一种测距系统及测距方法与流程

1.本技术涉及光学测距技术领域，尤其涉及一种测距系统及测距方法。


背景技术：

2.利用飞行时间(time of flight，tof)原理可以对目标进行距离测量以获取 包含目标的距离信息。基于tof原理的测距系统通常包括发射器和采集器，利 用发射器发射脉冲光束照射目标视场并利用采集器采集反射光束，计算光束由 发射到反射回来被接收所需要的时间来计算物体的距离。基于tof原理的测距 系统比如飞行时间深度相机、激光雷达(light detection and ranging，lidar)等 系统已被广泛应用于消费电子、机器人、无人架驶、ar/vr等领域。
3.其中，基于tof原理的测距系统，主要包括机械式测距系统和固态式测距 系统。机械式测距系统通过旋转基座实现360度大视场的距离测量，其发射器 一般为点光源以及线光源，具有光束强度集中、精度高的特点，但扫描时间较 长导致帧率较低。而固态式测距系统不包括可移动的机械零件，光源的发射视 场与像素的采集视场具有一一对应的关系，每一个光源发射斑点光束到目标视 场后都会反射并成像到对应的像素上。
4.根据发射器和采集器之间的设置方式，固态式测距系统属于离轴系统，离 轴系统的设置导致在测量时会产生盲区的情况。由于合像素的大小有限以及系 统视差和装配公差的存在，导致反射光束成像到像素阵列上的光斑容易出现出 界的情况而丢失测距信号。特别是当被测物体距离较近时，光斑入射到像素阵 列上的位置会发生偏移远离对应的合像素，无法采集有效的测距信号。
5.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本技术的发明构思及技术方案， 其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本 专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术 的新颖性和创造性。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种测距系统及测距方法，以解决上述背景技术问 题中的至少一种问题。
7.为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
8.一种测距系统，包括：发射器、采集器和处理电路；
9.所述发射器包括由多个列光源组成的光源阵列；所述光源阵列中的至少两 个列光源发射斑点光束；
10.所述采集器包括由多个列像素组成的像素阵列；
11.所述处理电路控制所述光源阵列中的至少两个列光源发射斑点光束，同步 控制所述采集器中的至少一个列像素开启并采集被目标反射的所述斑点光束并 输出光子信号，所述处理电路根据所述光子信号计算所述目标的距离信息；
12.其中，所述至少两个列光源包括所述至少一个列像素中同一个列像素对应 的无
视差列光源和有视差列光源。
13.在一些实施例中，所述处理电路还包括读出电路，所述读出电路包括tdc 电路和直方图电路，所述tdc电路根据所述光子信号输出时间信号，所述直方 图电路根据所述时间信号生成直方图。
14.在一些实施例中，所述处理电路用于接收所述光子信号进行处理并生成直 方图，根据所述直方图计算所述斑点光束从发射到被采集之间的飞行时间，根 据所述飞行时间计算所述目标的距离信息。
15.在一些实施例中，所述处理电路与所述发射器以及所述采集器连接。
16.在一些实施例中，所述至少两个列光源中所述有视差列光源先开启，所述 至少两个列光源中所述无视差列光源后开启。
17.在一些实施例中，所述至少两个列光源中所述有视差列光源的开启时长， 小于所述至少两个列光源中所述无视差列光源的开启时长。
18.在一些实施例中，所述至少两个列光源中所述有视差列光源的脉冲周期， 小于所述至少两个列光源中所述无视差列光源的脉冲周期。
19.在一些实施例中，所述像素阵列中处于同一行的像素共用一个读出电路。
20.在一些实施例中，所述发射器包括多个所述光源阵列；
21.所述采集器包括与多个所述光源阵列一一对应的多个所述像素阵列；
22.所述处理电路控制各所述光源阵列中的至少两个列光源发射斑点光束，同 步控制各所述像素阵列中一个列像素开启并采集来自对应光源阵列的且被目标 反射的所述斑点光束并输出光子信号，所述处理电路根据所述光子信号计算所 述目标的距离信息；
23.其中，每个所述光源阵列中的所述至少两个列光源包括对应像素阵列中的 所述一个列像素对应的无视差列光源和有视差列光源。
24.本技术实施例的另一技术方案为：
25.一种测距方法，包括：
26.控制发射器中的至少两个列光源发射斑点光束；
27.同步控制采集器中的至少一个列像素开启并采集被目标反射的所述斑点光 束并输出光子信号；
28.根据所述光子信号计算所述目标的距离信息；
29.其中，所述至少两个列光源包括所述至少一个列像素中同一个列像素对应 的无视差列光源和有视差列光源。
30.在一些实施例中，根据所述光子信号计算所述目标的距离信息包括：接收 所述光子信号进行处理并输出直方图，根据所述直方图并计算所述斑点光束从 发射到被采集之间的飞行时间，根据所述飞行时间计算所述目标的距离信息。
