本發(fā)明實(shí)施例涉及測(cè)距領(lǐng)域，尤其涉及一種tof測(cè)距系統(tǒng)及可移動(dòng)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

目前可移動(dòng)平臺(tái)(例如無人飛行器、探測(cè)機(jī)器人等)設(shè)置有探測(cè)設(shè)備，探測(cè)設(shè)備用于探測(cè)可移動(dòng)平臺(tái)周圍的障礙物，以免可移動(dòng)平臺(tái)撞向周圍的障礙物。

飛行時(shí)間測(cè)距法(timeofflight,簡(jiǎn)稱tof)是一種常用的測(cè)距方法，tof測(cè)距方法包括相位調(diào)制法，相位調(diào)制法指的是可移動(dòng)平臺(tái)上的tof測(cè)距系統(tǒng)的光源發(fā)射一個(gè)振幅調(diào)制的連續(xù)光信號(hào)，該光源通常為發(fā)光二極管(lightemittingdiode，簡(jiǎn)稱led)，當(dāng)連續(xù)光信號(hào)照射到可移動(dòng)平臺(tái)周圍的障礙物時(shí)，障礙物向tof測(cè)距系統(tǒng)返回反射光信號(hào)，tof測(cè)距系統(tǒng)根據(jù)反射光信號(hào)的相位，計(jì)算障礙物與可移動(dòng)平臺(tái)之間的距離。

但是在tof測(cè)距系統(tǒng),一方面隨著測(cè)量距離的增加，返回的光信號(hào)強(qiáng)度降低導(dǎo)致接收器接收到的光信號(hào)強(qiáng)度不足，另一方面，為了得到足夠的光信號(hào)強(qiáng)度，需要增加積分時(shí)間，此時(shí)消耗的電功率和光功率都會(huì)提高。因此，目前tof測(cè)距系統(tǒng)只能檢測(cè)較近的障礙物，無法檢測(cè)較遠(yuǎn)距離的障礙物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)及可移動(dòng)平臺(tái)，以提高tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距范圍。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面是提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)，包括：發(fā)光器、接收器、控制器和光學(xué)系統(tǒng)；其中，

發(fā)光器，用于發(fā)射光信號(hào)；

接收器，用于接收由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)；

所述控制器，用于根據(jù)所述發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)和所述接收器接收到的由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)，確定所述目標(biāo)對(duì)象與所述測(cè)距系統(tǒng)之間的距離；

所述光學(xué)系統(tǒng)包括如下至少一種：

第一光信號(hào)處理裝置，所述發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過所述第一光信號(hào)處理裝置以提高所述發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度；

第二光信號(hào)處理裝置，由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)經(jīng)過所述第二光信號(hào)處理裝置以提高所述接收器接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)，包括：發(fā)光器、接收器、控制器和外部驅(qū)動(dòng)電路；其中，

發(fā)光器，用于發(fā)射光信號(hào)；

接收器，用于接收由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)；

所述控制器，用于根據(jù)所述發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)和所述接收器接收到的由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)，確定所述目標(biāo)對(duì)象與所述測(cè)距系統(tǒng)之間的距離；

所述外部驅(qū)動(dòng)電路，用于增大所述發(fā)光器的輸出功率。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種可移動(dòng)平臺(tái)，包括：上述任一項(xiàng)所述的tof測(cè)距系統(tǒng)。

本實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)及可移動(dòng)平臺(tái)，通過在該tof測(cè)距系統(tǒng)中設(shè)置光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)包括第一光信號(hào)處理裝置和第二光信號(hào)處理裝置中的至少一個(gè)，使得tof測(cè)距系統(tǒng)中的發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一光信號(hào)處理裝置，和/或tof測(cè)距系統(tǒng)中的接收器通過第二光信號(hào)處理裝置接收由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)，第一光信號(hào)處理裝置能夠提高發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度，第二光信號(hào)處理裝置能夠提高接收器接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度，通過提高發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度，和/或提高接收器接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度，可提高tof測(cè)距系統(tǒng)的信噪比，使得tof測(cè)距系統(tǒng)可檢測(cè)到距離tof測(cè)距系統(tǒng)較遠(yuǎn)的目標(biāo)對(duì)象，從而提高了tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距范圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光器發(fā)射光信號(hào)的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖8為現(xiàn)有技術(shù)中接收器接收光信號(hào)的示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖14為現(xiàn)有技術(shù)中tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)光器的驅(qū)動(dòng)電流和發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系圖；

圖17為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖18為本發(fā)明實(shí)施例提供的無人飛行器的結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記：

11-發(fā)光器12-接收器13-控制器

14-光學(xué)系統(tǒng)15-目標(biāo)對(duì)象141-第一光信號(hào)處理裝置

142-第二光信號(hào)處理裝置21-發(fā)光二極管

22-平面31-第一匯聚透鏡41-反射鏡

51-第一光闌91-第二匯聚透鏡92-濾光片

131-第二光闌151-驅(qū)動(dòng)源152-控制電路

150-外接電源16-外部驅(qū)動(dòng)電路161-外部驅(qū)動(dòng)電源

162-開關(guān)元件163-電阻

17-電阻163與開關(guān)元件162連接的一端100-無人飛行器

107-電機(jī)106-螺旋槳117-電子調(diào)速器

118-飛行控制器108-傳感系統(tǒng)110-通信系統(tǒng)

