行时间成像装置，该飞行时间成像装置具有电路，该电路被配置为：在粗略成像模式下获取粗略深度数据；在精确成像模式下获取精确深度数据；以及基于该粗略深度数据和该精确深度数据来确定到场景的距离。

Description

飞行时间成像装置及飞行时间成像方法
技术领域
本公开总体上涉及一种飞行时间成像装置及飞行时间成像方法。
背景技术
通常，已知飞行时间(ToF)设备，例如用于对场景(诸如物体、人等)的深度图进行成像或创建，或者通常为了测量距离。通过测量发射光和反射光的行经时间(dToF)或者通过测量发射光和反射光的一个或多个相移(iToF)，可以在用于测量距离的直接ToF(dToF)与间接ToF(iToF)之间作出区分。
在iToF中，距离测量的质量可以通过确定置信度来确定。为了确定置信度，处理指示一个或多个相移的读出并且将其与参考值进行比较。
为了确定用于置信度确定的相移，ToF图像传感器(或像素)一般用比用于距离确定的调制频率更低的调制频率来调制。
尽管存在用于提供飞行时间图像的技术，但是通常期望提供飞行时间成像装置和飞行时间成像方法。
发明内容
根据第一方面，本公开提供了一种飞行时间成像装置，该飞行时间成像装置包括电路，该电路被配置为：在粗略成像模式下获取粗略深度数据；在精确成像模式下获取精确深度数据；以及基于该粗略深度数据和该精确深度数据来确定到场景的距离。
根据第二方面，本公开提供了一种飞行时间成像方法，该飞行时间成像方法包括：在粗略成像模式下获取粗略深度数据；在精确成像模式下获取精确深度数据；以及基于该粗略深度数据和该精确深度数据来确定到场景的距离。
在从属权利要求、以下描述和附图中阐述了另一些方面。
附图说明
通过相对于附图的示例来解释实施例，在附图中：
图1描绘了用于确定距离的信令的时序图的实施例；
图2描绘了用于确定到场景的距离的信令的时序图的另外一实施例；
图3描绘了框图形式的成像模式序列；
图4描绘了根据本公开的方法的框图；
图5描绘了根据本公开的另一方法的框图；
图6描绘了根据本公开的另一方法的框图；
图7描绘了根据本公开的另一方法的框图；
图8描绘了根据本公开的另一方法的框图；
图9描绘了根据本公开的另一方法的框图；
图10描绘了根据本公开的另一方法的框图；
图11图示了根据本公开的ToF成像装置的实施例；并且
图12图示了ToF成像装置的另一实施例。
具体实施方式
在参考图1给出实施例的详细描述之前，先作一般性说明。
如开头所述，通常已知用于生成ToF图像的技术。
然而，目前的ToF测量是成本集约型的，例如由于使用高调制频率以用于对图像传感器进行调制的高能耗，从而生成深度图像或者执行距离测量。
因而ToF测量也可能是功耗型的。
此外，由于与已知ToF成像装置的光源的短脉冲长度(即，发送光脉冲的持续时间)相关联的高调制频率，测量范围可能受到限制(例如，几厘米)。
因此，为了在更大的范围上成像并且创建全深度图像，可能需要执行多次距离测量。例如，一纳秒的脉冲长度可以覆盖十五厘米的范围，因为光可以覆盖三十厘米，但是为了被检测到，需要行进到场景并返回。
已经认识到，用于获取置信度的设定，例如较低的调制频率，也可以经利用以用于距离确定。
基于用于获取置信度的设定来确定的距离可以因而节省成本和/或能耗，并且可以具有更大的测量范围。
因而一些实施例涉及一种飞行时间成像装置，该飞行时间成像装置包括电路，该电路被配置为：在粗略成像模式下获取粗略深度数据；在精确成像模式下获取精确深度数据；以及基于该粗略深度数据和该精确深度数据来确定到场景的距离。
飞行时间(ToF)成像装置可以是适合于对ToF信号进行成像或处理的任何装置，诸如相机、图像传感器、处理器、FPGA(现场可编程门阵列)等。成像装置可以基于用于光检测的已知技术，并且它可以包括像素或光敏元件，这些像素或光敏元件可以排列成阵列等并且可以基于已知技术，例如CMOS(互补金属氧化物半导体)、CCD(电荷耦合器件)、SPAD(单光子雪崩二极管)、CAPD(电流辅助光子解调器)等。
因此，该电路可以是上述任何技术中的一种或组合，它们以某种方式连接，使得表示从场景(例如物体)反射的光的ToF信号可以被重建成(ToF)图像，诸如深度图、(有源或无源)红外图像等。
ToF信号可以是光信号，其可以由于检测而生成电信号，或者它可以是所生成的电信号等。
通常，ToF信号可以是从中可以获取粗略深度数据和/或精确深度数据的任何信号。
在一些实施例中，成像模式(即粗略或精确成像模式)指感测和/或处理成像信息的方式，诸如向像素(或像素的部分)应用调制信号，以便读出被存储在像素中的电荷，从而可以重建图像。
调制信号可以包括预定调制频率，该预定调制频率可以因不同的成像模式而不同。
例如，在粗略成像模式中，预定调制频率可以低于精确成像模式的预定调制频率，反之亦然。
然而，在一些实施例中，粗略成像模式的预定调制频率和精确成像模式的预定调制频率可以相同，但是，为了区分信号，读出可以例如被存储在不同的存储器节点上，和/或信号形状(例如，矩形、锯齿形等)在两种成像模式中可以不同。
如所讨论的，粗略深度数据的获取或精确深度数据的获取可以基于具有预定频率的调制信号，该调制信号被应用到被包括在或耦合到像素以便读出被存储在像素中的电荷的(至少一个)传输门。
调制信号还可以被应用到ToF图像传感器的多个像素(例如，一组像素、像素马赛克等)，这些像素通常可以由一个或多个共同的(共享的)传输门或电路等来分组。
粗略深度数据可以指响应于上述获取而在粗略成像模式下生成的任何类型的数据(结构)，其中粗略深度数据可以表示具有比精确深度数据更低的距离准确度的成像数据，精确深度数据可以表示具有比粗略深度数据更高的距离准确度的成像数据。
粗略深度数据可以指示ToF获取的质量或成像过程的质量。此外，粗略深度数据可以指示ToF成像装置与场景(例如，物体)之间的大致(粗略)距离。
精确深度数据可以指在精确成像模式下响应于上述采集而生成的任何类型的数据(结构)。
精确深度数据可以指示ToF设备与场景之间的距离，其中该距离以比粗略成像模式下更高的精确度来确定。因此，取名精确成像模式。应当注意的是，“精确”一词不应被解释为确切的距离确定。然而，它指比在粗略成像模式下的距离确定更加确切的距离确定，其中相比于在粗略成像模式下的确定距离的另一种方法(例如用卷尺)相比，可以用更小的测量误差(例如标准偏差)或更接近的距离来指示更加确切的确定。
