本发明涉及飞秒时间误差校正，具体涉及一种飞秒时间多路径误差校正装置及方法。
背景技术：
1、随着智能家居技术的飞速发展，扫地机器人作为家庭自动化清洁的重要设备，其性能与智能化水平日益受到消费者关注。其中，同步定位与地图构建（simultaneouslocalization and mapping, slam）技术是扫地机器人实现自主导航、规划清扫路径及智能避障的核心。slam技术通过机器人搭载的传感器（如激光雷达、摄像头等）实时感知周围环境，并据此构建出环境地图，同时实现机器人在该地图中的准确定位。
2、在slam技术中，飞秒技术（time-of-flight, tof）传感器因其能够直接测量物体距离，且具有较高精度和实时性，被广泛应用于扫地机器人的深度感知系统中。然而，tof传感器在实际应用中面临多重路径（multipath）效应。
3、多重路径效应主要发生在光线在复杂环境中（如房间转角、家具边缘等）发生多次反射或折射时，导致tof传感器接收到的光信号路径远长于实际直线距离。特别是当光路穿越两平面夹角小于90度的区域时，由于光线在夹角内多次反射，使得传感器计算出的深度信息严重偏离真实值，进而在地图重建过程中引入累积误差。这种误差在扫地机器人遍历房间时逐渐累积，最终导致构建的屋内地图出现变形、错位等错误，严重影响机器人的导航精度和清扫效率。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：提出一种飞秒时间多路径误差校正装置及方法，该技术方案能减少由于多重路径效应引起的误差，以便进行更准确的地图重建。
2、为实现上述目的，第一方面，本公开实施例提供一种飞秒时间多路径误差校正方法，包括：通过扫描像素平面并计算像素上的深度距离，利用光路与像素平面的投影关系，计算每个像素点的误差，并记录误差和对应的角度；通过扫描像素平面并取三维坐标点，利用主成分分析求出两平面的夹角，计算每个像素距离的外切圆半径，然后根据误差、角度和外切圆半径进行误差校正。
3、基础方案的有益效果：本技术方案通过计算每个像素点上的深度距离及其对应的误差，并结合光路与像素平面的复杂投影关系，该方法能够精确识别并量化多路径效应引起的误差，获取每个像素点的三维坐标，可以准确地测量物体表面每个点的深度信息，便于进行后续误差校正和三维重建。同时利用三维坐标点进行pca分析，求出物体表面的法线向量，进而计算出物体表面的几何特征和两平面之间的夹角，确认两平面的几何关系，为外切圆半径计算和误差校正提供更可靠依据，pca还简化了计算过程，增强了方法对不同场景和物体形状的适应性。
4、本技术方案不仅考虑了误差和角度，还引入了每个像素距离的外切圆半径作为校正参数，能够更准确地反映多路径效应在不同位置和角度下的变化特性，进而实现更加精准的误差修正。
5、本技术方案能够优化深度图，以便在室内环境中进行更准确的地图重建。通过这种方法，可以减少由于多重路径效应引起的误差，提高扫地机器人等设备的地图重建精度，同时还可广泛应用于机器视觉、自动驾驶、机器人导航、无人机测绘、工业检测等多个领域。
6、作为一种可实施的优选方案，深度距离计算公式为：
7、
8、其中，为深度距离，为光速，为调制周期。
9、作为一种可实施的优选方案，像素点误差计算公式为：
10、
11、其中，为每个像素点的误差，为深度距离，和分别为光线在不同反射路径上的长度。
12、作为一种可实施的优选方案，使用四个不同的相位延迟来调制发射光，这些相位值构成正弦波的一个完整周期，
13、这四个相位对应的信号表示为：
14、
15、其中，为相位差，为0°或0弧度对应的信号，为90°或弧度对应的信号，180°或弧度对应的信号，为270°或弧度对应的信号
16、作为一种可实施的优选方案，在获取每个像素上的深度距离时，取左右对称像素点的平均距离值。
17、作为一种可实施的优选方案，利用主成分分析求出两平面的夹角，包括以下内容：
18、求得两平面的表达式如下：
19、；
20、利用角平分面公式，求得法向量；
21、所夹锐角的平面方程式为。
22、作为一种可实施的优选方案，利用夹角平面方程式，计算两平面的距离，求出直线距离d；利用三角形关系，以为夹角，以直线距离d为斜边，计算得到外切圆半径r。
23、作为一种可实施的优选方案，利用记录的误差，角度，外切圆半径，进行误差校正，包括以下内容：
24、利用校正参数对深度距离进行补偿，公式如下：
25、
26、其中，表示两平面到夹角平面的距离，为补偿后的深度距离。
27、第二方面，本公开实施例还提供一种飞秒时间多路径误差校正装置，运用了上述的一种飞秒时间多路径误差校正方法。
28、作为一种可实施的优选方案，校正装置为圆柱体，tof模组放置于圆柱体的侧面上。
1.一种飞秒时间多路径误差校正方法，其特征在于：包括：通过扫描像素平面并计算像素上的深度距离，利用光路与像素平面的投影关系，计算每个像素点的误差，并记录误差和对应的角度；通过扫描像素平面并取三维坐标点，利用主成分分析求出两平面的夹角，计算每个像素距离的外切圆半径，然后根据误差、角度和外切圆半径进行误差校正。
2.根据权利要求1所述的一种飞秒时间多路径误差校正方法，其特征在于：深度距离计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种飞秒时间多路径误差校正方法，其特征在于：像素点误差计算公式为：
4.根据权利要求2或3所述的一种飞秒时间多路径误差校正方法，其特征在于：使用四个不同的相位延迟来调制发射光，这些相位值构成正弦波的一个完整周期，
5.根据权利要求1所述的一种飞秒时间多路径误差校正方法，其特征在于：在获取每个像素上的深度距离时，取左右对称像素点的平均距离值。
6.根据权利要求1或5所述的一种飞秒时间多路径误差校正方法，其特征在于：利用主成分分析求出两平面的夹角，包括以下内容：
7.根据权利要求6所述的一种飞秒时间多路径误差校正方法，其特征在于：利用夹角平面方程式，计算两平面的距离，求出直线距离d；利用三角形关系，以为夹角，以直线距离d为斜边，计算得到外切圆半径r。
8.根据权利要求7所述的一种飞秒时间多路径误差校正方法，其特征在于：利用记录的误差，角度，外切圆半径，进行误差校正，包括以下内容：
9.一种飞秒时间多路径误差校正装置，其特征在于，运用了如权利要求1-8所述的一种飞秒时间多路径误差校正方法。
10.根据权利要求9所述的一种飞秒时间多路径误差校正装置，其特征在于：校正装置为圆柱体，tof模组放置于圆柱体的侧面上。