31.在一些实施例中，测距方法还包括：控制所述至少两个列光源中所述有视 差列光源先开启，所述至少两个列光源中所述无视差列光源后开启。
32.在一些实施例中，测距方法还包括：控制所述至少两个列光源中所述有视 差列光源的开启时长，小于所述至少两个列光源中所述无视差列光源的开启时 长。
33.在一些实施例中，测距方法还包括：控制所述至少两个列光源中所述有视 差列光源的脉冲周期，小于所述至少两个列光源中所述无视差列光源的脉冲周 期。
34.本技术实施例的又一技术方案为：
35.一种电子设备，包括上述任一实施例技术方案中所述的测距系统；测距系 统的发射器与采集器设置于电子设备本体的同一侧。
36.本技术技术方案的有益效果是：
37.相较于现有技术，本技术实施例开启一个列像素对应的有视差列光源和无 视差列光源发射斑点光束，使得该一个列像素可以采集到较近距离处和较远距 离处的回波信号，因此可以解决近距盲区，提升测距精度。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有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 中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本技术一实施例提供的一种测距系统的结构示意图。
40.图2a是本技术一实施例提供的一种测距系统的视差原理示意图。
41.图2b是本技术一实施例提供的另一种测距系统的视差原理示意图。
42.图3是本技术一实施例提供的一种测距系统的结构示意图。
43.图4是本技术一实施例提供的一种测距方法的实现流程示意图。
44.图5是本技术一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
45.为了使本技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚 明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此 处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
46.在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出 的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
47.在本技术说明书中描述的“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本 申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。 由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实 施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都 参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是 以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形 都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
48.还应当理解，除非另有明确的规定或限定，术语“连接”应做广义理解， 例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连， 也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相 互作用关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语 在本技术中的具体含义。
49.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
ꢀ“
第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术实施 例的描述中，“多个”的含义是两个或
两个以上，除非另有明确具体的限定。
50.图1所示为本技术一实施例提供的一种测距系统的结构示意图，该测距系 统10包括发射器11、采集器12以及处理电路13。其中，发射器11用于向目 标区域20发射发射光束30，发射光束30发射至目标区域20空间中以照明空间 中的目标物体，至少部分发射光束30经目标区域20反射后形成反射光束40， 反射光束40中的至少部分光束被采集器12接收；处理电路13分别与发射器11 以及采集器12连接，同步发射器11与采集器12的触发信号以计算光束从发射 到反射回来被接收所需要的时间，即发射光束30与反射光束40之间的飞行时 间t，进一步，目标物体上对应点的距离d可由下式(1)计算出：
51.d＝c
·
t/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
52.其中，c为光速。