如所讨论的，距离信息可以从粗略深度数据和/或精确深度数据中提取。
在一些实施例中，到场景的距离仅基于粗略深度数据，并且在其他实施例中，到场景的距离仅基于精确深度数据。此外，在一些实施例中，到场景的距离基于粗略深度数据和精确深度数据。
例如，可以确定粗略距离并且可以确定精确距离，并且对粗略距离与精确距离之间的平均值进行评估。
此外，在一些实施例中，多次获取粗略深度数据并且对平均值进行评估，其中不获取精确深度数据。此外，可以多次获取精确深度数据并且不获取粗略深度数据，以及根据从精确深度数据中确定的距离来对平均值进行评估。此外，可以设想粗略深度数据和精确深度数据的多次获取的组合，其可以在数量上不同并且以任意序列执行。
应当注意的是，本公开不限于找到平均值。可以应用任何算法来确定到场景的距离。
例如，可以应用粗略成像模式，并且可以基于粗略深度数据来确定粗略距离信息，从而可以确定针对精确成像模式的开始位置。
如果场景(或物体)超过测量范围，则可以应用这种算法，因为如本文所讨论的，由于精确成像模式的调制频率，有可能无法区分距离的整数倍(例如，可能无法区分十五厘米的距离与三十厘米的距离)。
因此，如果粗略距离信息指示三十厘米的距离，则精确成像模式的开始位置可以是低于三十厘米但高于十五厘米的预定值。本文给出的值仅出于说明的目的。可以确定三十厘米和十五厘米之外的任何距离。
这可以利用针对精确成像模式的对应延迟来实现，精确成像模式例如用主时钟来设定。
延迟(并且由此的开始位置)可以取决于情况来更新，例如ToF成像装置的低速运动或快速运动。
此外，在一些实施例中，如上文所讨论的，在通过确定开始位置来使用相位信息的ToF成像装置中，可以降低精确成像模式的信噪比(SNR)。可以通过选择(或预定的，例如通过校准)相位定位来进一步提高SNR，这使SNR最小化。例如，45度、135度、225度和315度的相位定位可以进一步使SNR最小化，而不在这方面限制本公开。
在一些实施例中，ToF成像装置或场景中的至少一者可以移动。在此类情况下，粗略深度信息可能会劣化。
因此，在此类实施例中，精确成像模式可以以增加的测量范围(即，更低的调制频率和/或更长的脉冲长度)进行。
此外，可以执行粗略成像模式多次，并且可以应用运动估计算法，从而可以外推最佳开始位置。
也可以将这两种措施(增加测量范围和执行粗略成像模式多次)组合。
在一些实施例中，其中在精确成像模式下确定的距离具有低质量(即，确定的距离和实际距离相差超过预定值，或者确定的置信度可能超过预定值)，可以在精确成像模式下重复距离确定和/或可以基于粗略深度数据来确定距离。
在一些实施例中，该电路被进一步配置为提供包括粗略成像模式和精确成像模式的成像模式序列。
通过提供成像模式序列，可以获取一连串粗略深度数据和/或一连串精确深度数据，使得测量误差(例如标准偏差)可以被最小化和/或质量(例如置信度)可以被最大化。
例如，粗略成像模式和精确成像模式可以是交替的(例如，CPCPCPCPCP，其中C是粗略成像模式中的帧，P是精确成像模式中的帧)。此外，可以利用成像模式序列CCCCPCCCCPCCCCP或PPPCPPPPCPPPPC。
在一些实施例中，可以在不同的成像模数序列之间进行切换。
例如，包括比C帧更多的P帧的成像模式序列可以使用比反之更大的电源功率，但是在反之序列中在确定距离时可以具有更高的精确度。
另一方面，包括比P帧更多的C帧的成像模式序列可以使用比反之更小的功率，但是在反之序列中在确定距离时也可以具有更低的精确度。
因而切换可以取决于可用功率和/或功率供给的强度。
例如，如果根据本公开的ToF成像装置用电池来运行，只要电池具有足够的电荷，就可以应用具有比C帧更多的P帧的成像模式序列，并且当电荷低于预定值时，可以将其切换到具有比P帧更多的C帧的成像模式。
在其中成像模式序列具有比P帧更多的C帧的实施例中，可以确定基于粗略深度数据的所确定的距离的平均值，以便在P帧中确定针对精确成像模式的开始位置。
如上文所讨论的，成像模式序列可以是粗略成像模式及精确成像模式的序列。该序列可以是随机序列或伪随机序列，即可以随机地设定执行粗略成像模式的次数，并且可以随机地设定执行精确成像模式的次数。
然而，一个成像模式的次数可以是预定的，而执行另一种成像模式的次数可以是随机的。
同样，确定哪种成像模式可以紧跟当前成像模式可以基于随机性。例如，如果执行粗略成像模式，则可以在随机生成器上决定是紧跟粗略成像模式还是精确成像模式。
在一些实施例中，成像模式序列可以是预定的，即成像模式序列的长度或成像模式的特定序列中的至少一者在数量、级数等方面可以是预定的。
通常，成像模式序列可以在ToF成像装置中提供，或者从耦合到或被包括在ToF成像装置中的存储器、处理器等获取。
在一些实施例中，ToF成像装置进一步包括图像传感器，该图像传感器包括至少一个传输门，该电路被进一步配置为利用调制信号对至少一个传输门进行调制，以用于获取粗略深度数据和精确深度数据中的至少一者。
如所讨论的，图像传感器可以是适合于执行ToF成像的任何传感器，并且它可以基于已知的技术，诸如CMOS、CCD、SPAD、CAPD等，其可以排列成阵列，或者可以是单个元件，例如像素。
传输门可以是被包括在ToF图像传感器中的传输晶体管的门，其能够通过应用调制信号来提供指示所存储的电荷(例如，在ToF图像传感器的浮动扩散元件中)的信号。
因此，调制信号可以是被配置为触发至少一个传输门以用于获取粗略深度数据和/或精确深度数据的电信号。
在一些实施例中，调制信号在粗略成像模式下包括具有粗略调制频率的粗略调制信号，并且在精确成像模式下包括具有精确调制频率的精确调制信号，其中粗略调制频率和精确调制频率彼此不同。
粗略调制信号和精确调制信号可以指分别在粗略成像模式下和在精确成像模式下应用的调制信号。因此，调制信号可能不具有“粗略”或“精确”的性质，但是该用词适用于区分两种成像模式。
此外，粗略调制频率和精确调制频率可以指在粗略成像模式下和在精确成像模式下应用的相应的频率。因此，调制频率可能不具有“粗略”或“精确”的性质，并且该用词适用于区分两种调制频率。
如所讨论的，粗略调制频率和精确调制频率可以彼此不同，即粗略调制频率可以低于或高于精确调制频率。
