用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法及其应用与流程

1.本技术涉及电数据处理领域，特别是涉及用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法及其应用。


背景技术：

2.飞行时间(time of flight,tof)技术是一种从发射器发射探测光，并使探测光经过目标物体反射回到接收器，从而能够根据探测光在此传播路程中的传播时间来获取物体到传感器的空间距离的3d成像技术。
3.如在应用在投影仪中，目前传感器的算法处理单元在芯片外，采用单独的mcu进行传感器数据的算法处理。现有方案为将多通道(如图1为m通道n个数据)数据(总量为m*n)全部输出到算法处理单元，目前方案为了补偿数据距离差异，会先设置一组补偿系数，用于补偿x值(各通道对应的距离，如x0、x1、...、x
m-1
)在多通道数据融合中的误差，然后将d系数代入通道数据融合表示光源距离，最后对d回归求解得到通道间差异d0、d1、d2、...、d
m-1
。但是这种方式计算的d系数计算结果受通道间信号强度差异的影响极大，导致最终的补偿效果不理想，整体误差仍旧较大。
4.因此，亟待一种排除光源信号强度差异的干扰，快速、稳定地计算传感器通道间信号接收差异的误差补偿测算方法及其应用。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法及其应用，针对目前技术受通道间信号强度差异的影响极大的问题。
6.本发明核心技术主要是挑选光源信号强度相同的数据进行d值计算，不再需要对所有数据进行d回归求解。
7.第一方面，本技术提供了用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法，所述方法包括以下步骤：
8.s00、获取光传感器的初始数据；
9.其中初始数据包括各通道对应的光源距离和各通道对应的光信号强度；
10.s10、选取相邻通道中接收光强最相近时间的数据；
11.s20、对于相邻通道光信号强度趋势相异的情况，取光信号强度相等的点，将对应此点的两通道光源距离值作差得到两通道的补偿系数值差；
12.对于相邻通道光信号强度趋势相同的情况，取高事件数处平缓段的数据，并以该数据中的光源距离值取平均值，再将平均值作差得到两通道的补偿系数值差；
13.s30、循环s10～s20步骤，直至计算得到所有通道间的补偿系数值差；
14.s40、根据所有通道间的补偿系数值差对光传感器的初始数据进行补偿。
15.进一步地，s00步骤中，将初始数据以光源距离为横坐标，光信号强度为纵坐标，建立每个通道的光强曲线图。
16.进一步地，s10步骤中，接收光强最相近时间的数据为光斑移动到两通道交接处时的数据。
17.进一步地，s20步骤中，趋势相异为两个通道的光强度信号值变化方向相反；趋势相同为两个通道的光强度信号值变化方向相同。
18.进一步地，s20步骤中，取多处光信号强度相等的点中光信号强度最高的点。
19.进一步地，s20步骤中，取高事件数处平缓段的数据为所有平缓段中光信号强度最高的平缓段。
20.第二方面，本技术提供了用于测距传感器精度优化的误差补偿测算装置，包括：
21.输入模块，用于获取光传感器的初始数据；其中初始数据包括各通道对应的光源距离和各通道对应的光信号强度；
22.选取模块，用于选取相邻通道中接收光强最相近时间的数据；
23.计算模块，用于对于相邻通道光信号强度趋势相异的情况，取光信号强度相等的点，将对应此点的两通道光源距离值作差得到两通道的补偿系数值差；对于相邻通道光信号强度趋势相同的情况，取高事件数处平缓段的数据，并以该数据中的光源距离值取平均值，再将平均值作差得到两通道的补偿系数值差；循环前述计算过程，直至计算得到所有通道间的补偿系数值差；
24.补偿模块，用于根据所有通道间的补偿系数值差对光传感器的初始数据进行补偿。
25.第三方面，本技术提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法。
26.第四方面，本技术提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法。
27.本发明的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本技术要计算的补偿系数是传感器本身的通道间物理误差，而光信号强度是测试时光源在移动过程中在不同通道光强分布不均的误差，与传感器本身无关，故有必要将其排除。因此本技术s20步骤中挑选了光源信号强度相同(即p值相同)的数据进行补偿系数d值计算，而在现有方案中，需要对所有数据(包括了p值差异大的)进行列式再回归求d，所以按本技术才可排除光源信号强度差异的干扰，数据更加准确；
28.2、与现有技术相比，本技术在初始阶段不再需要获取各通道的数据比重，也不需要将现将d系数代入通道数据融合表示光源距离进行列式，也不需要对d回归进行求解，显著降低了计算过程的难度，从而起到快速、稳定地计算传感器通道间信号接收差异。
29.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
30.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
31.图1是现有技术的通道示意图；
32.图2是根据本技术实施例的用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法的流程；
33.图3是相邻通道趋势相异的示意图；
34.图4是相邻通道趋势相同的示意图；
35.图5是本技术实施例的4通道数据实例；
36.图6是根据本技术实施例的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
37.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
38.需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
39.如图1所示，现有方案为将多通道(如图1为m通道n个数据，通道数为8，每个通道7个有效数据)数据(总量为m*n)全部输出到算法处理单元。在光传感器m个通道的数据获取中：
40.x0、x1、...、x
m-1
为各通道对应的距离；
41.p0、p1、...、p
m-1
为各通道对应的光信号强度；
42.a0、a1、...、a
m-1
为各通道数据比重。
43.为了补偿各通道数据距离差异，假设一组补偿系数d0、d1、d2、...、d
m-1
，用于补偿x值在多通道数据融合中的误差。
44.将d系数代入通道数据融合表示光源距离，列式如下：
45.a
00
(x
00-d0) a
00
(x
00-d1) ... a
0m
(x
0m-dm)＝z046.a
10
(x
10-d0) a
10
(x
10-d1) ... a
1m
(x
1m-dm)＝z147.......