102-支撐設(shè)備104-拍攝設(shè)備112-地面站

114-天線116-電磁波119-tof測(cè)距系統(tǒng)

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，當(dāng)組件被稱為“固定于”另一個(gè)組件，它可以直接在另一個(gè)組件上或者也可以存在居中的組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)組件，它可以是直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式作詳細(xì)說明。在不沖突的情況下，下述的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，tof測(cè)距系統(tǒng)包括：發(fā)光器11、接收器12、控制器13和光學(xué)系統(tǒng)14，光學(xué)系統(tǒng)14包括第一光信號(hào)處理裝置141和第二光信號(hào)處理裝置142中的至少一種，在本實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)14包括第一光信號(hào)處理裝置141和第二光信號(hào)處理裝置142，在其他實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)14包括第一光信號(hào)處理裝置141和第二光信號(hào)處理裝置142中的任意一個(gè)。

本實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)可以設(shè)置在可移動(dòng)平臺(tái)上，該可移動(dòng)平臺(tái)包括如下至少一種：無人飛行器、可移動(dòng)機(jī)器人、車輛。tof測(cè)距系統(tǒng)用于檢測(cè)可移動(dòng)平臺(tái)周圍的目標(biāo)對(duì)象，該目標(biāo)對(duì)象可以是障礙物或感興趣的目標(biāo)，該tof測(cè)距系統(tǒng)具體用于檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象與該tof測(cè)距系統(tǒng)之間的距離，并根據(jù)目標(biāo)對(duì)象與該tof測(cè)距系統(tǒng)之間的距離，確定目標(biāo)對(duì)象與可移動(dòng)平臺(tái)之間的距離。

發(fā)光器11用于發(fā)射光信號(hào)，具體的，發(fā)光器11可以是發(fā)光二極管(lightemittingdiode，簡(jiǎn)稱led)或激光二極管(laserdiode，簡(jiǎn)稱ld)。當(dāng)發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)照射到可移動(dòng)平臺(tái)周圍的目標(biāo)對(duì)象時(shí)，目標(biāo)對(duì)象向tof測(cè)距系統(tǒng)返回反射光信號(hào)，tof測(cè)距系統(tǒng)中的接收器12用于接收由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)，可選的，接收器12包括感光元件，所述感光元件包括如下至少一種：光電二極管、雪崩光電二極管、電荷耦合元件。

如圖1所示，控制器13分別與發(fā)光器11和接收器12連接，且控制器13根據(jù)發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)和接收器12接收到的由目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)，確定目標(biāo)對(duì)象15與tof測(cè)距系統(tǒng)之間的距離。具體的，控制器13用于確定發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)和接收器12接收到的由目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)之間的相位差，并根據(jù)該相位差確定目標(biāo)對(duì)象15與tof測(cè)距系統(tǒng)之間的距離。

在本實(shí)施例中，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一光信號(hào)處理裝置141射向目標(biāo)對(duì)象15，第一光信號(hào)處理裝置141所起的作用是提高發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度，可選的，第一光信號(hào)處理裝置141具有光信號(hào)匯聚的功能，即第一光信號(hào)處理裝置141能夠?qū)Πl(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)進(jìn)行匯聚，以減小發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，從而提高發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度。

例如圖2所示，發(fā)光器11為發(fā)光二極管21，發(fā)光二極管led通常是一個(gè)發(fā)散的光源，該led發(fā)射的光信號(hào)為發(fā)散的光束。在沒有第一光信號(hào)處理裝置141的情況下，假設(shè)led的發(fā)光功率為p，該led發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角為θ,在距離該led為d、垂直于led的光軸的平面22上，該led的光束投射形成的光斑的半徑為r，r根據(jù)如下公式(1)確定：

r＝dtan(θ)(1)

另外，該led發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度e根據(jù)如下公式(2)確定：

為了提高led發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度e，本實(shí)施例在led前面設(shè)置第一光信號(hào)處理裝置141，使得led發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一光信號(hào)處理裝置141射向平面22，第一光信號(hào)處理裝置141能夠?qū)ed發(fā)射的光信號(hào)進(jìn)行匯聚，在led的發(fā)光功率p不變的情況下，第一光信號(hào)處理裝置141可以減小led發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角θ，以增大該led發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度e。

另外，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一光信號(hào)處理裝置141射向目標(biāo)對(duì)象15后，目標(biāo)對(duì)象15向tof測(cè)距系統(tǒng)返回反射光信號(hào)，目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)被光學(xué)系統(tǒng)14中的第二光信號(hào)處理裝置142接收，且目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)經(jīng)過第二光信號(hào)處理裝置142后被接收器12接收，接收器12將目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)發(fā)送給控制器13，控制器13根據(jù)發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)和接收器12接收到的由目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)，確定目標(biāo)對(duì)象15與tof測(cè)距系統(tǒng)之間的距離。其中，第二光信號(hào)處理裝置142所起的作用是提高接收器12接收到的目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)強(qiáng)度?？蛇x的，第二光信號(hào)處理裝置142能夠?qū)δ繕?biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)進(jìn)行匯聚，使目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)中能有更多的光信號(hào)被接收器12所接收，從而提高接收器12接收到的目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)強(qiáng)度。