(粗略或精确)调制频率可以是由应用于例如至少一个传输门的(粗略或精确)调制信号的周期性重复来确定(预定)和指示，如通常已知那样的。
在一些实施例中，调制信号包括基于粗略调制频率及精确调制频率的叠加的经叠加的调制信号，从而将粗略成像模式和精确成像模式叠加。
如通常已知那样的，电(或电磁)信号可以包括多个频率分量，并且对于此类信号，它可以被称为经叠加的信号。此外，用于将不同的信号叠加的途径是已知的(即如何将多个频率分量包括到一个信号中)。
因此，在一些实施例中，经叠加的调制信号可以包括粗略成像模式的频率分量和精确成像模式的频率分量。
由此，粗略成像模式和精确成像模式可以被叠加，使得在一些实施例中，可以在大致相同的时间获取粗略深度数据和精确深度数据，而不是按照粗略成像模式及精确成像模式的序列来获取。
在一些实施例中，飞行时间成像装置进一步包括脉冲光源，该脉冲光源被配置为发射用于照明场景的经调制的光，该电路被进一步配置为：控制脉冲光源以在粗略成像模式下提供粗略脉冲长度；以及控制脉冲光源以在精确成像模式下提供精确脉冲长度，其中精确脉冲长度不同于粗略脉冲长度。
脉冲光源可以是被配置为以周期性方式发射经调制的光(光脉冲)的任何光源，使得光的发射紧跟的可以是另一次光发射。对于每次发射，它可以被称为脉冲，因为一般光的发射发生在短时间尺度上(例如，纳秒到毫秒)。
脉冲光源可以基于LED(发光二极管)技术，诸如LED激光器、二极管激光器等，和/或它可以基于利用低温等离子体辐射、气体中的冷凝火花放电、爆炸线方法、箍缩效应、磷光体激发的技术，例如通过电流的通过和/或电子束的照射等。
由经调制的光源发射的经调制的光也可以基于直接调制、外部调制等来生成。光可以通过相应的调制器等在振幅、相位、偏振等方面进行调制。
(经调制的)脉冲光源可以发射用于照明场景的经调制的光，即脉冲光源可以发射光脉冲(或多个光脉冲)，该光脉冲可以被场景(或物体)反射。
该电路可以被配置为控制脉冲光源以在粗略成像模式下提供粗略脉冲长度，并且控制脉冲光源以在精确成像模式下提供精确脉冲长度。
如所讨论的，例如，对于粗略成像模式和精确成像模式，粗略脉冲长度和精确脉冲长度可能不具有“粗略”或“精确”性质，而是对应于在粗略或精确成像模式下所发射的经调制的光的相应的脉冲长度。
脉冲长度可以指发射光脉冲的相应的时间(时间的长度)(例如200纳秒、10微秒等)。
因此，在粗略成像模式下，可以提供粗略脉冲长度，并且在精确成像模式下，可以提供精确脉冲长度。
然而，粗略脉冲长度和精确脉冲长度可以不同，因为它们可以分别用在粗略成像模式中或精确成像模式中，如本文所讨论的，它们的属性也可以不同，诸如各自的调制频率。
在一些实施例中，该电路被进一步配置为在粗略成像模式下获取有源红外数据。
在一些实施例中，ToF成像装置可以被配置为感测红外光。感测到的红外光可以在有源和无源红外光中进行区分，其中有源红外光可以指由ToF成像装置(例如，由经调制的红外光源)发射的经调制的红外光的反射，而不重建距离/深度图像。
无源红外光可以指在没有红外光的预先发射的情况下获取红外光，即环境红外光，例如以用于获取背景噪声、创建环境的温度分布等。
因此，响应于获取有源红外光，可以生成二维红外图像，该二维红外图像例如可以被用于对象识别，例如用计算机视觉算法、神经网络等。
在一些实施例中，该电路被进一步配置为在粗略成像模式与精确成像模式之间选择一者。
该选择可以基于外部或内部条件，诸如温度、用户要求、场景(例如，如果场景很远并且仅需要大致的估计)、速度(例如，如果ToF成像装置被用在车辆中)等。
它可以进一步基于先前的成像模式。例如，如上文已经讨论的，在精确成像模式等之后选择粗略成像模式就足够了。
此外，该选择可以基于功率要求。在一些实施例中，粗略成像模式可以不使用与精确成像模式一样多的(电)功率，并且如果ToF成像装置用电池供电，则可以在低电池电量下选择粗略成像模式，而在高电池电量下选择精确成像模式。
具体地，如本文所讨论的，该选择可以基于成像传感器的功率要求或光源(诸如经调制的光源)的功率要求。通常，成像传感器和经调制的光源可以配备不同的电源。
因此，该选择可以基于仅考虑成像传感器的功率要求或者仅考虑光源的功率要求或两者。
在一些实施例中，与在精确成像模式下获取精确深度数据相比，在粗略成像模式下获取粗略深度数据，由于低调制频率使调制对比度最大化，降低了图像传感器的功耗。
此外，与精确成像模式相比，由于较高的调制对比度，可能需要较少的光强度。因此，可以节省光源的功率。
该选择可以进一步基于光源的强度要求。例如，如果要求高光强度(例如，由于强环境光)，则光源可以不被配置为在精确成像模式下以短脉冲长度提供所要求的高光强度。因而可以选择粗略成像模式。另一方面，如果环境光很弱，则强度要求可能不高，因而可以选择精确成像模式。
该选择可以进一步基于对比度要求，特别是调制对比度，其可以例如在粗略调制频率下被最大化，并且因而可以选择粗略成像模式。然而，在其他实施例中，调制对比度可以在精确的调制频率下被最大化，并且因此可以选择精确成像模式。
该选择可以进一步基于混叠距离。通常，在成像中，例如，如果采样频率(例如，调制频率)与信号相比太低(例如，基于Nyquist-Shannon(奈奎斯特-香农)定理)，则混叠是已知的。该信号可以基于反射光等，并且因而到场景的距离可能受到调制频率的限制。因而如果精确成像频率高于粗略成像频率，则在精确成像模式下可以检测到低于或等于预定阈值的距离，而在粗略成像模式下获取高于或等于预定阈值的距离的粗略深度数据就足够了。
该选择可以进一步基于测量范围。与混叠距离无关，并且如本文已经讨论的，在粗略成像模式下可以确定高于预定阈值的到物体的距离，并且在精确成像模式下可以确定低于或等于预定阈值的到物体的距离，反之亦然。
该选择可以进一步基于ToF成像装置的运动。例如，在其中ToF成像装置被包括在车辆中的实施例中，该选择可以基于例如车辆的速度。例如，对于低于预定阈值的速度，可以选择粗略成像模式，而高于或等于预定阈值的速度，可以选择精确成像模式，反之亦然。
如本文已经讨论的，该选择可以进一步基于先前的成像模式。