53.在一些实施例中，发射器11包括光源111、发射光学元件112以及驱动器 113等。其中，光源111可以是发光二极管(led)、激光二极管(ld)、边发射 激光器(eel)、垂直腔面发射激光器(vcsel)等，也可以是由多个光源组成的一 维或二维光源阵列。优选地，光源阵列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，光源阵列中光源的排列方式可以是规则的 也可以是不规则的。光源111所发射的光束可以是可见光、红外光、紫外光等。 光源111在驱动器113的控制下向外发射光束。
54.在一些实施例中，光源111被配置为由多个光源组成的光源阵列，其中光 源阵列包括多个列光源或多个行光源，可以称为多个线状光源，每次开启一个 线状光源朝向目标区域发射一条线状光束，直至开启最后一个线状光源，实现 目标区域的扫描，其中，所述线状光束是由多个光斑依次排列形成，可以是间 隔一定的间距也可以依次连接设置。在其他一些实施例中，光源111被配置为 由多个光源阵列组成，其中每个光源阵列被配置为包括多个光源，多个光源阵 列各自同时朝向目标区域发射一条线状光束，多条线状光束投射到目标区域中 的多个线状投影图案具有一定的间距，以将目标区域分成多个区域，从而实现 对目标区域的分区域扫描。
55.在一个实施例中，光源111在驱动器113的控制下以一定频率(或脉冲周期) 向外发射脉冲光束，以用于直接飞行时间(direct tof，dtof)测量，频率根 据测量距离进行设定。可以理解的是，还可以利用处理电路13中的一部分或者 独立于处理电路13存在的子电路来控制光源111发射光束。
56.发射光学元件112接收来自光源111发射的光束并整形后投射到目标区域。 在一个实施例中，发射光学元件112接收来自光源111的脉冲光束，并将脉冲光 束进行光学调制，比如衍射、折射、反射等调制，随后向空间中发射被调制后 的光束，比如聚焦光束、泛光光束、结构光光束等。发射光学元件112可以是 透镜、液晶元件、衍射光学元件、微透镜阵列、超表面(metasurface)光学元 件、掩膜板、反射镜、mems振镜等形式中的一种或多种的组合。
57.在一些实施例中，采集器12包括像素单元121、过滤单元122和接收光学 元件123；其中，接收光学元件123用于接收由目标物体反射回的至少部分光束 并将所述至少部分光束引导至像素单元121上；过滤单元122用于滤除背景光 或杂散光；像素单元121包括由多个像素组成的一维或二维像素阵列。像素单 元121用于采集由目标物体反射回的至少部分光束并生成相应的光子信号。在 一个实施例中，像素单元121为由单光子雪崩光电二极管
(spad)组成的像素 阵列，spad可以对入射的单个光子进行响应并输出指示所接收光子在每个 spad处相应到达时间的信号，利用诸如时间相关单光子计数法(tcspc)实现 对微弱光信号的采集以及飞行时间的计算。
58.在一些实施例中，测距系统10还包括信号放大器、tdc、数模转换器(adc) 等器件中的一种或多种组成的读出电路(图1中未示出)。这些读出电路可以 与处理电路13集成在一起，视作处理电路13的一部分。在一个实施例中，读 出电路接收光子信号进行处理以生成直方图。
59.处理电路13同步发射器11与采集器12的触发信号，对像素单元121采集 的光子信号进行处理，并基于光束从发射到反射的飞行时间计算出待测目标物 体的距离信息。在一个实施例中，spad对入射的单个光子进行响应而输出光子 信号，处理电路13接收光子信号并进行信号处理获取光束的飞行时间。具体的， 处理电路13计算采集光子的数量形成连续的时间bin，这些时间bin连在一起形 成统计直方图用于重现反射光脉冲的时间序列，利用峰值匹配和滤波检测识别 出光束从发射到被接收的飞行时间。可以理解的是，处理电路13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 处理电路。
60.在一些实施例中，测距系统10还包括存储器，用于存储脉冲编码程序，利 用编码程序控制光源111发射光束的激发时间、发射频率等。
61.在一些实施例中，测距系统10还可以包括彩色相机、红外相机、imu等器 件，与这些器件的组合可以实现更加丰富的功能，比如3d纹理建模、红外人脸 识别、slam等功能。
62.需要说明的是，参见图2a所示的单发多收原理图和图2b所示的多发单收 原理图，在一些实施例中，由于测距系统中发射器和采集器之间基线的存在， 会导致光源的发射光斑在像素单元上的成像位置会随着目标距离的不同而发生 变化，称之为视差。因此在列扫描测距的过程中，只开启与光源对应的像素接 收会无法接收某些距离下的回波信号，形成盲区。由于视差导致的光斑偏移是 沿着基线方向，因此，为了方便描述，在后续实施例的描述中，以基线方向为 水平方向，并且认为视差引起的偏移是从右往左偏移为例进行说明。需要说明 的是，偏移方向仅做示意性说明，不能理解为对本发明方案的限制。应理解， 示例性描述不能解释为对本技术的限制，在其他一些情形下，基线的方向还可 以为垂直(或竖直)方向等。