可選的，目標(biāo)對(duì)象15為障礙物，障礙物反射的光信號(hào)為反射光束，障礙物對(duì)光信號(hào)的反射可以被認(rèn)為是朗伯反射，該障礙物的反射光束分布在π的立體角內(nèi)，如果不設(shè)置第二光信號(hào)處理裝置142，障礙物的反射光束中只有一小部分的反射光束會(huì)被接收器12所接收，本實(shí)施例通過在接收器12前面設(shè)置第二光信號(hào)處理裝置142，第二光信號(hào)處理裝置142能夠?qū)φ系K物的反射光束進(jìn)行匯聚，使障礙物的反射光束中能有更多的反射光束被接收器12所接收，從而提高接收器12接收到的障礙物反射的光信號(hào)強(qiáng)度。

本實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)，通過在該tof測(cè)距系統(tǒng)中設(shè)置光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)包括第一光信號(hào)處理裝置和第二光信號(hào)處理裝置中的至少一個(gè)，使得tof測(cè)距系統(tǒng)中的發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一光信號(hào)處理裝置，和/或tof測(cè)距系統(tǒng)中的接收器通過第二光信號(hào)處理裝置接收由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)，第一光信號(hào)處理裝置能夠提高發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度，第二光信號(hào)處理裝置能夠提高接收器接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度，通過提高發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度，和/或提高接收器接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度，可提高tof測(cè)距系統(tǒng)的信噪比，使得tof測(cè)距系統(tǒng)可檢測(cè)到距離tof測(cè)距系統(tǒng)較遠(yuǎn)的目標(biāo)對(duì)象，從而提高了tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

在本實(shí)施例中，圖1所示實(shí)施例中的第一光信號(hào)處理裝置141包括第一匯聚透鏡、反射鏡和第一光闌中的至少一種。如圖3-7所示，11表示發(fā)光器，發(fā)光器11可以是發(fā)光二極管，也可以是激光二極管，22表示垂直于發(fā)光器11的光軸的平面，該平面可以作為目標(biāo)對(duì)象的表面。

另外，在其他實(shí)施例中，第一光信號(hào)處理裝置141可以同時(shí)包括第一匯聚透鏡和反射鏡，或者，第一光信號(hào)處理裝置141可以同時(shí)包括第一匯聚透鏡和第一光闌。

具體的，第一光信號(hào)處理裝置141可以有如下幾種形式：

第一種：

如圖3所示，第一光信號(hào)處理裝置141具體為第一匯聚透鏡31，第一匯聚透鏡31與平面22之間的距離為d，第一匯聚透鏡31包括如下至少一種：平凸透鏡、雙凸透鏡、透鏡組合。第一匯聚透鏡31具有光信號(hào)匯聚的功能，即第一匯聚透鏡31能夠?qū)Πl(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)進(jìn)行匯聚，以減小發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，如圖3所示，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一匯聚透鏡31后，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角從圖2所示的θ減小為圖3所示的θ1，相應(yīng)的，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一匯聚透鏡31后投射在平面22上形成的光斑的半徑為r1，在d較大的情況下，r1可近似根據(jù)如下公式(3)確定：

r1＝dtan(θ1)(3)

如圖3所示，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度e1根據(jù)如下公式(4)確定：

比較圖2和圖3可知，增加第一匯聚透鏡31之后，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)投射在平面22上形成的光斑的半徑從r＝dtan(θ)減小到r1＝dtan(θ1)，相應(yīng)的，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度從提高到若將與的比值作為發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度的提升量m，則m可根據(jù)如下公式(5)確定：

例如，θ為10度，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一匯聚透鏡31后，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角θ1減小為3度，則發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度的提升量即e1是e的11.3倍。

另外，在本實(shí)施例中，發(fā)光器11的位置根據(jù)第一匯聚透鏡31的后焦點(diǎn)來確定?？蛇x的，發(fā)光器11位于第一匯聚透鏡31的后焦點(diǎn)。

第二種：

如圖4所示，第一光信號(hào)處理裝置141具體為反射鏡41，反射鏡41的鏡面為拋物面，該拋物面至少部分地包圍發(fā)光器11。通常發(fā)光二極管發(fā)射的光信號(hào)具有較大的發(fā)散角，如圖4所示的實(shí)線箭頭1和2表示的光束，其發(fā)射的角度較大，當(dāng)實(shí)線箭頭1和2表示的光束射向反射鏡41的拋物面后，反射鏡41對(duì)該實(shí)線箭頭1和2表示的光束進(jìn)行反射，根據(jù)鏡面的反射原理，實(shí)線箭頭1表示的光束被反射為光束3，實(shí)線箭頭2表示的光束被反射為光束4，光束3的發(fā)射角度比實(shí)線箭頭1表示的光束的發(fā)射角度小，光束4的發(fā)射角度比實(shí)線箭頭2表示的光束的發(fā)射角度小，可見，反射鏡41具有光信號(hào)匯聚的功能，即反射鏡41能夠?qū)Πl(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)進(jìn)行匯聚，以減小發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，同理提高了發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度。