一些实施例涉及一种飞行时间成像方法，该飞行时间成像包括：在粗略成像模式下获取粗略深度数据；在精确成像模式下获取精确深度数据；以及基于该粗略深度数据和该精确深度数据来确定到场景的距离。
该方法可以在计算机、服务器等上用根据本公开的ToF成像装置来执行。
在一些实施例中，该ToF成像方法进一步包括：提供包括粗略成像模式和精确成像模式的成像模式序列，如本文所讨论的。在一些实施例中，成像模式序列是随机序列和预定序列中的至少一者，如本文所讨论的。在一些实施例中，该ToF成像方法包括：用调制信号对图像传感器的至少一个传输门进行调制，以用于获取粗略深度数据和精确深度数据中的至少一者，如本文所讨论的。在一些实施例中，调制信号在粗略成像模式下包括具有粗略调制频率的粗略调制信号，并且在精确成像模式下包括具有精确调制频率的精确调制信号，其中粗略调制频率和精确调制频率彼此不同，如本文所讨论的。在一些实施例中，调制信号包括基于粗略调制频率及精确调制频率的叠加的经叠加的调制信号，从而将粗略成像模式和精确成像模式叠加，如本文所讨论的。在一些实施例中，该方法进一步包括用脉冲光源发射用于照明场景的经调制的光；控制脉冲光源以在粗略成像模式下提供粗略脉冲长度；控制脉冲光源以在精确成像模式下提供精确脉冲长度，其中精确脉冲长度不同于粗略脉冲长度，如本文所讨论的。在一些实施例中，该ToF成像方法进一步包括在粗略成像模式下获取有源红外数据，如本文所讨论的。在一些实施例中，该方法进一步包括在粗略成像模式与精确成像模式之间选择一者。在一些实施例中，该选择基于以下中的至少一者：成像传感器的功率要求、光源的功率要求、光源的强度要求、对比度要求、混叠距离、测量范围、飞行时间成像装置的运动和先前的成像模式，如本文所讨论的。
在一些实施例中，如本文所述的方法还被实施为计算机程序，当在计算机和/或处理器上被施行时，使计算机和/或处理器执行该方法。在一些实施例中，还提供了一种非暂时性计算机可读记录介质，该非暂时性计算机可读记录介质在其中存储计算机程序产品，当该计算机程序产品由处理器诸如上述处理器运行时，使本文描述的方法被执行。
回到图1，描绘了根据本公开的用于确定距离的信令的示意性时序图1。获取限于测量范围2，如本文所讨论的，由于脉冲长度或调制频率，该测量范围受到限制。例如，如果脉冲长度为一纳秒，光可能能够覆盖大致30厘米。然而，由于测量了反射光，因此在该实施例中，最大范围3为15厘米。
此外，描绘了用于获取精确深度数据的开始位置4，该开始位置基于先前的粗略成像模式中对距离的大致估计。
此外，表示接收的照明的尺度5包括反射光脉冲6。
尺度7表示第一测量窗口(窗口1，也被称为帧)，包括精确成像模式中的第一调制脉冲8。在第一测量窗口期间，可以检测从场景发射和反射的入射光。
尺度9表示第二测量窗口(窗口2，或第二帧)，包括精确成像模式中的第二调制脉冲10。在第二测量窗口期间，可以检测从场景发射和反射的入射光，其中在该实施例中，第二测量窗口与第一测量窗口是连续的，并且第一和第二测量窗口不重叠。
在第一和第二测量窗口中读出的信号指示相移，从该相移中可以对于每个成像模式确定到场景的距离。
然而，用以下公式可以实现更加确切的结果，该公式在15厘米以下的测量范围内有效(即，小于一个脉冲长度)，并且其中假设没有背景光，因为背景光可能会使测量结果劣化：
Figure BDA0003443654350000141
其中c是常数(其可以是预定的，特定于ToF设备的，等)，其可以在校准过程中导出，并且其中窗口1/窗口2指窗口1/窗口2中的相应的所确定的距离。
图2描绘了用于确定到场景的距离的信令的时序图10的另一实施例。
在该实施例中，为了简单起见，仅描绘了窗口2，并且仅针对窗口2示例性地解释了该实施例，但是该原理也可以应用于窗口1。
窗口2被分割成窗口2a和窗口2b。
在窗口2a中，在精确成像模式下生成了四个调制脉冲13。调制脉冲13的包络对应于粗略成像模式的调制脉冲。
在窗口2a中，在精确成像模式下生成了四个调制脉冲11和四个调制脉冲11’，并且四个调制脉冲11和四个调制脉冲11’的各自的包络对应于精确成像模式的调制脉冲。
由此，在窗口2a和窗口2b中，粗略成像模式和精确成像模式被叠加，并且因此生成经叠加的成像模式，也如上文所讨论那样的。
在经叠加的成像模式下，通过用调制脉冲11、11’和13的包络检测照明脉冲12和12’的各自的包络来生成粗略深度信息，并且通过用调制脉冲11、11’和13检测照明脉冲12和12’来生成精确深度信息。
粗略深度信息被用来在窗口2a中确定开始位置POS。
如果在一次测量中不能确定开始位置(或者测量误差高于预定阈值或者超过测量范围)，则提供随机开始位置(也是几次)，以便减小测量误差。
在图2的实施例中，移动场景和/或移动ToF成像装置不会导致劣化的距离确定，因为在粗略成像模式与精确成像模式之间(几乎)没有延迟。
此外，在该实施例中，在窗口2a中在粗略成像模式下获得的粗略深度数据和在窗口2b中在精确成像模式下获得的精确深度数据被存储在不同的存储节点上，以便在大致相同的时间确定距离的同时确定开始位置。
图1的窗口1可以以如参考图2描述的类似方式被分割。
在此类实施例中，窗口1a、1b、2a和2b对应于四个相位，因为它们通常对于相位ToF是已知的，并且因此窗口1a、1b、2a和2b的读出被处理，以便获得相位信息，并且因而重建距离或深度图像。
例如，将窗口1a和窗口2a组合可以得到相位0度(也被称为M0)，将窗口1b和2b组合可以得到180度(M180)，将窗口1a和2b组合可以得到90度(M90)，以及将窗口1b和2a组合可以得到270度(M270)。
因此，该距离可以根据以下公式来计算：
Figure BDA0003443654350000161
其中k是常数(其可以是确定的(预定的)，特定于ToF设备的，等)，其可以用校准程序等来确定。
可以执行此测量四次(对于每个相位)，并且置信度对应于相应的测量的总和。
图3描绘了成像模式序列20的框图。
成像模式序列20由被包括在ToF成像装置中的电路提供，如本文所描述的。
在该实施例中，成像模式序列20是预定的(预编程的)并且包括一系列成像帧21。成像帧包括粗略成像模式中的粗略成像帧C和精确成像模式中的精确成像帧P。
成像模式序列20包括三个粗略成像帧C，紧跟的是一个精确成像帧P，紧跟的是三个粗略成像帧C。