63.在一些实施例中，以spad作为像素阵列的基于dtof的测距系统中，spad 像素与处理电路中的读出电路连接，各spad像素对应连接一个读出电路。读 出电路包括tdc电路和直方图电路，spad像素对入射的单个光子进行响应而 输出光子信号，tdc电路用于接收光子信号生成时间信号，直方图电路用于根 据时间信号生成直方图。具体地，单个光子入射spad像素将引起雪崩，spad 像素将输出雪崩信号至tdc电路，再由tdc电路检测出光子从发射器发出到 引起雪崩的时间信号，利用该时间信号寻找直方图电路中相应的时间间隔(bin)， 使得该时间间隔内的光子计数值加1，通过多次检测之后将时间bin进行直方图 统计以恢复出整个脉冲信号的波形，从而实现精确的飞行时间检测，最后根据 飞行时间计算出目标物体的距离信息。假定脉冲光束发射的脉冲周期为t，测距 系统的最大测量范围为d
max
，对应的最大飞行时间是t1＝2d
max
/c，一般要求t≥t1以避免信号混淆，其中c是光速。其中，直方图电路被配置为包括多个时间bin， 多个时间bin的总和(记为直方图电路的测量
时间范围)等于脉冲周期t，则时 间bin的数量m＝t/δt，δt为时间bin的大小。
64.图3所示为本技术一实施例提供的测距系统中光源阵列、像素单元与处理 电路的结构示意图。其中，图3中左图为光源阵列31的结构示意图。图3中右 图为像素单元32与处理电路33的结构示意图。光源阵列31中的每个光源与像 素单元32中的每个像素(或合像素)一一对应。光源的排列可以是规则的也可 以是不规则的，对应的，像素的排列可以是规则的也可以是不规则的，图3中 仅示意性的示出了一种规则排列的示例。
65.光源阵列31被配置为由设置在单片或多片基底上的多个光源组成的二维光 源阵列。可以理解的，光源阵列31包括多个列光源。在一些实施例中，在测距 系统的一个测量阶段，光源阵列31发射的是线状光源，线状光源是由一个列光 源的多个光源发射出的斑点光束相互连接形成的线状光源。优选地，光源阵列 31是由设置在半导体基底上的多个vcsel光源组成的阵列vcsel芯片。光源 阵列31中的光源可以发射任意波长的斑点光束，比如可见光、红外光、紫外光 等。在一些实施例中，光源阵列31可以在驱动电路的调制驱动下进行发光，比 如连续波调制、脉冲调制等，光源阵列31也可以在驱动电路的控制下进行分组 发光。在一些实现方式中，驱动电路可以是处理电路33的一部分。
66.如图3中左图所示，光源阵列31包括多列光源，例如第一列光源1、第二 列光源2和第三列光源7。第一列光源1、第二列光源2和第三列光源7各自包 括多个光源(图3中左图所示一个小方框代表一个光源)。多个列光源可以在驱 动电路的控制下启动以投射斑点光束到目标视场，在一个测量阶段激活至少两 个列光源，直到所有列的光源均被启动后，完成对整个目标视场的扫描；其中， 光源阵列31的扫描方向(即各列光源的启动顺序)沿着基线方向。在本实施例 中，基线方向为水平方向，则光源阵列31被配置为包括多列光源，在水平方向 上(即沿着基线方向)逐列启动光源阵列完成一帧扫描。在一些实现方式中， 每列光源可以设置在单独的基底上，分别由不同的驱动电路控制进行分组发光。
67.需要说明的是，光源阵列具体需根据基线方向设定包括多列光源或多行光 源，当基线方向为水平方向时，光源阵列被配置为包括多个列光源或多列光源； 而当基线方向为竖直(或垂直)方向，光源阵列被配置为包括多个行光源或多 行光源。
68.如图3中右图所示，像素单元32包括像素阵列，具体地，像素阵列包括由 多个像素组成的二维像素阵列。在本实施例中，基线方向为水平方向，像素阵 列被配置为包括多列像素或多列合像素(图3中右图所示一个小方框代表一个 像素或一个合像素)。当测距系统的发射器向目标发射斑点光束时，斑点光束经 目标反射后，采集器会引导斑点光束成像至相应的像素或合像素上，测距系统 的光源与像素(或合像素)一一对应。合像素的大小可以根据实际情况具体设 定，至少包括一个像素。为了描述的方便，后续以一个光源对应一个像素作为 示例对本实施例进行描述。像素阵列可以包括多列列像素，例如图3中所示的 第一列像素3、第二列像素4、第三列像素5和第四列像素6。处理电路33包括 tdc电路和直方图电路。具体地，每个像素对应连接一个tdc电路和直方图电 路，直方图电路中多个时间bin的和等于t，即直方图电路的测量时间范围为t。 需要说明的是，当采用合像素时，优选地，每个合像素中的各像素共用一个tdc 电路和直方图电路，即对应连接同一个tdc电路和直方图电路。
69.由于测距系统中视差的存在，需要考虑光斑受到目标远近不同时存在成像 偏移的情况，一般地，光斑会沿着基线方向发生偏移。结合图2a和图2b所示， 测距系统的视差主
要引起近距目标反射的光束产生偏移。本技术实施例中，为 了克服近距离的测量盲区，配置多列光源发射斑点光束，开启一列像素用于接 收反射回的来自多列光源的斑点光束。配置的一列像素一方面用于采集较远距 离范围内目标反射的来自一些光源的反射光束(无视差)，另一方面用于采集较 近距离范围内目标反射的来自其他一些光源的反射光束(有视差)。也就是说， 配置的多列光源包括列像素对应的有视差列光源和无视差列光源。无视列光源 主要用于向视场内离系统较远距离范围内的目标投射光束，有视差列光源主要 用于向视场内离系统较近距离范围内的目标投射光束。
