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CN111580121A - 一种基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置 - Google Patents

一种基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置 Download PDF

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CN111580121A
CN111580121A CN202010438204.9A CN202010438204A CN111580121A CN 111580121 A CN111580121 A CN 111580121A CN 202010438204 A CN202010438204 A CN 202010438204A CN 111580121 A CN111580121 A CN 111580121A
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sipm
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Shenzhen Adaps Photonics Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置，方法包括：控制信号发射端向目标物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经目标物体反射的信号，分别实时探测目标物体的宽脉冲信号电压和窄脉冲信号电压；记录目标物体的宽脉冲信号电压达到最大值的第一时间及窄脉冲信号电压达到第一电压阈值的第二时间；获取第一时间和第二时间的目标时间差，根据目标时间差查询预先生成的时间差与误差距离对应表，获取对应的目标误差距离；根据第二时间计算目标物体的测量距离，再根据测量距离与目标误差距离，得到目标物体的实际距离。本发明通过结合SiPM激光雷达的宽脉冲信号及窄脉冲信号对物体进行测距，减少了测距误差，提高了测距精度。

Description

一种基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置
技术领域
本发明涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置。
背景技术
传统的激光雷达采用线性模式的探测器，如PD(Photo-Diode，光电二极管)、APD(Avalanche Photo Diode，雪崩二极管)等探测器。随着技术发展，新型的激光雷达采用盖革模式的单光子探测器，如SiPM(Silicon photomultiplier，硅光电倍增管)；SiPM是一种由多个SPAD(Single Photo Avalanche Diode，单光子雪崩二极管)构成的阵列，阵列中所有SPAD均被电学并联，所有的SPAD共用一个端口进行信号输出，SiPM的结构示意图如图1所示。
飞行时间(Time-of-Flight，ToF)是激光雷达实现精准测距的主流方式之一，测距原理如图2所示。信号发射端发射的光信号经目标物体反射至信号接收端，处理器根据信号发射端与信号接收端之间的时间间隔及光速计算出目标物体距离。
SiPM有两种信号输出端口，宽脉冲信号端口和窄脉冲信号端口，宽脉冲信号端口的输出信号如图3a所示，窄脉冲信号端口的输出信号如图3b所示。
由于SiPM信号接收端接收到的光子数与信号发射端发射至目标物体的光子数存在差异，使得传感器探测到的目标物体距离和实际距离存在差异，这种差异我们称之为漂移误差(Walk error)。
传统的激光雷达，形成的信号图是高斯光斑，可以通过设置一个阈值来减小漂移误差(Walk error)，但是此种方案并不适用于SiPM类激光雷达。
测距精度是激光雷达工作性能的重要指标之一。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置，旨在解决现有技术中SiPM类激光雷测距时存在漂移误差，测距精度低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种基于SiPM信号摆幅的测距方法，所述方法包括：
控制信号发射端向目标物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述目标物体反射的信号，分别实时探测所述目标物体的两种信号电压，所述信号电压包括宽脉冲信号电压和窄脉冲信号电压；
记录所述目标物体的宽脉冲信号电压达到最大值的第一时间以及记录所述窄脉冲信号电压达到第一电压阈值的第二时间；其中，所述第一时间是通过宽脉冲信号结合模数转化器探测得到；
获取所述第一时间和所述第二时间的目标时间差，根据所述目标时间差查询预先生成的时间差与误差距离对应表，获取对应的目标误差距离；
根据所述第二时间计算所述目标物体的测量距离，再根据所述测量距离与所述目标误差距离，得到所述目标物体的实际距离。