应当注意的是，成像模式序列不是限制性的。帧的数量可以是任何数量(高于1)，并且帧的类型(C或P)也可以是等于或高于零的任何数量，并且排序(即特定成像模式序列)可以是成像模式的任何排列。
图4描绘了根据本公开的方法100的框图。
在101，在粗略成像模式下获取粗略深度数据。
在102，在精确成像模式下获取精确深度数据。
在103，确定到场景的距离，如本文所述那样的。
图5描绘了根据本公开的方法110的框图。
在111，提供成像模式序列。在该实施例中，成像模式序列是预定的。然而，它可以是随机的，或者取决于外部或内部条件、
功率要求、强度要求、对比度要求、混叠(aliasing)距离、测量范围、ToF成像装置的运动、先前的成像模式等，如本文所讨论的。
在112，根据本公开获取粗略和/或精确深度数据。
在113，确定距离，如本文所讨论的。
图6描绘了根据本公开的方法120的框图。
在121，将粗略调制频率应用于ToF成像装置的传输门，如本文所讨论的。
由此，在122，应用粗略成像模式。
在123，将精确调制频率应用于ToF成像装置的传输门。由此，在124，应用精确成像模式。
在125，确定到场景的距离。
图7描绘了根据本公开的方法130的框图。
在131，将经叠加的调制频率应用于ToF成像装置的传输门。
由此，在132，精确成像模式和粗略成像模式也被叠加。
在133，从在132获取的数据(即粗略深度数据和精确深度数据)中确定距离。
图8描绘了根据本公开的方法140的框图。
在141，发射经调制的光，例如由脉冲光源，如本文所讨论的。
在142，所发射的经调制的光具有粗略脉冲长度。
在143，响应于具有粗略脉冲长度的经调制的光的发射，在粗略成像模式下获取粗略深度数据。
在144，提供所发射的经调制的光以具有精确脉冲长度。
在145，响应于具有精确脉冲长度的经调制的光的发射，在精确成像模式下获取精确深度数据。
在146，从粗略深度数据和精确深度数据中确定距离，如本文所讨论的。
图9是根据本公开的方法150的框图。
在151，应用粗略成像模式。
然而，在152，在粗略成像模式下获取有源红外数据(如上所述那样的)。
在153，应用精确成像模式。
在154，基于精确成像模式下获取的精确深度数据来确定距离。
图10描绘了根据本公开的方法160的框图。
在161，根据要求选择成像模式，如本文所讨论的。如上文所讨论的，也可以根据此类要求选择成像模式序列。
在162，应用所选择的成像模式(或成像模式序列)。
在163，基于在162获取的数据来确定距离。
应当注意的是，也可以将参考图4至图10描述的方法组合。例如，在参考图5描述的成像模式序列(或图10的所选择的成像模式)中，相应的调制频率可以被应用于(在图6中描述的)传输门和/或相应地提供经调制的光(在图8中描述的)。
此外，如果有源红外数据是在粗略成像模式下获取的，可以设想这些方法的组合。
参考图11，图示了飞行时间(ToF)成像装置170的实施例，其可以被用于深度感测或者提供距离测量，特别是对于如本文所讨论的技术，其中该ToF成像装置170被配置作为iToF相机。ToF成像装置170具有电路177，该电路被配置为执行如本文所讨论的方法，并且形成对ToF成像装置170的控制(并且它包括(未示出)对应的处理器、存储器和存储设备，如本领域技术人员通常所知那样的)。
ToF成像装置170具有脉冲(经调制的)光源171，并且它包括发光元件(基于激光二极管的)，其中在本实施例中，发光元件是窄带激光元件。
光源171将光(即如本文所讨论的经调制的光)发射到场景172(感兴趣区域或物体)，该场景将该光反射。反射光被光学堆叠件173聚焦到光检测器174。
如本文所讨论的，光检测器174具有飞行时间成像部分，该飞行时间成像部分基于被形成为像素阵列的多个CAPD和将从场景172反射的光聚焦到飞行时间成像部分175(对于图像传感器175的每个像素)的微透镜阵列176来实施。
光发射时间和调制信息被馈送到包括飞行时间测量单元178的电路或控制177，当检测到从场景172反射的光时，该电路或控制也从飞行时间成像部分175接收相应的信息。在从光源171接收的经调制的光和在粗略和/或精确成像模式下获取的粗略深度数据和/或精确深度数据的基础上，飞行时间测量单元178计算从光源171发射并被场景172反射的所接收的经调制的光的相移，并且在此基础上计算图像传感器175与场景172之间的距离d(深度信息)。
深度信息从飞行时间测量单元178被馈送到电路177的3D图像重建单元179，该3D图像重建单元基于从飞行时间测量单元178接收的深度信息来重建(生成)场景172的3D图像。
图12图示了更详细的框图形式的ToF成像装置185的实施例。
ToF成像装置185示例性地示出了在一些实施例中可以如何提供根据本公开的控制，即提供粗略成像模式和精确成像模式。
然而，本公开不限于图12中示出的实施例，因为粗略成像模式和精确成像模式也可以用已知的方法来提供。
ToF传感器185具有逻辑电路188和包括光检测像素阵列、模数转换等的光感测电路189，使得光感测电路189可以响应于检测到的光向逻辑电路188输出光感测信号。
逻辑电路188具有处理器/控制单元190、数据接口191、寄存器电路192、总线控制器193(其是I2C从属控制器)、定序器电路194和多路复用器195。
控制单元190连接到光感测电路189并且从其接收光感测信号，该光感测信号通过由光感测电路189执行的模数转换被数字化，并且将经数字化的光感测信号传递到与其连接以用于中间存储的寄存器电路192。
控制单元190也连接到数据接口191，该数据接口继而连接到主机电路183的处理单元，使得主机电路183的处理单元和ToF传感器185的控制单元190可以通过数据接口191彼此通信。
另一方面，总线控制器193通过I2C总线与主机电路的配置单元连接，并且通过多路复用器195连接到寄存器电路192和定序器电路194。
因此，主机电路183的配置单元可以通过I2C总线和总线控制器193向定序器电路194发送控制或配置数据/命令，以用于控制和/或配置定序器电路194。例如，配置单元还可以将如本文所讨论的序列配置发送到定序器电路194。