70.继续参见图3所示，在第一个测量阶段，第一列光源1和第二列光源2开 启发射斑点光束，配置像素阵列第一列像素3开启并采集反射光斑。其中，第 一列光源1为第一列像素3对应的无视差列光源，第二列光源2为第一列像素3 对应的有视差列光源。也就是说，当第一列光源1发射斑点光束时，将投射到 视场内的位于较远距离探测范围内的目标并将反射光束成像到第一列像素3；当 第二列光源2发射斑点光束时，将投射到视场内的位于较近距离探测范围内的 目标并将反射光束成像到第一列像素3。
71.在第二个测量阶段，第二列光源2和第三列光源7开启发射斑点光束，配 置像素阵列第二列像素4开启并采集反射光斑。其中，第二列光源2为第二列 像素4对应的无视差列光源，第三列光源7为第二列像素4对应的有视差列光 源。也就是说，当第二列光源2发射斑点光束时，将投射到视场内的位于较远 距离探测范围内的目标并将反射光束成像到第二列像素4；当第三列光源7发射 斑点光束时，将投射到视场内的位于较近距离探测范围内的目标并将反射光束 成像到第二列像素4。
72.像素阵列的每个像素对应连接一个tdc电路和直方图电路，直方图电路中 多个时间bin的和等于t，即直方图电路的测量时间范围为t。在一个优选的实 施例中，由于列像素是逐列依次开启的，因此，不同列像素中处于相同行的像 素可以共用一个tdc电路和直方图电路。例如，第一列像素3、第二列像素4、 第三列像素5和第四列像素6中位于同一行的像素可以共用一个tdc电路和直 方图电路，实现tdc电路和直方图电路的时分复用，降低功耗和成本，有利于 系统的小型化。
73.需要说明的是，在本技术实施例中，因视差引起的偏差范围所对应的列光 源数为2列作为示例性描述，应理解，此示例性描述不能解释为对本技术内容 的具体限制。因视差引起的偏差范围所对应的列光源数可以受到系统的基线大 小，测距范围等的影响。在一些实施例中，可以通过理论计算或者标定的方法 确定由视差引起的偏差范围所对应的列光源数。
74.在图3所示实施例中，用两个光源分别对采集视场中位于近距范围和远距 范围的目标发射斑点光束。受到目标反射率、环境温度等因素的影响，导致两 个光源对应的投射范围存在重叠的情况，无法确定测量到的信号对应哪个光源， 则无法在计算出目标准确的三维坐标数据。在一些实现方式中，远距光源(无 视差光源)发射能够覆盖的测距范围为d01至d02，d01《d02，相邻近距光源 (有视差光源)发射能够覆盖的测距范围为d11至d12，d11《d12，因为两者 的测距范围有重叠，所以d12》d01。作为一非限制性示例，近距列光源的测量 范围为0至30m，对应的直方图电路中的测量时间范围为0至0.2us，而远距列 光源的测量范围为15m至150m，对应的直方图电路中的测量时间范围为0.1us 至1us，当解算直方图确定目标飞行时间为0.18us时，无法确定是该飞行时间对 应的是哪个光源的投射视场，
则无法准确获取目标的三维坐标数据。
75.针对上述实施例存在的问题，在其他一些实施例中，控制多个列光源依次 发射并控制列光源按照预设的时间延时发射。时间延时t可以根据近远距列光源 测量重叠范围确定。在配置直方图电路时需要设置直方图电路的测量时间范围 为t t。t为未加时间延时的情形下直方图电路的测量时间范围。
76.作为一实现方式，首先控制近距列光源(即有视差列光源)发射脉冲，在 时间间隔t≥(d12-d01)/(2
×
c)之后控制远距列光源(即无视差列光源)发射脉冲， 其中c为光速。这样就可消除不同发射列之间的直方图混叠。当开启更多列发 射时，可以参考这一方式进行扩展，此处不再赘述。相较于一发多收的方式， 本实现方式中接收列像素是一直开启的，因此测试结果上不存在切换盲区，可 以在一个测试脉冲周期内完成多个发射的触发，同时对tdc资源消耗不变。效 果更佳。在本实现方式中，配置直方图电路的测量时间范围为t t。
77.作为一非限制性示例，继续参见图3所示，第一列光源1为第一列像素3 对应的无视差列光源，第二列光源2为第一列像素3对应的有视差列光源。第 二列光源2为第二列像素4对应的无视差列光源，第三列光源7为第二列像素4 对应的有视差列光源。在第一个测量阶段，先开启第二列光源2发射斑点光束， 开启第一列像素3采集来自第二列光源2的反射光斑；在预设时间间隔t后再开 启第一列光源1发射斑点光束，第一列像素3采集来自第一列光源1的反射光 斑。在第二个测量阶段，先开启第三列光源7发射斑点光束，开启第二列像素4 采集来自第三列光源7的反射光斑；在预设时间间隔t后再开启第二列光源2发 射斑点光束，第二列像素4采集来自第二列光源2的反射光斑。
78.在其他一些实施例中，考虑到近距点的反射信号能量更强，信噪比更高， 因此在实际测试过程中针对近距列光源(有视差列)的开启时间可以大幅降低， 从而减少多列光源开启导致的帧频降低。
79.此时，在一些实施例中，可以通过同时减少远距列光源的开启时长，通过 牺牲一部分远距测试性能以保证帧频不变；在其他一些实施例中，也可以维持 远距列光源对应开启时长不变，通过牺牲一些帧频来维持远距测试性能。
80.作为一非限制性示例，继续参见图3所示，第一列光源1为第一列像素3 对应的无视差列光源，第二列光源2为第一列像素3对应的有视差列光源。
81.例如，在第一个测量阶段，开启第一列光源1和第二列光源2发射斑点光 束，开启第一列像素3采集反射光斑，第一列光源1的开启时长为h1，第二列 光源2的开启时长为h2，h1》h2。
82.又如，在第一个测量阶段，先开启第二列光源2发射斑点光束，同时开启 第一列像素3采集反射光斑，第二列光源2的开启时长为h3；在距离开启第二 列光源2预设时间间隔t后，再开启第一列光源1发射斑点光束，第一列像素3 采集反射光斑，第一列光源1的开启时长为h4。其中，h3《h4。
83.在其他一些实施例中，每个列光源都具有单独的驱动电路，考虑到近距点 的反射信号能量更强，信噪比更高，可以利用驱动电路动态调控发射脉冲光束 的周期，从而减少多列光源开启导致的帧频降低。
84.具体地，可以利用驱动电路动态调控近距列光源(即有视差列光源)发射 脉冲光束的周期小于远距列光源(即无视差列光源)。
85.作为一非限制性示例，继续参见图3所示，第一列光源1为第一列像素3 对应的无视差列光源，第二列光源2为第一列像素3对应的有视差列光源。
86.例如，在第一个测量阶段，开启第一列光源1和第二列光源2发射斑点光 束，同时开启第一列像素3采集反射光斑。第一列光源1和第二列光源2均发 射脉冲光束，第二列光源2发射脉冲光束的周期小于第一列光源1发射脉冲光 束的周期。
87.又如，在第一个测量阶段，先开启第二列光源2发射斑点光束，同时开启 第一列像素3采集反射光斑；在距离开启第二列光源2预设时间间隔t后，再开 启第一列光源1发射斑点光束，第一列像素3采集反射光斑。第一列光源1和 第二列光源2均发射脉冲光束，第二列光源2发射脉冲光束的周期小于第一列 光源1发射脉冲光束的周期。
88.需要说明的是，在图3所示实施例中，以开启单列列像素接收反射光斑作 为示例性描述。在其他一些实施例中，还可以采用多列发射多列接收的方式， 也就是说，开启多列列光源发射斑点光束，开启多列列像素接收反射光斑。
89.作为一非限制性示例，继续参见图3所示，在第一个测量阶段，开启第一 列光源1和第二列光源2发射斑点光束，可以调控第一列像素3和第二列像素4 同时开启并采集反射光斑。对于第一列像素3来说，第一列光源1是无视差列， 第二列光源2是有视差列；对于第二列像素4来说，第二列光源2则是无视差 列。在第二个测量阶段，开启第一列光源2和第二列光源7发射斑点光束，可 以调控第二列像素4和第三列像素5同时开启并采集反射光斑。对于第二列像 素4来说，第二列光源2是无视差列，第三列光源7是有视差列；对于第三列 像素5来说，第三列光源7则是无视差列。
90.还需要说明的是，在图3所示实施例中，以单线扫描作为扫描方式的示例 性描述。在其他一些实施例中，还可以采用逐点扫描的方式，或者采用多线扫 描的方式等。应理解，示例性描述不能解释为对本技术内容的具体限制。
91.在逐点扫描的方式中，每次开启多个光源发射斑点光束，并同时控制采集 器开启一个像素接收反射光斑，其中，多个光源包括一个像素对应的有视差光 源和无视差光源。
92.在前述的实施例中详细介绍了单线扫描的情形，现在介绍多线扫描的情形。 多线扫描的实施例中与单线扫描实施例相同之处，此处不再赘述。
93.在多线扫描实施例中，发射器包括多个光源阵列，每个光源阵列配置为由 多个光源组成的一维或二维光源阵列。对应的，采集器包括多个像素阵列，每 个像素阵列配置为由多个像素组成的一维或二维像素阵列。多个像素阵列与多 个光源阵列一一对应。
94.每个光源阵列与其对应的像素阵列的具体结构与前述图3所示实施例的情 形相同。
95.为了方便描述多线扫描实施例，在一个实施例中，以发射器包括3个光源 阵列，采集器包括3个像素阵列为例进行说明。3个光源阵列分别为第一光源阵 列、第二光源阵列和第三光源阵列；3个像素阵列分别为第一像素阵列、第二像 素阵列和第三像素阵列。在该实施例中，将目标视场分成三个区域进行扫描， 第一光源阵列和对应的第一像素阵列用于扫描第一区域，第二光源阵列和对应 的第二像素阵列用于扫描第二区域，第三光源阵列和对应的第三像素阵列用于 扫描第三区域。应理解，针对每个区域的扫描过程，与前述单线扫描实施例的 情形相同。
96.为实现对目标区域的分区域扫描，在测量的第一阶段，控制每一光源阵列 中的第
一列光源和第二列光源向目标区域发射斑点光束，同时控制每个像素阵 列开启第一列像素，第一列光源为与第一列像素对应的无视差列，第二列光源 为与第一列像素对应的有视差列；在测量的第二阶段，控制每一光源阵列中的 第二列光源和第三列光源向目标区域发射斑点光束，以此类推，在测量的第n 阶段时，控制每一光源阵列的第n列光源和第n 1列光源发射斑点光束，直至 每一光源阵列中的最后一个列光源发射的斑点光束被采集器接收到，完成一帧 测量。可以理解的是，以上数字描述只做示意性说明，不对本技术的内容做具 体限制。通过将面阵光源系统配置为全固态，可靠性高，通过发射端线光源的 动态切换，实现全视场覆盖。
97.图4所示为本技术另一实施例提供的一种测距方法。测距方法可 应用于前述任一实施例的测距系统。在一些实施例中，测距方法可以 由测距系统的处理电路执行。在一些实施例中，测距方法可以由电子 设备执行。
98.如图4所示，测距方法可以包括如下步骤s41至s43。
99.s41，控制光源阵列中的至少两个列光源发射斑点光束。
100.s42，同步控制采集器中的至少一个列像素开启并采集被目标反射的斑点光 束并输出光子信号。
101.s43，根据光子信号计算目标的距离信息。
102.其中，所述至少两个列光源包括所述至少一个列像素中同一个列像素对应 的无视差列光源和有视差列光源。
103.在一些实施例中，具体地，光源阵列为多个，采集器包括多个像素阵列， 多个光源阵列与多个像素阵列一一对应。步骤s41包括：控制各光源阵列中的 至少两个列光源发射斑点光束；步骤s42包括：同步控制各像素阵列中一个列 像素开启并采集来自对应光源阵列且被目标反射的斑点光束并输出光子信号。
104.在一些实施例中，具体地，步骤s43包括：接收光子信号进行处理并生成 直方图，根据直方图计算斑点光束从发射到被采集之间的飞行时间，基于飞行 时间计算出目标物体的距离信息。
105.在其他一些实施例中，测距方法还包括：控制至少两个列光源中有视差列 光源先开启，至少两个列光源中无视差列光源后开启。也就是说，控制至少两 个列光源中有视差列光源先发射斑点光束，无视差列光源后发射斑点光束。
106.在其他一些实施例中，测距方法还包括：控制至少两个列光源中有视差列 光源的开启时长，小于至少两个列光源中无视差列光源的开启时长。也就是说， 控制至少两个列光源中有视差列光源发射斑点光束的时长小于无视差列光源发 射斑点光束的时长。
107.在其他一些实施例中，测距方法还包括：控制至少两个列光源中有视差列 光源发射脉冲光束的周期小于至少两个列光源中无视差列光源发射脉冲光束的 周期。
108.需要说明的是，本实施例的测距方法是采用前述任一实施例测距系统进行 测距，其技术方案与前述测距系统相似，故在此不再重复赘述。
109.可以理解的是，以上实施例只做示意性说明，并不能作为对本技术的限制。 在其他一些实施例中，也可以控制发射器发射横向的线状光束沿纵向进行扫描。 在其他一些实施例中，光源阵列也可以是其他组合形式的光源阵列，例如，可 以是利用合束元件将多个子光源合成一个光源形成的光源阵列。在一些实施例 中，还可以动态控制子光源阵列以产
生不同宽度的线状光束。
110.作为本技术另一实施例，还提供一种电子设备，参照图5所示，电子设备 500包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理 器50上运行的计算机程序52，例如距离测量的程序。所述处理器50执行所述 计算机程序52时实现上述任一实施例的测距方法实施例中的步骤，例如图4所 示的步骤s41至s43。
111.示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一 个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以 完成本技术。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算 机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在电子设备500中的执行 过程。
112.本领域技术人员可以理解，图5仅仅是电子设备500的示例，并不构成对 电子设备500的限定，电子设备500可以包括比图示更多或更少的部件，或者 组合某些部件，或者不同的部件，例如电子设备500还可以包括输入输出设备、 网络接入设备、总线等。
113.所称处理器50可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以 是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成 电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列 (field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者 晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器 也可以是任何常规的处理器等。
114.所述存储器51可以是电子设备500的内部存储单元，例如电子设备500的 硬盘或内存。所述存储器51也可以是电子设备500的外部存储设备，例如电子 设备500上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全 数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储 器51还可以既包括电子设备500的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存 储器51用于存储所述计算机程序以及电子设备所需的其他程序和数据。所述存 储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
115.本技术另一实施例，还提供一种电子设备，电子设备包括前述任一实施例 的测距系统，其中，所述测距系统的发射器与采集器设置于电子设备本体的同 一侧。在一个实施例中，测距系统用于向目标物体发射光束以及接收目标物体 反射回来的光束并形成光子信号，跟据所述光子信号计算目标物体的距离信息。
116.作为一非限制性示例，电子设备可以包括光学测量系统，例如激光雷达等。
117.本技术一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介 质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个测 距方法实施例中的步骤。
118.本技术一实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设 备上运行时，使得电子设备可实现上述各个测距方法实施例中的步骤。
119.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详 述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
120.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示 例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来 实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用 和设计约束条件。专业技术
人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现 所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
121.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法， 可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示 意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可 以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系 统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦 合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯 连接，可以是电性，机械或其它的形式。
122.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元 显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可 以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元 来实现本实施例方案的目的。
123.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元 中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的 形式实现。
124.集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或 使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术 实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关 的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程 序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序 包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可 执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序 代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存 储器、rom、ram、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的 是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求 进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读 介质不包括电载波信号和电信信号。
125.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述 实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各 实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。