光斑增强处理方法、装置及激光测距仪与流程

本发明涉及光电测距领域，尤其涉及一种光斑增强处理方法，以及应用该光斑增强处理方法的光斑增强处理装置及激光测距仪。

背景技术：

激光测距仪通过检测发出激光信号和接收信号的相位差得到距离。为保证回波信号的质量，发射激光功率应当尽可能地大，同时也必须满足相关标准，如GB7241.1-2012或IEC60825-1-2007，对所使用激光功率进行限定。常用的方法是让出射激光的发散角尽量地小，即光斑尺寸即使在测量比较远的地方也仍然较小。

由于激光光斑尺寸在较远的地方也较小，使得裸眼不加辅助设备难以识别发现光斑，也就不能确定激光是否打到了目标物上，这一缺陷尤其在室外阳光下尤其突出。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本发明有必要提供一种能够让用户方便裸眼观察的光斑增强处理方法，以及应用该光斑增强处理方法的光斑增强处理装置及激光测距仪。

一种光斑增强处理方法，应用于激光测距，所述方法包括：

获取激光光斑图像的灰度值极大值点p1,p2,…,pn；

预设光斑半径r，将光斑半径r与灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离进行比较，获取光斑中心；

对以光斑中心为圆心、r为半径的区域进行图像增强处理。

优选地，所述获取光斑图像的灰度值极大值点p1,p2,…,pn，包括：

对光斑图像进行锐化处理。

对锐化后的光斑图像进行灰度处理，获取处理后的光斑图像中灰度值极大值点p1,p2,…,pn。

优选地，所述预设光斑半径r，将光斑半径r与灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离进行比较，获取光斑中心，进一步包括：

预设光斑半径r；

获取p1点到其他点p2,p3,…,pn的距离d12,d13,…,d1n，并依次与光斑半径r进行比较，判断当所有距离d1x>r，p1为光斑中心；

若否，获取p2点到其他点p1,p3,…,pn的距离d21,d23,…,d2n，并依次与光斑半径r进行比较，判断当所有距离d2x>r，p2为光斑中心；

…

若否，获取pn点到其他点p1,p3…p(n-1)的距离dn1,dn2,…,dn(n-1)，并依次与光斑半径r进行比较，判断当所有距离dnx>r，pn为光斑中心；

获取光斑中心。

优选地，所述光斑半径r＝1/2*m*P*ɑ/FOV*cosθ，其中，ɑ为产生所述光斑的激光的水平发散角，FOV为摄取所述光斑图像的摄像装置的水平视场角，θ为光斑最大扩散方向与水平方向的夹角，P为摄像装置的水平像素，m为摄像装置的放大倍数。

优选地，所述对以光斑中心为圆点、r为半径的区域进行图像增强处理，包括：

选取以光斑中心为圆心、r为半径的区域；

对选取区域进行灰度值提高处理；

将处理后区域的灰度值转化为RGB真彩值，并进行显示。

一种激光测距仪，所述激光测距仪包括：

测距模块，用于通过激光测量待测物的距离；

摄像模块，用于摄取激光在待测物形成的光斑图像；

图像增强模块，用于对摄取的光斑图像进行增强处理；

显示模块，用于显示光斑图像及测距结果，并保存为图片。

优选地，所述测距模块包括：

激光发射单元，用于发射原始激光；

激光回收单元，用于接收经待测物反射的反射激光；

测距单元，用于分析所述原始激光及反射激光进行分析，得出待测物的距离。

优选地，所述图像增强模块包括：

获取单元，用于获取摄像模块摄取的光斑图像；

预处理单元，用于对光斑图像进行锐化处理及灰度处理，以获取图像灰度值极大值点p1,p2,…,pn；

分析处理单元，用于对灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离与预设的光斑半径r进行对比，以获取光斑中心；