控制单元190被配置为在寄存器电路192的寄存器的设定的基础上，在粗略和/或精确成像模式内生成数据帧，该寄存器电路的寄存器的设定继而由定序器电路194设定，例如基于从主机电路183的配置单元接收的序列配置。
在该实施例中，ToF系统是实时可配置的，因为定序器电路194能够通过改变相关联的寄存器设定来将帧的类型从一个帧改变到另一个帧，使得例如在操作期间可以生成第一类型和第二类型的帧。
应当注意的是，也可以将ToF成像装置170和185的实施例组合，即参考图12描述的技术(ToF成像装置185)可以在图11的ToF成像装置170中被实施。
应该认识到的是，实施例描述了具有方法步骤的示例性排序的方法。然而，给出方法步骤的特定排序仅出于说明的目的，并且不应该被解释为具有约束力。例如，可以交换图4的实施例中的101和102的排序。同样，可以交换图9的实施例中的151、152和153的排序。进一步地，也可以交换图8的实施例中的142至145的排序。方法步骤的排序的其他改变可能对于本领域技术人员来说是显而易见的。
请注意，将控制177划分成单元178至179是仅出于说明的目的作出的，并且本公开不限于特定单元中的任何特定功能划分。例如，控制177可以由相应的经编程的处理器、现场可编程门阵列(FPGA)等来实施。
如果没有另外声明，本说明书中描述的和所附权利要求中要求保护的所有单元和实体可以被实施作为例如在芯片上的集成电路逻辑，并且如果没有另外声明，由此类单元和实体提供的功能可以由软件来实施。
至于至少部分地使用软件控制的数据处理装置来实施上述本公开的实施例，将会理解，提供此软件控制的计算机程序以及提供此计算机程序的发送、存储或其他介质被设想作为本公开的方面。
注意，本技术也可以如下所述进行配置。
(1)一种飞行时间成像装置，包括：电路，所述电路被配置为：
在粗略成像模式下获取粗略深度数据；
在精确成像模式下获取精确深度数据；以及
基于所述粗略深度数据和所述精确深度数据来确定到场景的距离。
(2)根据(1)所述的飞行时间成像装置，其中，所述电路被进一步配置为提供包括所述粗略成像模式和所述精确成像模式的成像模式序列。
(3)根据(2)所述的飞行时间成像装置，其中，所述成像模式序列是随机序列和预定序列中的至少一者。
(4)根据(1)至(3)中任意一项所述的飞行时间成像装置，所述飞行时间成像装置进一步包括图像传感器，所述图像传感器包括至少一个传输门，所述电路被进一步配置为用调制信号对所述至少一个传输门进行调制，以用于获取所述粗略深度数据和所述精确深度数据中的至少一者。
(5)根据(4)所述的飞行时间成像装置，其中，所述调制信号在所述粗略成像模式下包括具有粗略调制频率的粗略调制信号，并且在所述精确成像模式下包括具有精确调制频率的精确调制信号，其中，所述粗略调制频率和所述精确调制频率彼此不同。
(6)根据(5)所述的飞行时间成像装置，其中，所述调制信号包括基于所述粗略调制频率及所述精确调制频率的叠加的经叠加的调制信号，从而将所述粗略成像模式和所述精确成像模式叠加。
(7)根据(1)至(6)中任意一项所述的飞行时间成像装置，所述飞行时间成像装置进一步包括脉冲光源，所述脉冲光源被配置为发射用于照明场景的经调制的光，所述电路被进一步配置为：
控制所述脉冲光源以在所述粗略成像模式下提供粗略脉冲长度；以及
控制所述脉冲光源以在所述精确成像模式下提供精确脉冲长度，其中，所述精确脉冲长度不同于所述粗略脉冲长度。
(8)根据(1)至(7)中任意一项所述的飞行时间成像装置，其中，所述电路被进一步配置为在所述粗略成像模式下获取有源红外数据。
(9)根据(1)至(8)中任意一项所述的飞行时间成像装置，其中，所述电路被进一步配置在所述粗略成像模式与所述精确成像模式之间选择一者。
(10)根据(9)所述的飞行时间成像装置，其中，所述选择基于以下中的至少一者：成像传感器的功率要求、光源的功率要求、光源的强度要求、对比度要求、混叠距离、测量范围、所述飞行时间成像装置的运动和先前的成像模式。
(11)一种飞行时间成像方法，包括：
在粗略成像模式下获取粗略深度数据；
在精确成像模式下获取精确深度数据；以及
基于所述粗略深度数据和所述精确深度数据来确定到场景的距离。
(12)根据(11)所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：
提供包括所述粗略成像模式和所述精确成像模式的成像模式序列。
(13)根据(12)所述的飞行时间成像方法，其中，所述成像模式序列是随机序列和预定序列中的至少一者。
(14)根据(11)至(13)中任意一项所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：用调制信号对图像传感器的至少一个传输门进行调制，以用于获取所述粗略深度数据和所述精确深度数据中的至少一者。
(15)根据(14)所述的飞行时间成像方法，其中，所述调制信号在所述粗略成像模式下包括具有粗略调制频率的粗略调制信号，并且在所述精确成像模式中下包括具有精确调制频率的精确调制信号，其中，所述粗略调制频率和所述精确调制频率彼此不同。
(16)根据(15)所述的飞行时间成像方法，其中，所述调制信号包括基于所述粗略调制频率及所述精确调制频率的叠加的经叠加的调制信号，从而将所述粗略成像模式和所述精确成像模式叠加。
(17)根据(11)至(16)中任意一项所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：用脉冲光源发射用于照明场景的经调制的光；
控制所述脉冲光源以在所述粗略成像模式下提供粗略脉冲长度；以及
控制所述脉冲光源以在所述精确成像模式下提供精确脉冲长度，其中，所述精确脉冲长度不同于所述粗略脉冲长度。
(18)根据(11)至(17)中任意一项所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：在所述粗略成像模式下获取有源红外数据。
(19)根据(11)至(18)中任意一项所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：在所述粗略成像模式与所述精确成像模式之间选择一者。