另外，在本實(shí)施例中，反射鏡41的拋物面的曲率根據(jù)如下至少一種參數(shù)確定：發(fā)光器11的大小、發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的能量分布。

第三種：

如圖5所示，第一光信號(hào)處理裝置141具體為第一光闌51，第一光闌51至少部分地套設(shè)在發(fā)光器11的周圍，第一光闌51的通光孔的軸線與發(fā)光器11的光軸平行。如圖5所示的實(shí)線箭頭表示的光束射向第一光闌51后被第一光闌51的內(nèi)壁阻擋，無法射出第一光闌51的通光孔，相比于圖2，減小了發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)投射在平面22上形成的光斑的半徑?？梢?，第一光闌51也具有光信號(hào)匯聚的功能，即第一光闌51也能夠?qū)Πl(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)進(jìn)行匯聚，以減小發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，同理提高了發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度。具體的，第一光闌51可以是一個(gè)套筒，該套筒的橫截面可以是圓形、矩形、正方形等。

另外，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一光闌51后的發(fā)散角根據(jù)如下至少一種參數(shù)確定：第一光闌51的長(zhǎng)度、第一光闌51的通光孔的孔徑、第一光闌51相對(duì)于發(fā)光器11的位置。此外，第一光闌51的大小還可以根據(jù)發(fā)光器11的大小確定。

第四種：

如圖6所示，第一光信號(hào)處理裝置141包括第一匯聚透鏡31和反射鏡41。如圖3所示，例如，發(fā)光器11為發(fā)光二極管，通常發(fā)光二極管發(fā)射的光信號(hào)具有較大的發(fā)散角，如圖3所示，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)中有部分光信號(hào)無法射向第一匯聚透鏡31，例如箭頭a和箭頭b所示的光束，其發(fā)射的角度較大而無法射向第一匯聚透鏡31，使得發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)無法被有效利用，導(dǎo)致發(fā)光器11的發(fā)光功率的利用效率降低，同時(shí)，導(dǎo)致第一匯聚透鏡31匯聚發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的效率下降，為了解決該問題，如圖6所示，在圖3的基礎(chǔ)上，增設(shè)一個(gè)反射鏡41，圖6中的反射鏡41與圖4所示的反射鏡41一致。例如，在圖3中箭頭a和箭頭b所示的光束無法射向第一匯聚透鏡31，在圖6中箭頭a和箭頭b所示的光束射向反射鏡41的拋物面后，反射鏡41對(duì)箭頭a和箭頭b所示的光束進(jìn)行反射，經(jīng)過反射鏡41反射后的光束可以射向第一匯聚透鏡31，即反射鏡41能將發(fā)光器11發(fā)射的大角度的光束反射成小角度的光束，以使發(fā)光器11發(fā)射的光束中能有更多的光束射向第一匯聚透鏡31，使得發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)能被有效利用，提高發(fā)光器11的發(fā)光功率的利用效率，同時(shí)，提高第一匯聚透鏡31匯聚發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的效率。

第五種：

如圖7所示，第一光信號(hào)處理裝置141包括第一匯聚透鏡31和第一光闌51。由于第一匯聚透鏡31具有光信號(hào)匯聚的功能，即第一匯聚透鏡31能夠?qū)Πl(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)進(jìn)行匯聚，以減小發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，如圖7所示，在圖5的基礎(chǔ)上，在發(fā)光器11的前面增設(shè)一個(gè)第一匯聚透鏡31，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)首先經(jīng)過第一光闌51進(jìn)行匯聚，以減小發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)過第一光闌51后，部分光信號(hào)被第一光闌51的內(nèi)壁阻擋，無法射出第一光闌51的通光孔，射出第一光闌51的通光孔的光信號(hào)再次射向第一匯聚透鏡31，第一匯聚透鏡31對(duì)射出第一光闌51的通光孔的光信號(hào)進(jìn)行再次匯聚。相比于圖5中射出第一光闌51的通光孔的光信號(hào)的發(fā)散角，圖7中透過第一匯聚透鏡31的光信號(hào)的發(fā)散角較小，因此，增設(shè)第一匯聚透鏡31后，可使發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角進(jìn)一步減小。