48.a
n0
(x
n0-d0) a
n0
(x
n0-d1) ... a
nm
(x
nm-dm)＝zn49.其中zi为距离值，x
ij
是第i组数据j通道对应的距离。
50.对d回归求解：
51.diagnal(ax
t
)-ad＝z
52.ad＝diagnal(ax
t
)-z
53.a
t
ad＝a
t
b-a
t
z,a
t
a非奇异
54.d＝(a
t
a)-1
(a
t
b-a
t
z)
55.此结果即通道间差异d0、d1、d2、...、d
m-1
。
56.显然，现有技术在d值计算时需要对所有数据(包括了p值(光信号强度)差异大的数据)进行列式再回归求d，才会受通道间信号强度差异的影响极大。
57.基于此，本基于挑选光源信号强度相同(即p值相同)的数据进行d值计算，以排除光源信号强度差异的干扰。
58.实施例一
59.本技术旨在提出一种排除光源信号强度差异的干扰，快速、稳定地计算传感器通道间信号接收差异的用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法。具体地，参考图1，所述方法包括以下步骤：
60.s00、获取光传感器的初始数据；
61.其中初始数据包括各通道对应的光源距离和各通道对应的光信号强度；
62.即在光传感器m个通道的数据获取中，
63.x0、x1、...、x
m-1
为各通道对应的距离；
64.p0、p1、...、p
m-1
为各通道对应的光信号强度；
65.为了补偿各通道数据距离差异，假设一组补偿系数d0、d1、d2、...、d
m-1
。
66.在本实施例中，将初始数据以光源距离为横坐标，光信号强度为纵坐标，建立每个通道的光强曲线图，如图3和4所示，为其中两个相邻通道的光强曲线图。
67.s10、选取相邻通道中接收光强最相近时间的数据；
68.在本实施例中，接收光强最相近时间的数据为光斑移动到两通道交接处时的数据。即为了排除信号强度差异的干扰，本技术选取相邻通道接收光强最相近时刻的数据，也就是光斑移动到两通道交接处时的数据，此时两个通道的p值相当且p值较高。如此光强相近时刻两通道p值数据有如图3-4所示两种情况(图像横坐标为光源距离，纵坐标为光强度)。
69.s20、对于相邻通道光信号强度趋势相异(两个通道的光强度信号值变化方向相反)的情况，取光信号强度相等的点(取多处光信号强度相等的点中光信号强度最高的点)，将对应此点的两通道光源距离值作差得到两通道的补偿系数值差；
70.在本实施例中，取p值相等点(多处相等则取p值更高点)，将对应此距离的两通道x值记为xa和xb，则d
a-db＝x
a-xb；
71.对于相邻通道光信号强度趋势相同(两个通道的光强度信号值变化方向相同)的情况，取高事件数处平缓段的数据(所有平缓段中光信号强度最高的平缓段)，并以该数据中的光源距离值取平均值，再将平均值作差得到两通道的补偿系数值差；
72.在本实施例中，取高事件数处平缓段的数据，以整段数据的两通道x值取平均值x
amean
和x
bmean，
两通道的x平均值作差得到两通道的d值差d
a-db＝x
amean-x
bmean
；
73.s30、循环s10～s20步骤，直至计算得到所有通道间的补偿系数值差；
74.在本实施例中，以一个通道为基点，则有：
[0075][0076]
其中，n＝1,2,...,m(通道数)；j为n通道与x通道之间的通道数 1；di为从x通道到n通道之间的第i个通道的d值，d0＝d
x
、dj＝dn，di与d
i-1是相邻两个通道的d值。
[0077]
为了得到方便计算的相对通道间差值，令d
x
＝0,
[0078][0079]
s40、根据所有通道间的补偿系数值差对光传感器的初始数据进行补偿。
[0080]
如此，本方案适用于任意通道数、任意排布方式的光传感器通道间差异分析。
[0081]
如在实际操作中，如图5中的4通道数据为例，假设两两通道间光强度数据都是图3中的趋势相异型。
[0082]
具体为：
[0083]
a、b、c分别对应p值最大且相等的3个照射位置(光源照射中心在这个通道图上对应的位置)；
[0084]
对应的x
a1
、x
a0
……
为相应距离点对应通道的峰位值；
[0085]
对应的d0、d1、d2、d3为对应通道的峰位值的差值。
[0086]
以0通道为基点，令d0＝0,则有：
[0087]
d0＝0
[0088]
d1＝x
a1-x
a0
[0089]
d2＝x
b2-x
b1
x
a1-x
a0
[0090]
d3＝x
c3-x
c2
x
b2-x
b1
x
a1-x
a0
[0091]
如此可快速计算出所有相邻通道之间的d值差，从而能够进行补偿。
[0092]
实施例二
[0093]
基于相同的构思，本技术还提出了用于测距传感器精度优化的误差补偿测算装置，包括：
[0094]
输入模块，用于获取光传感器的初始数据；其中初始数据包括各通道对应的光源距离和各通道对应的光信号强度；
[0095]
选取模块，用于选取相邻通道中接收光强最相近时间的数据；
[0096]
计算模块，用于对于相邻通道光信号强度趋势相异的情况，取光信号强度相等的点，将对应此点的两通道光源距离值作差得到两通道的补偿系数值差；对于相邻通道光信号强度趋势相同的情况，取高事件数处平缓段的数据，并以该数据中的光源距离值取平均值，再将平均值作差得到两通道的补偿系数值差；循环前述计算过程，直至计算得到所有通道间的补偿系数值差；
[0097]
补偿模块，用于根据所有通道间的补偿系数值差对光传感器的初始数据进行补偿。
[0098]
实施例三
[0099]
本实施例还提供了一种电子装置，参考图6，包括存储器404和处理器402，该存储器404中存储有计算机程序，该处理器402被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
[0100]
具体地，上述处理器402可以包括中央处理器(cpu)，或者特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称为asic)，或者可以被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0101]