增强处理单元，用于对以光斑中心为圆心、r为半径的区域进行图像增强处理。

优选地，所述分析处理单元包括获取元件，所述获取元件用于获取灰度值极大值点两两之间的距离及光斑半径r，其中，所述光斑半径r＝1/2*m*P*ɑ/FOV*cosθ，其中，ɑ为激光水平发散角，FOV为摄像模块的水平视场角，θ为光斑最大扩散方向与水平方向的夹角，P为摄像模块的水平像素，m为摄像模块的放大倍数；以及对比元件，所述对比元件用于将上述距离与光斑半径r比较，以获取这些灰度值极大值点p1,p2,…,pn中，与其他点的距离均大于光斑半径r的一个点，该点即为光斑中心。

优选地，所述显示模块包括：

获取单元，用于获取经所述图像增强模块增强处理的光斑图像及所属测距模块的测距结果；

显示屏，用于显示所述增强处理的光斑图像及所属测距结果；

储存单元，用于将带有测距结果的光斑图像储存为照片。

一种光斑增强处理装置，应用于激光测距，所述光斑增强处理装置包括：

获取模块，用于获取待增强的光斑图像；

预处理模块，用于对光斑图像进行锐化处理及灰度处理，以获取图像灰度值极大值点p1,p2,…,pn；

分析处理模块，用于对灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离与预设的光斑半径r进行对比，以获取光斑中心；

增强处理模块，用于对以光斑中心为圆心、r为半径的区域进行图像增强处理。

优选地，所述分析处理模块包括：

获取单元，所述获取元件用于获取灰度值极大值点两两之间的距离及光斑半径r，其中，所述光斑半径r＝1/2*m*P*ɑ/FOV*cosθ，其中，ɑ为激光水平发散角，FOV为摄取待增强图片的摄像装置的水平视场角，θ为光斑最大扩散方向与水平方向的夹角，P为摄像装置的水平像素，m为摄像装置的放大倍数；以及

对比单元，所述对比单元用于将上述距离与光斑半径r比较，以获取这些灰度值极大值点p1,p2,…,pn中，与其他点的距离均大于光斑半径r的一个点，该点即为光斑中心。

本发明的光斑增强处理方法，通过获取图像的灰度值极大值点，并找到其中的光斑中心，对光斑区域进行色彩增强，使得用户能够清楚地对光斑进行观察，并且不需要借助辅助设备，提供了很大的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种光斑增强处理方法的流程图；

图2是本发明第二实施例提供的另一种光斑增强处理方法中，获取光斑图像的灰度值极大值点p1,p2,…,pn的流程图；

图3是本发明第三实施例提供的另一种光斑增强处理方法中，预设光斑半径r，将光斑半径r与灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离进行比较，获取光斑中心的流程图；

图4是本发明第四实施例提供的另一种光斑增强处理方法中，对以光斑中心为圆点、r为半径的区域进行图像增强处理的流程图；

图5是本发明第五实施例提供的一种激光测距仪的结构图；

图6是本发明第六实施例提供的另一种激光测距仪中，所述测距模块的结构图；

图7是本发明第七实施例提供的另一种激光测距仪中，图像增强模块的结构图；

图8是本发明第八实施例提供的另一种激光测距仪中，图像增强模块的分析处理单元的结构图；

图9是本发明第九实施例提供的另一种激光测距仪中，显示模块的结构图；

图10是本发明第十实施例提供的一种光斑增强处理装置的结构图；

图11是本发明第十一实施例提供的另一种光斑增强处理装置中，分析处理模块的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的光斑增强处理方法应用于激光测距领域。请参看图1，本发明光斑增强处理方法的第一实施例包括以下步骤：

步骤S100、获取激光光斑图像的灰度值极大值点p1,p2,…,pn；

步骤S200、预设光斑半径r，将光斑半径r与灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离进行比较，获取光斑中心；

步骤S300、对以光斑中心为圆心、r为半径的区域进行图像增强处理。

本实施例通过先获取图像灰度值极大值点p1,p2,…,pn，然后以这些点p1,p2,…,pn相互之间的距离与预设的光斑半径进行比较获取光斑中心，再对绕光斑中心r的区域进行增强处理，获得增强的光斑图像，增强的光斑图像通过裸眼即能进行观察，摆脱了对辅助设备的依赖。

请参看图2，基于本发明光斑增强处理方法第一实施例的第二实施例，在本实施例中，所述步骤S100、获取光斑图像的灰度值极大值点p1,p2,…,pn，包括：

步骤S110、对光斑图像进行锐化处理；

步骤S120、对锐化后的光斑图像进行灰度处理，获取处理后的光斑图像中灰度值极大值点p1,p2,…,pn；

本实施例通过先对光斑图像进行锐化处理，再进行灰度处理，能够方便准确地获取图像中的灰度值极大值点。

请参看图3，基于本发明光斑增强处理方法的第一实施例的第三实施例，在本实施例中，所述步骤S200、预设光斑半径r，将光斑半径r与灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离进行比较，获取光斑中心，进一步包括：

步骤S210、预设光斑半径r；

步骤S220、获取p1点到其他点p2,p3,…,pn的距离d12,d13,…,d1n，并依次与光斑半径r进行比较，判断当所有距离d1x>r，p1为光斑中心；

若否，获取p2点到其他点p1,p3,…,pn的距离d21,d23,…,d2n，并依次与光斑半径r进行比较，判断当所有距离d2x>r，p2为光斑中心；

…

若否，获取pn点到其他点p1,p3…p(n-1)的距离dn1,dn2,…,dn(n-1)，并依次与光斑半径r进行比较，判断当所有距离dnx>r，pn为光斑中心；

步骤S230、获取光斑中心。

其中，所述光斑半径r＝1/2*m*P*ɑ/FOV*cosθ，其中，ɑ为产生所述光斑的激光的水平发散角，FOV为激光测距仪中摄取所述光斑图像的摄像装置的水平视场角，θ为光斑最大扩散方向与水平方向的夹角，P为摄像装置的水平像素，m为摄像装置的放大倍数。

本实施例通过循环逻辑，确定灰度值极大值点中与其他点的距离均大于光斑半径的点，即为光斑中心。

请参看图4，基于本发明光斑增强处理方法的第一实施例的第四实施例，在本实施例中，所述步骤S300、对以光斑中心为圆点、r为半径的区域进行图像增强处理，包括：

步骤S310、选取以光斑中心为圆心、r为半径的区域；

步骤S320、对选取区域进行灰度值提高处理；

步骤S330、将处理后区域的灰度值转化为RGB真彩值，并进行显示。

本实施例通过先提高图像的灰度值，再将其转化为RGB真彩值，以获得显示效果增强的图像。

请参看图5，本发明的第五实施例还提供一种激光测距仪100。所述激光测距仪100包括：

测距模块10，用于通过激光测量待测物的距离；

摄像模块20，用于摄取激光在待测物形成的光斑图像；

图像增强模块30，用于对摄取的光斑图像进行增强处理；

显示模块40，用于显示光斑图像及测距结果，并保存为图片。

具体地，所述摄像模块30为基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的摄像头、传感器或红外成像仪中的一种。

本实施例通过摄像模块、图像增强模块及显示模块对测距模块的测距过程进行辅助，提高了激光测距仪的测距效率，还避免对外部设备的依赖。

请参看图6，基于本发明激光测距仪的第五实施例的第六实施例，在本实施例中，所述测距模块10包括：

激光发射单元11，用于发射原始激光；

激光回收单元12，用于接收经待测物反射的反射激光；

测距单元13，用于分析所述原始激光及反射激光进行分析，得出待测物的距离。

本实施例的测距单元利用分析发射激光及经待测物的反射激光，得出待测物的距离。

请参看图7，基于本发明激光测距仪的第五实施例的第七实施例，在本实施例中，所述图像增强模块30包括：

获取单元31，用于获取摄像模块摄取的光斑图像；

预处理单元32，用于对光斑图像进行锐化处理及灰度处理，以获取图像灰度值极大值点p1,p2,…,pn；

分析处理单元33，用于对灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离与预设的光斑半径r进行对比，以获取光斑中心；

增强处理单元34，用于对以光斑中心为圆心、r为半径的区域进行图像增强处理。

本实施例的图像增强模块通过预处理单元先对图像进行锐化处理及灰度处理，以获取图像的灰度值极大值点，再通过分析处理单元利用逻辑循环，确定这些灰度值极大值点中与其他点的距离均大于光斑半径的点，即为光斑中心，最后增强处理单元对图像的相应区域进行增强处理，获得准确清晰的光斑图像。

请参看图8，基于本发明激光测距仪的第七实施例的第八实施例，在本实施例中，所述分析处理单元32包括：

获取元件321，所述获取元件用于获取灰度值极大值点两两之间的距离及光斑半径r，其中，所述光斑半径r＝1/2*m*P*ɑ/FOV*cosθ，其中，ɑ为激光水平发散角，FOV为摄像模块20的水平视场角，θ为光斑最大扩散方向与水平方向的夹角，P为摄像模块20的水平像素，m为摄像模块20的放大倍数；以及

对比元件322，所述对比元件用于将上述距离与光斑半径r比较，以获取这些灰度值极大值点p1,p2,…,pn中，与其他点的距离均大于光斑半径r的一个点，该点即为光斑中心。

本实施例的分析处理单元通过获取元件获取灰度值极大值点两两之间的距离及光斑半径，以及对比元件将这些距离与光斑半径进行对比，以确定光斑中心。

请参看图9，基于本发明激光测距仪的第五实施例的第九实施例，在本实施例中，所述显示模块40包括：

获取单元41，用于获取经所述图像增强模块30增强处理的光斑图像及所属测距模块10的测距结果；

显示屏42，用于显示所述增强处理的光斑图像及所属测距结果；

储存单元43，用于将带有测距结果的光斑图像储存为照片。

本实施例通过生成带有测距结果的光斑图像照片，用户获取结果更方便、直观。

请参看图10，本发明的第十实施例提供了一种光斑增强处理装置200，包括：

获取模块201，用于获取待增强的光斑图像；

预处理模块202，用于对光斑图像进行锐化处理及灰度处理，以获取图像灰度值极大值点p1,p2,…,pn；

分析处理模块203，用于对灰度值极大值点p1,p2,…,pn两两之间的距离与预设的光斑半径r进行对比，以获取光斑中心；

增强处理模块204，用于对以光斑中心为圆心、r为半径的区域进行图像增强处理。

本实施例的图像增强模块通过预处理模块先对图像进行锐化处理及灰度处理，以获取图像的灰度值极大值点，再通过分析处理模块利用逻辑循环，确定这些灰度值极大值点中与其他点的距离均大于光斑半径的点，即为光斑中心，最后增强处理模块对图像的相应区域进行增强处理，获得准确清晰的光斑图像。

请参看图11，基于本发明光斑增强处理装置的第十实施例的第十一实施例，在本实施例中，所述分析处理模块202包括：

获取单元2021，所述获取元件用于获取灰度值极大值点两两之间的距离及光斑半径r，其中，所述光斑半径r＝1/2*m*P*ɑ/FOV*cosθ，其中，ɑ为激光水平发散角，FOV为摄取待增强图片的摄像装置的水平视场角，θ为光斑最大扩散方向与水平方向的夹角，P为摄像装置的水平像素，m为摄像装置的放大倍数；以及

对比单元2022，所述对比单元用于将上述距离与光斑半径r比较，以获取这些灰度值极大值点p1,p2,…,pn中，与其他点的距离均大于光斑半径r的一个点，该点即为光斑中心。

本实施例的分析处理模块通过获取单元获取灰度值极大值点两两之间的距离及光斑半径，以及对比单元将这些距离与光斑半径进行对比，以确定光斑中心。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置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。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述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。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。