本實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)，其第一光信號(hào)處理裝置可以是第一匯聚透鏡、反射鏡和第一光闌中的至少一種，第一匯聚透鏡、反射鏡和第一光闌中的任意一種均能夠?qū)Πl(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)進(jìn)行匯聚，為減小發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角提供了多種實(shí)現(xiàn)方式；另外，第一光信號(hào)處理裝置也可以是第一匯聚透鏡和反射鏡，反射鏡能將發(fā)光器發(fā)射的大角度的光束反射成小角度的光束，以使發(fā)光器發(fā)射的光束中能有更多的光束射向第一匯聚透鏡，使得發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)能被有效利用，提高發(fā)光器的發(fā)光功率的利用效率，同時(shí)，提高第一匯聚透鏡匯聚發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的效率；此外，第一光信號(hào)處理裝置還可以是第一匯聚透鏡和第一光闌，發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)首先經(jīng)過第一光闌進(jìn)行匯聚，以減小發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，射出第一光闌的通光孔的光信號(hào)再次射向第一匯聚透鏡，第一匯聚透鏡對(duì)射出第一光闌的通光孔的光信號(hào)進(jìn)行再次匯聚，以進(jìn)一步減小發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，從而進(jìn)一步提高了發(fā)光器發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)。圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖3-圖7所示的實(shí)施例通過減小發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的發(fā)散角，提高發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的輻射功率密度，以提高tof測(cè)距系統(tǒng)的信噪比，本實(shí)施例通過提高接收器12的接收孔徑，來提高tof測(cè)距系統(tǒng)的信噪比。接收器12的接收孔徑?jīng)Q定了接收器12接收到的目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)強(qiáng)度，如圖8所示，12表示接收器，接收器12包括感光元件，所述感光元件包括如下至少一種：光電二極管、雪崩光電二極管、電荷耦合元件。15表示目標(biāo)對(duì)象，該目標(biāo)對(duì)象15可以是障礙物，障礙物反射的光信號(hào)為反射光束，障礙物對(duì)光信號(hào)的反射可以被認(rèn)為是朗伯反射，該障礙物的反射光束分布在π的立體角內(nèi)，如果不設(shè)置第二光信號(hào)處理裝置142，障礙物的反射光束中只有一小部分的反射光束會(huì)被接收器12所接收，假設(shè)障礙物的反射光束中只有立體角為ω內(nèi)的反射光束會(huì)被接收器12所接收，接收器12和目標(biāo)對(duì)象15之間的距離為d，接收器12的面積為a，則ω、d和a之間的關(guān)系可通過如下公式(6)確定：

ω＝a/d²(6)

為了提高接收器12的接收孔徑，本實(shí)施例在接收器12前面設(shè)置一個(gè)第二光信號(hào)處理裝置142，如圖9所示，第二光信號(hào)處理裝置142包括第二匯聚透鏡91，第二匯聚透鏡91包括如下至少一種：平凸透鏡、雙凸透鏡、透鏡組合。第二匯聚透鏡91具體用于提高接收器12的接收孔徑，以提高接收器12接收到的目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)強(qiáng)度。第二匯聚透鏡91的面積為a1，焦距為f，且第二匯聚透鏡91的面積a1大于接收器12的面積a，如圖9所示，在目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)中，凡是射向第二匯聚透鏡91的光信號(hào)都會(huì)被第二匯聚透鏡91聚焦在接收器12上，即目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)中立體角ω1內(nèi)的光信號(hào)都會(huì)被接收器12所接收，假設(shè)第二匯聚透鏡91和目標(biāo)對(duì)象15之間的距離為d，則ω1、d和a1之間的關(guān)系可通過如下公式(7)確定：

ω1＝a1/d²(7)

由于第二匯聚透鏡91的面積a1大于接收器12的面積a，則ω1大于ω，若接收器12的面積a為1平方毫米，第二匯聚透鏡91的面積a1為100平方毫米，則ω1是ω的100倍，接收器12接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度將有100倍的提升，即通過在接收器12前面增加第二匯聚透鏡91，可提高接收器12的接收孔徑，從而提高接收器12接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度。

另外，在其他實(shí)施例中，接收器12的位置根據(jù)第二匯聚透鏡91的后焦點(diǎn)來確定?？蛇x的，接收器12位于第二匯聚透鏡91的后焦點(diǎn)。

此外，在其他實(shí)施例中，第一匯聚透鏡31和第二匯聚透鏡91可以是相同的透鏡，也可以是不同的透鏡。

本實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)，通過在接收器前面設(shè)置一個(gè)匯聚透鏡，目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)經(jīng)過該匯聚透鏡匯聚后被接收器所接收，該匯聚透鏡的面積大于接收器的面積，使得目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)中能有更多的光信號(hào)被接收器所接收，提高了接收器的接收孔徑，從而提高了接收器接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度，進(jìn)一步提高了tof測(cè)距系統(tǒng)的信噪比，提高了tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果的精確度。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)。圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

如圖10所示，在tof測(cè)距系統(tǒng)中，接收器12在接收第二匯聚透鏡91匯聚的光信號(hào)的同時(shí)，還會(huì)接收到背景光，背景光是隨機(jī)出現(xiàn)的，且接收器12可能會(huì)接收到各個(gè)方向上的背景光，背景光不僅會(huì)影響接收器12接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)背景光還會(huì)帶來較大的噪聲，對(duì)tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果造成較大的影響，從而降低tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量精確度，為了解決該問題，本實(shí)施例通過如下兩種方式來限制接收器12所接收的背景光的強(qiáng)度，下面進(jìn)行詳細(xì)介紹：

