光学模组测试方法和系统与流程

1.本申请涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学模组测试方法和系统。


背景技术：

2.tof(time of flight，飞行时间)3d成像是人工智能机器视觉工业发展的一个重要里程碑，随着人工智能3d传感与机器视觉技术的快速发展，tof的技术随之迅速发展。tof模组是一种测距的光学模组，其工作原理是向目标连续出射光脉冲信号(通常为红外光脉冲信号)，并接收由目标反射的光脉冲信号，通过探测光脉冲信号的往返飞行时间来测量目标的距离，输出目标距离数据。
3.tof技术采用主动光探测方式，主要分为两种类型，一种是i
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tof，通过相位差求出距离信息，最后得到深度信息；另外一种是d
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tof，通过测量出光发出到反射回来的时间差异，求出距离信息，最后得到深度信息。无论是采用哪一种技术的tof模组，为确保其能够实现正常测距功能，在出厂检测过程中需要针对tof模组的视场角和测距能力进行测试，但目前的测试方法较为单一，灵活性不足。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本申请实施例提供了光学模组测试方法和系统，用以解决现有技术中tof模组测试过程中方法单一、灵活性不足的问题。
5.第一方面，本申请实施例提供了一种光学模组测试方法，所述方法包括：按不同采样距离放置若干目标物，其中，所述不同采样距离按照待测试光学模组的视场角及最大测量距离分别设置；所述待测试光学模组发射光束至所述若干目标物，其中，所述光束的发散角大于等于所述待测试光学模组的视场角；所述待测试光学模组接收各目标物反射回来的光束；根据所述待测试光学模组接收到的反射光束计算相应目标物的实际测量距离，判断所述实际测量距离是否在预设距离误差范围内并获得第一判断结果；根据所述待测试光学模组所能接收到的反射光束获取实际测量视场角，判断所述实际测量视场角是否在预设角度误差范围内并获得第二判断结果；根据所述第一判断结果和所述第二判断结果输出所述实际测量距离和所述实际测量视场角的测试结果。
6.优选地，所述根据所述待测试光学模组接收到的反射光束计算相应目标物的实际测量距离，判断所述实际测量距离是否在预设距离误差范围内并获得第一判断结果包括：当所述实际测量距离在所述预设距离误差范围内，则所述第一判断结果为所述待测试光学模组的测距能力达标；当所述实际测量距离不在所述预设距离误差范围内，则所述第一判断结果为所述待测试光学模组的测距能力不达标。
7.优选地，所述根据所述待测试光学模组所能接收到的反射光束获取实际测量视场角，判断所述实际测量视场角是否在预设角度误差范围内并获得第二判断结果包括：当所述实际测量视场角在所述预设角度误差范围内，则所述第二判断结果为所述待测试光学模组的视场角达标；当所述实际测量视场角不在所述预设角度误差范围内，则所述第二判断结果为所述待测试光学模组的视场角不达标。
8.优选地，所述按不同采样距离放置若干目标物包括：在所述待测试光学模组的视场角范围内，按不同采样距离依次放置若干尺寸不同的目标物，且各个目标物在视场角范围内两两间无重叠区域。
9.优选地，所述每个所述目标物对待测试光学模组的张角相等。
10.优选地，所述按不同采样距离放置若干目标物包括：在待测试光学模组的视场角范围内，在视场中心位置放置一目标物和两个视场边缘位置各放置一目标物，其中，三个所述目标物对应的采样距离各不相同，尺寸不同。
11.优选地，所述按不同采样距离放置若干目标物包括：在最大采样距离之处放置一固定目标物以及分别在两个边缘视场位置各放置一活动目标物，其中所述最大采样距离等于待测试光学模组的最大测试距离，所述活动目标物的采样距离小于所述最大采样距离，所述活动目标物沿固定点旋转或翻转以进入或者离开所述待测试光学模组的视场角。
12.优选地，所述按不同采样距离放置若干目标物还包括：在所述待测试光学模组的视场范围内按不同采样距离放置若干尺寸不同的目标物。
13.优选地，所述按不同采样距离放置若干目标物包括：将所述待测试光学模组固定在旋转机构上，以所述旋转机构的旋转中心为圆点，沿圆周方向按不同采样距离放置若干尺寸不同的目标物，且各个目标物在视场角范围内两两间无重叠区域。
14.优选地，每个所述目标物对所述待测试光学模组的张角相等。
15.优选地，所述按不同采样距离放置若干目标物还包括：沿所述旋转机构的旋转方向放置一卷曲状的目标物，所述卷曲状的目标物的卷曲方向与所述旋转方向相同。
16.第二方面，本申请实施例提供了一种光学模组测试系统，所述系统包含至少一所述待测试光学模组和若干按不同采样距离放置且尺寸不同的目标物，以实现如第一方面任一项所述的光学模组测试方法。
17.综上所述，本申请的有益效果如下：综上所述，本申请实施例提供的光学模组测试方法和系统，根据待测试光学模组的视场角及最大测量距离分别设置各种不同的目标物和采样位置进行测试，实现了简便、灵活、有效的视场角和采样距离的测试。
附图说明
18.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使
用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本申请的保护范围内。
19.图1是本申请实施例的光学模组测试方法的流程示意图。
20.图2是本申请实施例的按不同采样距离放置若干目标物的一种示意图。
21.图3是本申请实施例的按不同采样距离放置若干目标物的一种示意图。
22.图4是本申请实施例的按不同采样距离放置若干目标物的一种示意图。
23.图5是本申请实施例的按不同采样距离放置若干目标物的一种示意图。
24.图6是本申请实施例的按不同采样距离放置若干目标物的一种示意图。
25.图7是本申请实施例的按不同采样距离放置若干目标物的一种示意图。
具体实施方式
26.下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本申请，并不被配置为限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
27.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.实施例一本申请实施例提供了一种光学模组测试方法，该方法使用于对实现3d测距的光学模组如tof模组进行视场角、最大测量距离（测距能力）等关键指标的测试。所述待测试光学模组包括发射端和接收端，其中发射端发出光束，接收端接收目标物反射回来的光束进行距离的测量。本申请实施例通过在各种不同位置设备目标物进行视场角和测距能力的测试。
29.请参见图1，所述方法包括以下步骤：s1：按不同采样距离放置若干目标物，其中，所述不同采样距离按照待测试光学模组的视场角及最大测量距离分别设置；s2：所述待测试光学模组发射光束至所述若干目标物，其中，所述光束的发散角大于等于所述待测试光学模组的视场角；s3：所述待测试光学模组接收各目标物反射回来的光束；s4：根据所述待测试光学模组接收到的反射光束计算相应目标物的实际测量距离，判断所述实际测量距离是否在预设距离误差范围内并获得第一判断结果；s5：根据所述待测试光学模组所能接收到的反射光束获取实际测量视场角，判断所述实际测量视场角是否在预设角度误差范围内并获得第二判断结果；
s6：根据所述第一判断结果和所述第二判断结果输出所述实际测量距离和所述实际测量视场角的测试结果。
30.待测试光学模组发射端在发射光束时，光束的发散角需大于等于待测试光学模组接收端的视场角以避免影响待测试光学模组的视场角的正确测量。在进行视场角和最大测量距离的测试时，在与待测试光学模组相隔不同采样距离的若干位置放置若干目标物，其中，放置目标物的位置根据待测试光学模组的视场角和最大测量距离而定。这里的待测试光学模组的视场角和最大测量距离是指待测试光学模组中测距传感器在出厂时所标定的视场角和最大测量距离。在根据待测试光学模组的视场角和最大测量距离设置好若干不同位置，并在各个位置上分别放置一目标物，值得指出的是，各个位置上放置的目标物的大小或形状将根据放置位置的不同而有所不同。待测试光学模组发射端发出的光束将被若干目标物反射回来，接收端将根据接收到的反射光束计算所述若干目标物的实际测量距离及获取实际最大测量距离，并判断所述实际测量距离和所述实际最大测量距离是否在预设距离误差范围内；同时，接收端根据其所能接收到的反射的光束获取实际测量视场角，从而判断所述实际测量视场角是否在预设角度误差范围内。
31.在一个实施例中，所述根据所述待测试光学模组接收到的反射光束计算相应目标物的实际测量距离，判断所述实际测量距离是否在预设距离误差范围内并获得第一判断结果包括：当所述实际测量距离在所述预设距离误差范围内，则所述第一判断结果为所述待测试光学模组的测距能力达标；当所述实际测量距离不在所述预设距离误差范围内，则所述第一判断结果为所述待测试光学模组的测距能力不达标。
32.所述根据所述待测试光学模组所能接收到的反射光束获取实际测量视场角，判断所述实际测量视场角是否在预设角度误差范围内并获得第二判断结果包括：当所述实际测量视场角在所述预设角度误差范围内，则所述第二判断结果为所述待测试光学模组的视场角达标；当所述实际测量视场角不在所述预设角度误差范围内，则所述第二判断结果为所述待测试光学模组的视场角不达标。
33.如果获得的实际最大测量距离在预设距离误差范围内，则认为待测试光学模组的测距能力达到出厂时所标定的测距标准，将待测试光学模组的测距能力的测试结果判断为达标，即第一判断结果为待测试光学模组的测距能力达标。如果获得的实际最大测量距离不在预设距离误差范围内，则认为待测试光学模组的测距能力未达到出厂时所标定的标准，将待测试光学模组的测距能力的测试结果判断为不达标，第一判断结果为待测试光学模组的测距能力不达标。
34.同样，如果获得的实际测量视场角在预设角度误差范围内，则认为待测试光学模组的视场角达到出厂时所标定的标准，将待测试光学模组的视场角的测试结果判断为达标，即第二判断结果为待测试光学模组的视场角达标。如果获得的实际测量视场角不在预设角度误差范围内，则认为待测试光学模组的视场角未达到出厂时所标定的视场角标准，将待测试光学模组的视场角的测试结果判断为不达标，即第二判断结果为待测试光学模组的视场角不达标。
35.根据第一判断结果和所述第二判断结果输出所述实际测量距离和所述实际测量视场角的测试结果，在一个实施例中，可以通过人机交互界面显示测试结果，直观的将测试结果展示出来。
36.在一个实施例中，当所述待测试光学模组的测距能力和/或视场角的测试结果不达标时，重新调试所述待测试光学模组，直至所述测试光学模组的测距能力和视场角的测试结果达标。
37.在一个实施例中，若干目标物的放置如图2所示，优选地，目标物为平板型物体。在待测试光学模组100的视场角范围内，按不同纵深（采样距离）依次放置若干目标物（目标物201至目标物205），各个目标物的尺寸根据与待测试光学模组相隔的采样距离不同而不同，越靠近待测试光学模组100的目标物201尺寸越小，越远离待测试光学模组1的目标物205尺寸越大。且各个目标物在视场角范围内两两间无重叠区域，优选地，每个目标物对待测试光学模组1的张角相等。各采样距离之间的间距可以相同也可以不同，其中最大的采样距离设置为待测试光学模组100的最大测量距离。根据不同采样距离放置好各个目标板后，待测试光学模组100的发射端发出发散角大于或等于待测试光学模组100的视场角的光束，接收端接收各个目标物反射回来的光进行计算和比较，从而完成视场角、不同采样距离和最大采样距离的测试。本实施例的测试方式可以同时完成视场角以及不同采样距离的测试，操作较为简便。
38.在一个实施例中，若干目标物的放置如图3所示，在待测试光学模组100的视场角范围内，分别在视场中心位置放置目标物301和两个视场边缘位置放置目标物303、302，三个目标物的距离待测试光学模组1的采样距离各不相同，其中目标物301的采样距离设置为待测试光学模组100的最大测量距离。目标物302和目标物303的采样距离可按实际测试场景设置，在此不做限制。根据不同采样距离放置好三个目标物后，待测试光学模组100的发射端发出发散角大于或等于待测试光学模组100的视场角的光束，接收端接收各个目标物反射回来的光进行计算和比较，从而完成视场角、不同采样距离和最大采样距离的测试。本实施例的测试方式可以同时完成视场角以及视场边缘处不同采样距离和最大测量距离的测试，需要布置的目标物较少，操作更为简便。
39.在一个实施例中，若干目标物的放置如图4所示，其中将一固定目标物401放置在最大测量距离（最大采样距离）之处，将活动目标物402和活动目标物403分别放置在待测试光学模组100边缘视场的两侧，所述活动目标物402和所述活动目标物403可以沿固定点旋转或翻转以进入或者离开待测试光学模组100的视场角。放置好目标板后，待测试光学模组100的发射端发出发散角大于或等于待测试光学模组100视场角的光束，接收端接收各个目标物反射回来的光束进行计算和比较，从而完成视场角、两组采样距离和一组最大采样距离的测试。本实施例的测试场景相对固定，操作简便，能同时进行最大测量距离和视场角及视场边缘两种采样距离的测试。
40.在一个实施例中，若干目标物的放置如图5所示，将一固定无目标物501放置在最大测量距离（最大采样距离）之处，将活动目标物502和活动目标物503分别放置在待测试光学模组100边缘视场的两侧，所述活动目标物502和所述活动目标物503可以沿固定点旋转或翻转以进入或者离开待测试光学模组100的视场角，另外，在待测试光学模组的视场范围内按不同采样距离放置活动目标物504和活动目标物505。放置好各个目标物后，待测试光
学模组100的发射端发出发散角大于或等于待测试光学模组100视场角的光束，接收端接收各个目标物反射回来的光束进行计算和比较，从而完成视场角、视场边缘采样距离、视场内不同采样距离的测试和最大采样距离的测试。本实施例的测试场景相对固定，操作简便，能同时进行最大测量距离和视场角及不同采样距离的测试。
41.在一个实施例中，如图6所示，将待测试光学模组100固定在旋转机构200上，以旋转机构200的旋转中心为圆点，沿圆周方向按不同纵深（不同采样距离）放置目标物（目标物601至目标物613），且各个目标物在视场角范围内无重叠区域，优选地，各个目标物均覆盖模组的视场角，且每个目标物对应待测试光学模组100的张角相等，越靠近待测试光学模组100的目标物尺寸越小，越远离待测试光学模组1的目标物尺寸越大，其中最大的采样距离设置为待测试光学模组100的最大测量距离。在测试时，待测试光学模组100在位置1进行定点距离的采样，然后旋转到位置2进行视场角的测试；更进一步的，待测试光学模组100在位置1进行最大测量距离的测试，旋转到位置2进行视场角的测试，然后沿顺时针方向旋转，完成位置3
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14的多点采样距离的测试。在本实施例中，所有距离采样点中的目标物均覆盖模组的视场角，回波信号基本接近最大，获得的测试结果更为准确。
42.在一个实施例中，如图7所示，将待测试光学模组100固定在旋转机构200上，以旋转机构200的旋转中心为圆点，除在位置1放置目标物701，在位置3起始处放置一卷曲状的目标物703，所述卷曲状的目标物703可以覆盖位置3至位置14。测试时，待测试光学模组100在位置1进行最大测量距离的采样测试，然后旋转到位置2进行视场角的测试；待测试光学模组100从位置3旋转到位置14之处时，可完成连续距离的采用测试。本实施例的测试方式可以同时完成视场角以及最大测量距离和连续采样距离的测试，而且所有采用点的回波信号接近最大，获得的测试效果更为准确。
43.综上所述，本申请实施例提供的光学模组测试方法，根据待测试光学模组的视场角及最大测量距离分别设置不同采样位置和尺寸不同的目标物进行测试，实现了简便、灵活、有效的视场角和采样距离的测试。
44.实施例二本申请实施例提供了一种光学模组测试系统，所述光学模组测试系统包括一待测试光学模组以及若干按不同采用位置放置和尺寸不同的目标物。所述待测试光学模组的发射端发射光束至若干按不同采样距离放置的目标物，接收端接收所述若干目标物反射回来的光束，进而完成不同采样距离以及待测试光学模组的视场角测试。
45.在一个实施例中，如图2所示，所述光学模组测试系统包括一待测试光学模组和若干不同尺寸的目标物，所述若干不同尺寸的目标物在待测试光学模组100的视场角范围内按不同纵深（采样距离）依次放置，待测模组发射光束至所述若干不同尺寸的目标物上以进行视场角、不同采样距离和最大采样距离的测试。本实施例的光学模组测试系统可以同时完成视场角以及不同采样距离的测试，操作较为简便。
46.在一个实施例中，如图3所示，所述光学模组测试系统包括一待测模组100和三个不同尺寸的目标物，所述三个不同尺寸的目标物分别在视场中心位置和两个视场边缘位置，待测模组发射光束至所述三个不同尺寸的目标物上以进行视场角、视场边缘处不同采样距离和最大测量距离的测试。本实施例的光学模组测试系统可以同时完成视场角以及视场边缘处不同采样距离和最大测量距离的测试，需要布置的目标物较少，操作更为简便。
47.在一个实施例中，如图4所示，所述光学模组测试系统包括一待测模组100、一固定目标物401和两个活动目标物402和403，所述活动目标物402和所述活动目标物403可以沿固定点旋转或翻转以进入或者离开待测试光学模组100的视场角。待测模组发射光束至所述三个目标物上以进行视场角、视场边缘处采样距离和最大测量距离的测试。本实施例的光学模组测试系统相对固定，操作简便，能同时进行最大测量距离和视场角及视场边缘两种采样距离的测试。本实施例的光学模组测试系统结构简单，操作简便。
48.在一个实施例中，如图5所示，所述光学模组测试系统包括一待测模组100、一固定目标物501和四个活动目标物（目标物502、目标物503、目标物504和目标505），所述活动目标物502和所述活动目标物503可以沿固定点旋转或翻转以进入或者离开待测试光学模组100的视场角，另外，在待测试光学模组的视场范围内按不同采样距离放置活动目标物504和活动目标物505。待测模组发射光束至所述各个目标物上以进行视场角、视场边缘采样距离、视场内不同采样距离的测试和最大采样距离的测试。本实施例的光学模组测试系统较为简单，操作简便、设置灵活。
49.在一个实施例中，如图6所示，所述光学模组测试系统包括一待测模组100、一旋转机构200和按沿圆周方向按不同纵深（不同采样距离）放置目标物（目标物601至目标物613），待测模组发射光束至所述各个目标物上进行以视场角、不同采样距离的测试和最大采样距离的测试。本实施例的光学模组测试系统各个距离采样点的回波信号较大，获得的测试结果更为准确。
50.在一个实施例中，如图7所示，所述光学模组测试系统包括一待测模组100、一旋转机构200、目标物701和目标物703，待测模组发射光束至所述各个目标物上进行以视场角、连续采样距离的测试和最大采样距离的测试。本实施例的光学模组测试系统连续距离采样的回波信号基本接近最大，获得的测试结果更为准确。
51.综上所述，本申请实施例提供的光学模组测试方法和系统，根据待测试光学模组的视场角及最大测量距离分别设置不同采样位置和尺寸不同的目标物进行测试，实现了简便、灵活、有效的视场角和采样距离的测试。
52.需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
53.以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路（asic）、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、rom、闪存、可擦除rom（erom）、软盘、cd
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rom、光盘、硬盘、光纤介质、射频（rf）链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
54.还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描
述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
55.以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。