可选地，所述控制信号发射端向目标物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述目标物体反射的信号，分别实时探测所述目标物体的两种信号电压，所述信号电压包括宽脉冲信号电压和窄脉冲信号电压前，包括：
预先设置窄脉冲信号电压的第一电压阈值，其中，所述第一电压阈值小于所述窄脉冲信号电压的最大值，大于环境噪声值。
可选地，所述时间差与误差距离对应表的生成步骤包括：
控制信号发射端预先向预定距离的测试物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述测试物体反射的信号，分别实时探测所述测试物体的两种测试信号电压，所述测试信号电压包括宽脉冲测试信号电压和窄脉冲测试信号电压；
记录所述宽脉冲测试信号电压达到最大值的第三时间以及记录所述窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值的第四时间；其中，所述第三时间是通过宽脉冲测试信号结合模数转化器探测得到；
根据所述第四时间计算测试物体的测试距离，根据所述测试距离与所述预定距离生成误差距离；
计算第三时间与第四时间的测试时间差，将所述测试时间差与所述误差距离对应并记录；
改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，记录每一组时间差及对应的误差距离，生成时间差与误差距离的对应表。
可选地，控制信号发射端预先向预定距离的测试物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述测试物体反射的信号，分别实时探测所述测试物体的两种测试信号电压，所述测试信号电压包括宽脉冲测试信号电压和窄脉冲测试信号电压前，包括：
预先设置窄脉冲测试信号电压的第二电压阈值，其中，所述第二电压阈值小于所述窄脉冲测试信号电压的最大值，且大于环境噪声值。
可选地，所述改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，包括：
改变测试物体的发射率实现改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，或，
改变测试信号的传输介质实现改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，或是，
改变测试物体的距离实现改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅。
可选地，所述第二时间为所述目标物体的窄脉冲信号电压达到第一电压阈值时的上升沿时间或下降沿时间；
所述第四时间为所述测试物体的窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值时的上升沿时间或下降沿时间；
其中，所述第二时间和所述第四时间同为上升沿时间或下降沿时间。
本发明的另一实施例提供了一种基于SiPM信号摆幅的测距装置，所述装置包括至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的基于SiPM信号摆幅的测距方法。
本发明的另一实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行上述的基于SiPM信号摆幅的测距方法。
本发明的另一种实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述的基于SiPM信号摆幅的测距方法。
有益效果：本发明公开了一种基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置，相比于现有技术，本发明实施例SiPM类激光雷达的宽脉冲信号及窄脉冲信号结合对目标物体的距离进行测量，有效地减少了测量误差，提高了测距精度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为SiPM结构示意图；
图2为激光雷达测距原理示意图；
图3a为SiPM类激光雷达的窄脉冲信号输出电压随时间变化的示意图；
图3b为SiPM类激光雷达的宽脉冲信号输出电压随时间变化的示意图；
图4为本发明一种基于SiPM信号摆幅的测距方法较佳实施例的流程图；
图5a为本发明一种基于SiPM信号摆幅的测距方法的测定目标距离的宽脉冲信号示意图；
图5b为本发明一种基于SiPM信号摆幅的测距方法的测定目标距离的窄脉冲信号示意图；
图6a为本发明一种基于SiPM信号摆幅的测距方法的生成时间差与误差距离对应表的宽脉冲测试信号示意图；
图6b为本发明一种基于SiPM信号摆幅的测距方法的生成时间差与误差距离对应表的窄脉冲测试信号示意图；
图7为本发明一种基于SiPM信号摆幅的测距装置的较佳实施例的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下结合附图对本发明实施例进行介绍。
相比于传统的激光雷达，SiPM类激光雷达一方面会存在饱和(Pile up)效应，即SiPM中的SPAD单元被环境光触发并饱和导致波形扭曲从而无法正确探知信号光；另一方面，SiPM信号会因为信号的强弱存在差异，当信号比较强时，形成的信号图不是一个高斯光斑；当信号较弱时，会比较接近于高斯光斑。因此，传统激光雷达通过设定一个阈值来减小漂移误差的测距方法并不适用于SiPM类激光雷达。