第一種：

第二光信號(hào)處理裝置142包括濾光片，如圖11所示，濾光片92位于第二匯聚透鏡91靠近接收器12的一側(cè)，或者，如圖12所示，濾光片92位于第二匯聚透鏡91遠(yuǎn)離接收器12的一側(cè)，如圖11或12所示，濾光片92可濾除部分背景光，而讓目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)通過，從而避免過多的背景光被接收器12所接收，提高接收到的光信號(hào)的信噪比。

另外，濾光片92的透過波長(zhǎng)根據(jù)發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的波長(zhǎng)確定。例如，發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的波長(zhǎng)是850nm，則濾光片92的透過波長(zhǎng)可以設(shè)置在830nm-870nm范圍內(nèi)。

第二種：

光學(xué)系統(tǒng)14還包括第二光闌，如圖13所示，第二光闌131位于接收器12和第二匯聚透鏡91之間，用于阻擋預(yù)設(shè)方向的背景光。由于背景光是隨機(jī)出現(xiàn)的，且接收器12可能會(huì)接收到各個(gè)方向上的背景光，但是目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)的方向較為集中，如圖13所示，目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)集中在立體角ω1內(nèi)，本實(shí)施例可通過第二光闌131阻擋預(yù)設(shè)方向的背景光，該預(yù)設(shè)方向可以是目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)的方向，從而避免過多的背景光被接收器12所接收。另外，通過調(diào)整第二光闌131的大小調(diào)整第二光闌131阻擋的背景光的多少，通過調(diào)整第二光闌131的放置角度還可以調(diào)整該預(yù)設(shè)方向。

本實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)，通過在第二匯聚透鏡靠近接收器的一側(cè)或第二匯聚透鏡遠(yuǎn)離接收器的一側(cè)放置濾光片，該濾光片可濾除部分背景光，而讓目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)通過，從而避免過多的背景光被接收器所接收，提高了接收器接收到的光信號(hào)的信噪比；另外，通過在接收器和第二匯聚透鏡之間設(shè)置第二光闌，第二光闌用于阻擋預(yù)設(shè)方向的背景光，同樣可避免過多的背景光被接收器所接收，從而降低了背景光對(duì)接收器接收目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)強(qiáng)度的影響，同時(shí)，避免背景光帶來的較大噪聲，降低背景光對(duì)tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果造成的影響，進(jìn)一步提高了tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果的精確度。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)。圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，圖1所示的控制器13，不僅能夠根據(jù)發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)和接收器12接收到的由目標(biāo)對(duì)象15反射的光信號(hào)，確定目標(biāo)對(duì)象15與tof測(cè)距系統(tǒng)之間的距離，還能夠驅(qū)動(dòng)發(fā)光器11按照預(yù)設(shè)的周期發(fā)射調(diào)制的光信號(hào)，同時(shí)，控制器13還能夠控制發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)的強(qiáng)度。如圖14所示，控制器13內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路，控制器13內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)源151和控制電路152，驅(qū)動(dòng)源151連接有外接電源150，外接電源150提供恒定電壓驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)源151，以使該驅(qū)動(dòng)源151可以作為一個(gè)恒流源，此處的恒流源是指最高電流為固定值例如200ma，最小電流為0的電流，控制電路152可以包括控制器13內(nèi)部的一個(gè)寄存器，該寄存器可對(duì)該恒流源進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制(pulsewidthmodulation，簡(jiǎn)稱pwm)，以使流向發(fā)光器11的電流為脈沖電流，具體的，控制電路152可控制pwm波形的起始時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間、占空比等參數(shù)。經(jīng)過控制電路152控制后的脈沖電流流向發(fā)光器11，且在該脈沖電流為高電平時(shí)發(fā)光器11發(fā)射光信號(hào)，在該脈沖電流為低電平時(shí)發(fā)光器11不發(fā)射光信號(hào)，即控制器13控制發(fā)光器11進(jìn)行開關(guān)調(diào)制發(fā)光。由于恒流源的最高電流固定，無法繼續(xù)提升，導(dǎo)致如圖14所示的發(fā)光器11輸出的光功率固定，無法輸出更高的光功率。發(fā)光器11可以是發(fā)光二極管(lightemittingdiode，簡(jiǎn)稱led)或激光二極管(laserdiode，簡(jiǎn)稱ld)。

針對(duì)上述問題，本實(shí)施例對(duì)如圖14所示的電路進(jìn)行了改進(jìn)，如圖15所示，在圖14的基礎(chǔ)上，tof測(cè)距系統(tǒng)還包括：外部驅(qū)動(dòng)電路16，外部驅(qū)動(dòng)電路16與控制器13和發(fā)光器11分別連接，用于增大發(fā)光器11的輸出功率。具體的，外部驅(qū)動(dòng)電路16包括外部驅(qū)動(dòng)電源161，外部驅(qū)動(dòng)電源161用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光器11，外部驅(qū)動(dòng)電源161提供的電壓大于外接電源150提供的電壓，控制器13輸出控制信號(hào)i，該控制信號(hào)i即為圖14中流向發(fā)光器11的脈沖電流，與圖14不同的是，該控制信號(hào)i不直接控制發(fā)光器11，而是控制外部驅(qū)動(dòng)電路16。

如圖15所示，外部驅(qū)動(dòng)電路16包括開關(guān)元件162，發(fā)光器11與開關(guān)元件162連接；控制器13輸出的控制信號(hào)i控制開關(guān)元件162，當(dāng)控制器13輸出的控制信號(hào)i為高電平時(shí)，開關(guān)元件162開啟，當(dāng)控制器13輸出的控制信號(hào)i為低電平時(shí)，開關(guān)元件162斷開，即當(dāng)控制器13輸出的控制信號(hào)i為高電平時(shí)，外部驅(qū)動(dòng)電路16導(dǎo)通，當(dāng)控制器13輸出的控制信號(hào)i為低電平時(shí)，外部驅(qū)動(dòng)電路16斷開，從而實(shí)現(xiàn)了利用控制器13輸出的控制信號(hào)i對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路16的控制。在本實(shí)施例中，開關(guān)元件162包括如下至少一種：金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管、三極管、用于對(duì)所述發(fā)光器的發(fā)光作幅度調(diào)制的器件。可選的，開關(guān)元件162為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(metaloxidesemi-conductorfieldeffecttransistor，簡(jiǎn)稱mosfet)。

另外，外部驅(qū)動(dòng)電路16還包括電阻163，電阻163與開關(guān)元件162連接；利用控制信號(hào)i控制開關(guān)元件162以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路16的控制包括：控制信號(hào)i加載在電阻163與開關(guān)元件162連接的一端17，利用控制信號(hào)i來控制開關(guān)元件162的斷開或閉合來實(shí)現(xiàn)對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路16的控制。具體的，控制信號(hào)i即控制器13輸出的脈沖電流i流經(jīng)電阻163后，在電阻163上形成分壓u,分壓u、脈沖電流i、電阻163的阻值r之間的關(guān)系根據(jù)如下公式(8)確定：

u＝i*r(8)

當(dāng)控制器13輸出的脈沖電流i為高電平時(shí)，該分壓u大于mosfet的導(dǎo)通電壓，使mosfet導(dǎo)通，此時(shí)外部驅(qū)動(dòng)電路16導(dǎo)通，發(fā)光器11在外部驅(qū)動(dòng)電源161的驅(qū)動(dòng)下發(fā)光。

當(dāng)控制器13輸出的脈沖電流i為低電平時(shí)，脈沖電流i在電阻163上形成的分壓u小于mosfet的導(dǎo)通電壓，mosfet不導(dǎo)通，此時(shí)外部驅(qū)動(dòng)電路16不導(dǎo)通，發(fā)光器11不發(fā)光，即控制器13輸出的脈沖電流i通過控制開關(guān)元件162的斷開或閉合來實(shí)現(xiàn)對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路16的控制，從而使發(fā)光器11在外部驅(qū)動(dòng)電源161的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行開關(guān)調(diào)制發(fā)光。由于外部驅(qū)動(dòng)電源161提供的電壓大于外接電源150提供的電壓，則發(fā)光器11在外部驅(qū)動(dòng)電源161的驅(qū)動(dòng)下可輸出更高的光功率，從而提高了接收器12接收到的光信號(hào)的信噪比，提高了接收器12接收到的光信號(hào)的功率，使得tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距范圍更大、測(cè)量結(jié)果更精確。

此外，在其他實(shí)施例中，外部驅(qū)動(dòng)電源161提供的電壓大小可根據(jù)發(fā)光器11的伏安特性來調(diào)整，以使發(fā)光器11達(dá)到最大的輸出功率，且不受控制器13內(nèi)部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力的影響。

如圖16所示，橫軸表示流經(jīng)發(fā)光器11的驅(qū)動(dòng)電流i的大小，縱軸表示發(fā)光器11在驅(qū)動(dòng)電流i驅(qū)動(dòng)下的發(fā)光強(qiáng)度和ie的比值，此處，ie表示發(fā)光器11在100ma驅(qū)動(dòng)下的標(biāo)稱發(fā)光功率。例如，控制器13輸出的脈沖電流i的最高電流固定為200ma，在圖14中，流經(jīng)發(fā)光器11在脈沖電流i的最大值為200ma，根據(jù)圖16可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流i為200ma時(shí)，發(fā)光器11的發(fā)光強(qiáng)度為2倍的ie。如圖15所示，外部驅(qū)動(dòng)電源161提供的電壓固定為2.4v，通過發(fā)光器11的驅(qū)動(dòng)電流為1a，根據(jù)圖16可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流i為1a時(shí)，發(fā)光器11的發(fā)光強(qiáng)度為7倍的ie，相當(dāng)于發(fā)光器11的發(fā)光功率提高了3.5倍。