(20)根据(19)所述的飞行时间成像方法，其中，所述选择基于以下中的至少一者：成像传感器的功率要求、光源的功率要求、光源的强度要求、对比度要求、混叠距离、测量范围、飞行时间成像装置的运动和先前的成像模式。
(21)一种计算机程序，包括：程序代码，当所述程序代码在计算机上被施行时，使计算机执行根据(11)至(20)中任意一项所述的方法。
(22)一种非暂时性计算机可读记录介质，所述非暂时性计算机可读记录介质在其中存储计算机程序产品，当所述计算机程序产品由处理器运行时，使根据(11)至(20)中任意一项所述的方法被执行。

Claims (20)

1.一种飞行时间成像装置，所述飞行时间成像装置包括电路，所述电路被配置为：
在粗略成像模式下获取粗略深度数据；
在精确成像模式下获取精确深度数据；以及
基于所述粗略深度数据和所述精确深度数据来确定到场景的距离。
2.根据权利要求1所述的飞行时间成像装置，其中，所述电路被进一步配置为提供包括所述粗略成像模式和所述精确成像模式的成像模式序列。
3.根据权利要求2所述的飞行时间成像装置，其中，所述成像模式序列是随机序列和预定序列中的至少一者。
4.根据权利要求1所述的飞行时间成像装置，所述飞行时间成像装置进一步包括图像传感器，所述图像传感器包括至少一个传输门，所述电路被进一步配置为用调制信号对所述至少一个传输门进行调制，以用于获取所述粗略深度数据和所述精确深度数据中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的飞行时间成像装置，其中，所述调制信号在所述粗略成像模式下包括具有粗略调制频率的粗略调制信号，并且在所述精确成像模式中下包括具有精确调制频率的精确调制信号，其中，所述粗略调制频率和所述精确调制频率彼此不同。
6.根据权利要求5所述的飞行时间成像装置，其中，所述调制信号包括基于所述粗略调制频率及所述精确调制频率的叠加的经叠加的调制信号，从而将所述粗略成像模式和所述精确成像模式叠加。
7.根据权利要求1所述的飞行时间成像装置，所述飞行时间成像装置进一步包括脉冲光源，所述脉冲光源被配置为发射用于照明场景的经调制的光，所述电路被进一步配置为：
控制所述脉冲光源以在所述粗略成像模式下提供粗略脉冲长度；以及
控制所述脉冲光源以在所述精确成像模式下提供精确脉冲长度，其中，所述精确脉冲长度不同于所述粗略脉冲长度。
8.根据权利要求1所述的飞行时间成像装置，其中，所述电路被进一步配置为在所述粗略成像模式下获取有源红外数据。
9.根据权利要求1所述的飞行时间成像装置，其中，所述电路被进一步配置为在所述粗略成像模式与所述精确成像模式之间选择一者。
10.根据权利要求9所述的飞行时间成像装置，其中，所述选择基于以下中的至少一者：成像传感器的功率要求、光源的功率要求、光源的强度要求、对比度要求、混叠距离、测量范围、所述飞行时间成像装置的运动和先前的成像模式。
11.一种飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法包括：
在粗略成像模式下获取粗略深度数据；
在精确成像模式下获取精确深度数据；以及
基于所述粗略深度数据和所述精确深度数据来确定到场景的距离。
12.根据权利要求11所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：提供包括所述粗略成像模式和所述精确成像模式的成像模式序列。
13.根据权利要求12所述的飞行时间成像方法，其中，所述成像模式序列是随机序列和预定序列中的至少一者。
14.根据权利要求11所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：
用调制信号对图像传感器的至少一个传输门进行调制，以用于获取所述粗略深度数据和所述精确深度数据中的至少一者。
15.根据权利要求14所述的飞行时间成像方法，其中，所述调制信号在所述粗略成像模式下包括具有粗略调制频率的粗略调制信号，并且在所述精确成像模式中下包括具有精确调制频率的精确调制信号，其中，所述粗略调制频率和所述精确调制频率彼此不同。
16.根据权利要求15所述的飞行时间成像方法，其中，所述调制信号包括基于所述粗略调制频率及所述精确调制频率的叠加的经叠加的调制信号，从而将所述粗略成像模式和所述精确成像模式叠加。
17.根据权利要求11所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：
用脉冲光源发射用于照明场景的经调制的光；
控制所述脉冲光源以在所述粗略成像模式下提供粗略脉冲长度；以及
控制所述脉冲光源以在所述精确成像模式下提供精确脉冲长度，其中，所述精确脉冲长度不同于所述粗略脉冲长度。
18.根据权利要求11所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：在所述粗略成像模式下获取有源红外数据。
19.根据权利要求11所述的飞行时间成像方法，所述飞行时间成像方法进一步包括：在所述粗略成像模式与所述精确成像模式之间选择一者。
20.根据权利要求19所述的飞行时间成像方法，其中，所述选择基于以下中的至少一者：成像传感器的功率要求、光源的功率要求、光源的强度要求、对比度要求、混叠距离、测量范围、飞行时间成像装置的运动和先前的成像模式。
CN202080048101.XA 2019-07-05 2020-07-03 飞行时间成像装置及飞行时间成像方法 Pending CN114072700A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19184668 2019-07-05
EP19184668.2 2019-07-05
PCT/EP2020/068842 WO2021004946A1 (en) 2019-07-05 2020-07-03 Time-of-flight imaging apparatus and time-of-flight imaging method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114072700A true CN114072700A (zh) 2022-02-18

Family