为了克服上述缺陷，本发明实施例提供了一种基于SiPM信号摆幅的测距方法。请参阅图4，图4为本发明一种基于SiPM信号摆幅的测距方法较佳实施例的流程图。如图4所示，其包括步骤：
步骤S100、控制信号发射端向目标物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述目标物体反射的信号，分别实时探测所述目标物体的两种信号电压，所述信号电压包括宽脉冲信号电压和窄脉冲信号电压；
步骤S200、记录所述目标物体的宽脉冲信号电压达到最大值的第一时间以及记录所述窄脉冲信号电压达到第一电压阈值的第二时间；其中，所述第一时间是通过宽脉冲信号结合模数转化器探测得到；
步骤S300、获取所述第一时间和所述第二时间的目标时间差，根据所述目标时间差查询预先生成的时间差与误差距离对应表，获取对应的目标误差距离；
步骤S400、根据所述第二时间计算所述目标物体的测量距离，再根据所述测量距离与所述目标误差距离，得到所述目标物体的实际距离。
具体实施时，SiPM类激光雷达有两种信号输出，分别是窄脉冲信号和宽脉冲信号，如图3a和图3b可知，由于窄脉冲信号从触发开始到结束的时间非常短，难以准确测量返回光子数；相较于窄脉冲信号，宽脉冲信号上升和下降都比较缓和，其信号强度易由电路跟进。因此，宽脉冲信号的最大电压可以测得。所以，采用宽脉冲信号端口测定目标物体最大光强对应的时间。其中，宽脉冲信号的最大光强即是宽脉冲信号电压的最大值。
探测到测距指令时，SiPM类激光雷达的处理器控制信号发射端向目标物体发射光信号，光信号经目标物体返回后，发送至SiPM信号接收端。SiPM信号接收端接收目标物体反射的信号，实时探测反射信号的信号电压，其中反射信号包括宽脉冲信号和窄脉冲信号。
当探测到宽脉冲信号电压达到最大信号电压时，记录宽脉冲信号电压到达最大信号电压时对应的第一时间，当探测到窄脉冲信号电压达到第一电压阈值，则记录下窄脉冲信号电压达到第一电压阈值的第二时间，根据第二时间和第一时间的差值，得到目标时间差；根据目标时间差查询预先生成的时间差与误差距离对应表，获取目标时间对应的误差距离，计算测量距离。根据测量距离与误差距离的差得到目标物体的实际距离，其中测量距离是由第二时间结合光速得到的。
在进一步地实施例中，控制信号发射端向目标物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述目标物体反射的信号，分别实时探测所述目标物体的两种信号电压，所述信号电压包括宽脉冲信号电压和窄脉冲信号电压前，包括：
预先设置窄脉冲信号电压的第一电压阈值，其中，所述第一电压阈值小于窄脉冲信号电压的最大值，大于环境噪声值。
具体实施时，窄脉冲信号电压的第一电压阈值设定需要合理，若是设置太低可能探测到的噪声太多，太高可能探测不到目标物体的信号。优选地，窄脉冲信号电压的第一电压阈值应小于窄脉冲信号电压的最大电压，且应大于环境噪声值。
在一些其他的实施例中，当探测到窄脉冲信号电压达到第一电压阈值，则记录窄脉冲信号电压达到第一电压阈值时对应的第二时间，包括：
当探测到窄脉冲信号电压达到第一电压阈值，获取窄脉冲信号电压达到第一电压阈值时对应的上升沿时间或下降沿时间，记为窄脉冲信号电压达到第一电压阈值的第二时间。
具体实施时，如图5a所示，宽脉冲信号电压的最大电压VM与宽脉冲信号的信号曲线只有1个时间交点。如图5b所示，窄脉冲信号电压的第一电压阈值与窄脉冲信号电压的信号曲线有2个时间交点，分别是达到第一电压阈值时对应的上升沿时间和下降沿时间。其中宽脉冲信号电压为最大电压时对应的时间为第一时间,第一时间记为t1，如图5b所示，窄脉冲信号电压为第一电压阈值时对应的上升沿时间记为第二时间，第二时间记为t2。
进一步地，时间差与误差距离对应表的生成步骤包括：
控制信号发射端预先向预定距离的测试物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述测试物体反射的信号，分别实时探测所述测试物体的两种测试信号电压，所述测试信号电压包括宽脉冲测试信号电压和窄脉冲测试信号电压；
记录所述宽脉冲测试信号电压达到最大值的第三时间以及记录所述窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值的第四时间；其中，所述第三时间是通过宽脉冲测试信号结合模数转化器探测得到；
根据所述第四时间计算测试物体的测试距离，根据所述测试距离与所述预定距离生成误差距离；
计算第三时间与第四时间的测试时间差，将所述测试时间差与所述误差距离对应并记录；
改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，记录每一组时间差及对应的误差距离，生成时间差与误差距离的对应表。
具体实施时，同样的物体距离越远，反射回的光子数越少。同样的距离，由于物体反射率不一样，反射回的光子数也会不一样。比如雪或玻璃，发射出去的光子全都反射回来了；有些物体是全黑的，打过去反射回来的光子数很少。因此可通过改变测试物体的发射率来实现改变信号的曲线振幅。在一些其他的实施例中，还可通过可采改变信号的传输介质或改变测试物体的距离等方法实现改变信号的曲线振幅等。
进一步地，控制信号发射端预先向预定距离的测试物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述测试物体反射的信号，分别实时探测所述测试物体的两种测试信号电压，所述测试信号电压包括宽脉冲测试信号电压和窄脉冲测试信号电压前，包括：
预先设置窄脉冲测试信号电压的第二电压阈值，其中，所述第二电压阈值小于所述窄脉冲测试信号电压的最大电压，且大于环境噪声值。
具体实施时，阈值设定需要合理，若是窄脉冲测试信号电压的第二电压阈值若设置太低可能探测到的噪声太多，太高可能探测不到目标物体的信号。窄脉冲测试信号电压的第二电压阈值应小于窄脉冲测试信号电压的最大电压，且应大于环境噪声值。
进一步的实施例中，当探测到窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值，则记录窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值时对应的第四时间，包括：
当探测到窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值，获取窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值时对应的上升沿时间或下降沿时间，记为窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值的第四时间；
其中，第四时间和第二时间同为上升沿时间或下降沿时间。
具体实施时，如图6a所示，宽脉冲测试信号电压VT的最大测试电压与宽脉冲信号的信号曲线只有1个时间交点。宽脉冲测试信号的电压信号为最大测试电压VT,时对应的时间为第三时间,第三时间记为t3。窄脉冲测试信号电压的第二电压阈值与窄脉冲测试信号的信号曲线有2个时间交点，分别是达到第二电压阈值时对应的上升沿时间和下降沿时间。如图6b所示，以窄脉冲测试信号电压为第二电压阈值Vth2时对应的上升沿时间为第四时间，第四时间记为t4。
进一步地，本发明实施例还给出一种基于SiPM信号的测距方法的具体实施例，如图6a所示和图6b所示，以第四时间为第二电压阈值Vth2对应的上升沿时间为例，最大测试电压记为VT,最大测试电压记为VT对应的时间为第三时间t3，根据第四时间t4计算测试物体的测试距离，根据测试距离与预定距离生成误差距离，包括：
根据第四时间t4计算测试物体的测试距离的计算公式如下：
Figure BDA0002503089990000101
其中t4为第四时间，St0为测试物体的测试距离，c为光速；
根据测试距离与预定距离生成误差距离的计算公式如下：
Serror0＝S0-St0 (公式2)
其中S0为测试物体的预定距离，Serror0为测试物体的误差距离。
将第三时间与第四时间的时间差记为△t0,△t0的计算公式如下：
△t0＝t4-t3 (公式3)
将时间差△t0与误差距离Serror0进行对应，并记录对应关系。改变SiPM信号接收端接收的测试物体反射的信号的曲线振幅，则t3和t4也会随之变化，记录每一组时间差及对应的误差距离，生成时间差与误差距离的对应表。
进一步地，如图5a所示和图5b所示，第二时间和第四时间一样都选择上升沿时间，第二时间t2为窄脉冲信号电压达到第一电压阈值对应的上升沿时间，获取第一时间t1与第二时间t2的目标时间差△t，根据目标时间差△t查询预先生成的时间差与误差距离的对应表，获取对应的目标误差距离，包括：
第一时间与第二时间的目标时间差△t的计算公式如下：
△t＝t2-t1 (公式4)
根据目标时间差△t查询预先生成的时间差与误差距离的对应表，获取对应的目标误差距离Serror1。
进一步地，根据第二时间计算目标物体的测量距离，根据测量距离与目标误差距离，生成目标物体的实际距离，包括：
根据第二时间计算目标物体的测量距离的计算公式如下：
Figure BDA0002503089990000111
其中St1为目标物体的测量距离；
根据测量距离与目标误差距离，生成目标物体的实际距离的计算公式如下：
St＝St1+Serror1 (公式6)
其中St为目标物体的实际距离，Serror1为根据目标时间差△t查询时间差与误差距离的对应表获取的目标误差距离。
具体实施时，在采集各个时间时，可通过ADC采集宽脉冲信号中的电压阈值及最大电压对应的时间。其中ADC(Analog-to-digital converter，模拟数字转化器)主要是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，即通过ADC形成的这些离散的数字信号可以判断出最大信号强度时对应的时间t0。因此一个激光光源打到目标物体上，再反射到传感器上，ADC可以采集到这一个周期内不同时刻的电压值，形成一个模拟信号图；然后可以将这些模拟信号转换成与原始信号成正比关系的数字信号。根据这个数字信号图就能看到最高点对应的时间t0。一个周期内的信号采集密度取决于时间箱(time bin)，ADC的典型时间箱通常在1ns以上。
需要说明的是，在上述各个实施例中，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本发明实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，也可以交换执行等等。
本发明另一实施例提供一种基于SiPM信号摆幅的测距装置，如图7所示，装置10包括：
一个或多个处理器110以及存储器120，图7中以一个处理器110为例进行介绍，处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
处理器110用于完成，装置10的各种控制逻辑，其可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISCMachine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，处理器110还可以是任何传统处理器、微处理器或状态机。处理器110也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
存储器120作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的基于SiPM信号的测距方法对应的程序指令。处理器110通过运行存储在存储器120中的非易失性软件程序、指令以及单元，从而执行装置10的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于SiPM信号摆幅的测距方法。
存储器120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装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据装置10使用所创建的数据等。此外，存储器120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、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至装置10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个单元存储在存储器120中，当被一个或者多个处理器110执行时，执行上述任意方法实施例中的基于SiPM信号摆幅的测距方法，例如，执行以上描述的图4中的方法步骤S100至步骤S400。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图4中的方法步骤S100至步骤S400。
作为示例，非易失性存储介质能够包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM (EPROM)、电可擦ROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器能够包括作为外部高速缓存存储器的随机存取存储器(RAM)。通过说明丽非限制，RAM可以以诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM、(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)以及直接Rambus(兰巴斯)RAM(DRRAM)之类的许多形式得到。本文中所描述的操作环境的所公开的存储器组件或存储器旨在包括这些和/或任何其他适合类型的存储器中的一个或多个。
本发明的另一种实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述方法实施例的基于SiPM信号摆幅的测距方法。例如，执行以上描述的图4中的方法步骤S100至步骤S400。
以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中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。可以根据实际需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存在于计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
除了其他之外，诸如"能够'、"能"、"可能"或"可以"之类的条件语言除非另外具体地陈述或者在如所使用的上下文内以其他方式理解，否则一般地旨在传达特定实施方式能包括(然而其他实施方式不包括)特定特征、元件和/或操作。因此，这样的条件语言一般地还旨在暗示特征、元件和/或操作对于一个或多个实施方式无论如何都是需要的或者一个或多个实施方式必须包括用于在有或没有输入或提示的情况下判定这些特征、元件和/或操作是否被包括或者将在任何特定实施方式中被执行的逻辑。
已经在本文中在本说明书和附图中描述的内容包括能够提供基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置的示例。当然，不能够出于描述本公开的各种特征的目的来描述元件和/或方法的每个可以想象的组合，但是可以认识到，所公开的特征的许多另外的组合和置换是可能的。因此，显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下能够对本公开做出各种修改。此外，或在替代方案中，本公开的其他实施例从对本说明书和附图的考虑以及如本文中所呈现的本公开的实践中可能是显而易见的。意图是，本说明书和附图中所提出的示例在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。尽管在本文中采用了特定术语，但是它们在通用和描述性意义上被使用并且不用于限制的目的。

Claims (9)

1.一种基于SiPM信号摆幅的测距方法,其特征在于,所述方法包括：
控制信号发射端向目标物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述目标物体反射的信号，分别实时探测所述目标物体的两种信号电压，所述信号电压包括宽脉冲信号电压和窄脉冲信号电压；
记录所述目标物体的宽脉冲信号电压达到最大值的第一时间以及记录所述窄脉冲信号电压达到第一电压阈值的第二时间；其中，所述第一时间是通过宽脉冲信号结合模数转化器探测得到；
获取所述第一时间和所述第二时间的目标时间差，根据所述目标时间差查询预先生成的时间差与误差距离对应表，获取对应的目标误差距离；
根据所述第二时间计算所述目标物体的测量距离，再根据所述测量距离与所述目标误差距离，得到所述目标物体的实际距离。
2.根据权利要求1所述的基于SiPM信号摆幅的测距方法，其特征在于，所述控制信号发射端向目标物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述目标物体反射的信号，分别实时探测所述目标物体的两种信号电压，所述信号电压包括宽脉冲信号电压和窄脉冲信号电压前，包括：
预先设置窄脉冲信号电压的第一电压阈值，其中，所述第一电压阈值小于所述窄脉冲信号电压的最大值，大于环境噪声值。
3.根据权利要求1所述基于SiPM信号的测距方法，其特征在于，所述时间差与误差距离对应表的生成步骤包括：
控制信号发射端预先向预定距离的测试物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述测试物体反射的信号，分别实时探测所述测试物体的两种测试信号电压，所述测试信号电压包括宽脉冲测试信号电压和窄脉冲测试信号电压；
记录所述宽脉冲测试信号电压达到最大值的第三时间以及记录所述窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值的第四时间；其中，所述第三时间是通过宽脉冲测试信号结合模数转化器探测得到；
根据所述第四时间计算测试物体的测试距离，根据所述测试距离与所述预定距离生成误差距离；
计算第三时间与第四时间的测试时间差，将所述测试时间差与所述误差距离对应并记录；
改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，记录每一组时间差及对应的误差距离，生成时间差与误差距离的对应表。
4.根据权利要3所述的基于SiPM信号摆幅的测距方法，其特征在于，所述控制信号发射端预先向预定距离的测试物体发射信号，获取SiPM信号接收端接收经所述测试物体反射的信号，分别实时探测所述测试物体的两种测试信号电压，所述测试信号电压包括宽脉冲测试信号电压和窄脉冲测试信号电压前，包括：
预先设置窄脉冲测试信号电压的第二电压阈值，其中，所述第二电压阈值小于所述窄脉冲测试信号电压的最大值，且大于环境噪声值。
5.根据权利要求3所述的基于SiPM信号摆幅的测距方法，其特征在于，所述改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，包括：
改变测试物体的反射率实现改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，或，
改变测试信号的传输介质实现改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅，或是，
改变测试物体的距离实现改变改变SiPM信号接收端接收的测试信号电压的曲线振幅。
6.根据权利要求3所述的基于SiPM信号摆幅的测距方法，其特征在于，
所述第二时间为所述目标物体的窄脉冲信号电压达到第一电压阈值时的上升沿时间或下降沿时间；
所述第四时间为所述测试物体的窄脉冲测试信号电压达到第二电压阈值时的上升沿时间或下降沿时间；
其中，所述第二时间和所述第四时间同为上升沿时间或下降沿时间。
7.一种基于SiPM信号摆幅的测距装置，其特征在于，所述装置包括至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6任一项所述的基于SiPM信号摆幅的测距方法。
8.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行权利要求1-6任一项所述的基于SiPM信号摆幅的测距方法。
9.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1-6任一项所述的基于SiPM信号摆幅的测距方法。
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