其中，存储器404可以包括用于数据或指令的大容量存储器404。举例来说而非限制，存储器404可包括硬盘驱动器(harddiskdrive，简称为hdd)、软盘驱动器、固态驱动器(solidstatedrive，简称为ssd)、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universalserialbus，简称为usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器404可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器404可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器404是非易失性(non-volatile)存储器。在特定实施例中，存储器404包括只读存储器(read-onlymemory，简称为rom)和随机存取存储器(randomaccessmemory，简称为ram)。在合适的情况下，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(programmableread-onlymemory，简称为prom)、可擦除prom(erasableprogrammableread-onlymemory，简称为eprom)、电可擦除prom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，简称为eeprom)、电可改写rom(electricallyalterableread-onlymemory，简称为earom)或闪存(flash)或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该ram可以是静态随机存取存储器(staticrandom-accessmemory，简称为sram)或动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，简称为dram)，其中，dram可以是快速页模式动态随机存取存储器404(fastpagemodedynamicrandomaccessmemory，简称为fpmdram)、扩展数据输出动态随机存取存储器(extendeddateoutdynamicrandomaccessmemory，简称为edodram)、同步动态随机存取内存(synchronousdynamicrandom-accessmemory，简称sdram)等。
[0102]
存储器404可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器402所执行的可能的计算机程序指令。
[0103]
处理器402通过读取并执行存储器404中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法。
[0104]
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备406以及输入输出设备408，其中，该传输设备406和上述处理器402连接，该输入输出设备408和上述处理器402连接。
[0105]
传输设备406可以用来经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括电子装置的通信供应商提供的有线或无线网络。在一个实例中，传输设备包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备406可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
[0106]
输入输出设备408用于输入或输出信息。在本实施例中，输入的信息可以是初始数据等，输出的信息可以是d值等。
[0107]
实施例四
[0108]
本实施例还提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据实施例一的用于测距传感器精度优化的误差补偿测算方法。
[0109]
需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
[0110]
通常，各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。本发明的一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以以可以由控制器、微处理器或其他计算
设备执行的固件或软件来实现，但是本发明不限于此。尽管本发明的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，作为非限制性示例，本文中描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合来实现。
[0111]
本发明的实施例可以由计算机软件来实现，该计算机软件由移动设备的数据处理器诸如在处理器实体中可执行，或者由硬件来实现，或者由软件和硬件的组合来实现。包括软件例程、小程序和/或宏的计算机软件或程序(也称为程序产品)可以存储在任何装置可读数据存储介质中，并且它们包括用于执行特定任务的程序指令。计算机程序产品可以包括当程序运行时被配置为执行实施例的一个或多个计算机可执行组件。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其一部分。另外，在这一点上，应当注意，如图中的逻辑流程的任何框可以表示程序步骤、或者互连的逻辑电路、框和功能、或者程序步骤和逻辑电路、框和功能的组合。软件可以存储在诸如存储器芯片或在处理器内实现的存储块等物理介质、诸如硬盘或软盘等磁性介质、以及诸如例如dvd及其数据变体、cd等光学介质上。物理介质是非瞬态介质。
[0112]
本领域的技术人员应该明白，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0113]
以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。