本實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)，通過在tof測(cè)距系統(tǒng)中增加外部驅(qū)動(dòng)電路，外部驅(qū)動(dòng)電路通過使用外部電源驅(qū)動(dòng)電源可增大發(fā)光器的輸出功率，具體的，外部驅(qū)動(dòng)電路包括外部驅(qū)動(dòng)電源和開關(guān)元件，由外部驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)發(fā)光器，控制器輸出的控制信號(hào)不直接控制發(fā)光器，而是控制開關(guān)元件的斷開或閉合來實(shí)現(xiàn)對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路的控制，從而使發(fā)光器在外部驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行開關(guān)調(diào)制發(fā)光，由于外部驅(qū)動(dòng)電源提供的電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光器可輸出更高光功率的光信號(hào)，從而提高接收器接收到的光信號(hào)的信噪比，提高接收器接收到的光信號(hào)的光功率，使得tof測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距范圍更大、測(cè)量結(jié)果更精確。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種tof測(cè)距系統(tǒng)。圖17為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖17所示，tof測(cè)距系統(tǒng)包括發(fā)光器11、接收器12、控制器13和外部驅(qū)動(dòng)電路16，發(fā)光器11用于發(fā)射光信號(hào)；接收器12用于接收由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)；控制器13用于根據(jù)發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)和接收器12接收到的由目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)，確定目標(biāo)對(duì)象與tof測(cè)距系統(tǒng)之間的距離；外部驅(qū)動(dòng)電路16用于增大發(fā)光器11的輸出功率。

如圖15所示，外部驅(qū)動(dòng)電路16包括外部驅(qū)動(dòng)電源161，外部驅(qū)動(dòng)電源161用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光器11?？刂破?3與外部驅(qū)動(dòng)電路16連接，控制器13還用于輸出控制信號(hào)，對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路16進(jìn)行控制。

外部驅(qū)動(dòng)電路16包括開關(guān)元件162，發(fā)光器11與開關(guān)元件162連接；控制器13具體用于輸出控制信號(hào)，利用控制信號(hào)控制開關(guān)元件162以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路16的控制。

另外，外部驅(qū)動(dòng)電路16還包括電阻163，電阻163與開關(guān)元件162連接；利用控制信號(hào)控制開關(guān)元件162以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路16的控制包括：控制信號(hào)加載在電阻163與開關(guān)元件162連接的一端，利用控制信號(hào)來控制開關(guān)元件162的斷開或閉合來實(shí)現(xiàn)對(duì)外部驅(qū)動(dòng)電路16的控制。

可選的，開關(guān)元件162包括如下至少一種：金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管、三極管、用于對(duì)所述發(fā)光器的發(fā)光作幅度調(diào)制的器件。

控制器13具體用于確定發(fā)光器11發(fā)射的光信號(hào)和接收器12接收到的目標(biāo)對(duì)象反射的光信號(hào)之間的相位差，根據(jù)所述相位差確定目標(biāo)對(duì)象與所述測(cè)距系統(tǒng)之間的距離。

本發(fā)明實(shí)施例提供的外部驅(qū)動(dòng)電路16的具體原理和實(shí)現(xiàn)方式均與圖15所示實(shí)施例類似，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種可移動(dòng)平臺(tái)，該可移動(dòng)平臺(tái)包括上述實(shí)施例所述的tof測(cè)距系統(tǒng)。該可移動(dòng)平臺(tái)包括無人飛行器。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種無人飛行器。圖18為本發(fā)明實(shí)施例提供的無人飛行器的結(jié)構(gòu)圖，如圖18所示，無人飛行器100包括：機(jī)身、動(dòng)力系統(tǒng)和控制設(shè)備118，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括如下至少一種：電機(jī)107、螺旋槳106和電子調(diào)速器117，動(dòng)力系統(tǒng)安裝在所述機(jī)身，用于提供飛行動(dòng)力；控制設(shè)備118具體可以是飛行控制器。

另外，如圖18所示，無人飛行器100還包括：傳感系統(tǒng)108、通信系統(tǒng)110、支撐設(shè)備102、拍攝設(shè)備104、tof測(cè)距系統(tǒng)119，其中，傳感系統(tǒng)用于檢測(cè)所述無人飛行器的速度、加速度、姿態(tài)參數(shù)(俯仰角、橫滾角、偏航角等)或者云臺(tái)的姿態(tài)參數(shù)(俯仰角、橫滾角、偏航角等)等，支撐設(shè)備102具體可以是云臺(tái)，通信系統(tǒng)110具體可以包括接收機(jī)和/或發(fā)射機(jī)，接收機(jī)用于接收地面站112的天線114發(fā)送的無線信號(hào)，通信系統(tǒng)110也可以向地面站發(fā)送無線信號(hào)(例如圖像信息、無人飛行器的狀態(tài)信息等)，116表示通信系統(tǒng)110和天線114通信過程中產(chǎn)生的電磁波。

本發(fā)明實(shí)施例提供的tof測(cè)距系統(tǒng)119的具體原理和實(shí)現(xiàn)方式均與上述實(shí)施例的tof測(cè)距系統(tǒng)類似，此處不再贅述。

在本發(fā)明所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

上述以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)的集成的單元，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(read-onlymemory，rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。