ID=67184877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080048101.XA Pending CN114072700A (zh) 2019-07-05 2020-07-03 飞行时间成像装置及飞行时间成像方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220252730A1 (zh)
EP (1) EP3994484A1 (zh)
CN (1) CN114072700A (zh)
WO (1) WO2021004946A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12095963B2 (en) * 2020-11-27 2024-09-17 Verity Ag Systems and methods for processing time of flight sensor data
US20230134806A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Denoising depth image data using neural networks
JP2023091179A (ja) * 2021-12-20 2023-06-30 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距装置、センサ装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2469301A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-27 André Borowski Methods and devices for generating a representation of a 3D scene at very high speed
EP2589980A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 Leica Geosystems AG Entfernungsmesser
US10620300B2 (en) * 2015-08-20 2020-04-14 Apple Inc. SPAD array with gated histogram construction

Also Published As

Publication number Publication date
US20220252730A1 (en) 2022-08-11
WO2021004946A1 (en) 2021-01-14
EP3994484A1 (en) 2022-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110596722B (zh) 直方图可调的飞行时间距离测量系统及测量方法
CN110596721B (zh) 双重共享tdc电路的飞行时间距离测量系统及测量方法
CN109791205B (zh) 用于从成像阵列中的像素单元的曝光值减除背景光的方法以及用于该方法的像素单元
CN110596725B (zh) 基于插值的飞行时间测量方法及测量系统
JP5918763B2 (ja) 階層的な飛行時間（ｔｏｆ）システムのディエリアシング方法およびシステム
JP6246131B2 (ja) タイムオブフライト信号の処理における又はこれに関する改良
CN110596724B (zh) 动态直方图绘制飞行时间距离测量方法及测量系统
CN114072700A (zh) 飞行时间成像装置及飞行时间成像方法
WO2020009011A1 (ja) 光測距装置
CN110596723A (zh) 动态直方图绘制飞行时间距离测量方法及测量系统
CN112424639B (zh) 使用飞行时间和伪随机比特序列测量到物体的距离
JP6261681B2 (ja) タイムオブフライト信号の処理における又はこれに関する改良
US20160327638A1 (en) Systems and methods for time of flight measurement using a single exposure
US11835659B2 (en) Time-of-flight apparatus and method
US11733359B2 (en) Configurable array of single-photon detectors
US20200167942A1 (en) Filtering Continous-Wave Time-of-Flight Measurements, Based on Coded Modulation Images
JP2020112443A (ja) 距離測定装置及び距離測定方法
CN109991581B (zh) 飞行时间获取方法和飞行时间相机
US20210325514A1 (en) Time of flight apparatus and method
US11493613B2 (en) Method of generating a time domain echo waveform and electromagnetic radiation echo waveform generation system
CN112946602A (zh) 多路径误差补偿的方法和多路径误差补偿的间接飞行时间距离计算装置
US12140708B2 (en) Configurable array of single-photon detectors
EP4235219A1 (en) Depth scanning image sensor
CN118233613A (zh) 具有使用动态时间窗口的飞行时间传感器的光电设备
CN116113844A (zh) 间接ToF传感器、堆叠式传感器芯片以及使用该传感器和芯片测量到物体的距离的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination