本实用新型属于光学领域，尤其涉及一种激光模块光路自动化调节装置。
背景技术：
激光三线测距是通过激光管发出的激光经待测物体的面反射后经光学镜头接收后被光电传感器感知，光电传感器的感光面有一感光线，用于会聚环境光使其在光电传感器上成像，激光管的出射点位于该感光线上。激光的出射线为第一线，镜头的反射线为第二线，光电传感器上的感光线为第三线，进而在实际测试中，第一线和第二线之间有一个交点，该交点到第三线之间的垂直距离即为被测物体与探测装置之间的实际距离。若要进行正常测距，需要解决的问题是如何实现第一线、第二线和第三线共面，也即反射光线能否经光学镜头被感光线接收。现有的调节方式都是通过人工的方式，先固定光学镜头和激光管，最后调节连接有光电传感器的电路板，其调节方式不确定性因素多导致效果差，同时人工调节效率偏低。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种激光模块光路自动化调节装置，旨在解决现有的激光测距的三线共面调节方式效果差，同时效率低的问题。
本实用新型还提供一种激光模块光路自动化调节装置，包括激光模组、设置在所述激光模组前方的挡幕和设置在所述挡幕靠近所述激光模组一侧的摄像头，以及控制模块，所述控制模块与所述激光模组电连接，所述控制模块与所述摄像头电连接，所述摄像头摄取所述挡幕上的实时图像并同步上传至所述控制模块上，所述控制模块控制所述激光模块实时移动。
进一步地，所述激光组件包括光电传感器、连接在所述光电传感器上的感光线和设置于所述光电传感器前方的光学镜头，以及用于发射激光线的激光器，所述光学镜头的光轴线与感光线共面。
进一步地，所述激光组件还包括用于控制所述激光器移动的调节组件，所述调节组件使得所述激光器发出的激光线的出射光斑位于所述挡幕上，并使得所述出射光斑可以在所述挡幕上移动。
进一步地，所述调节组件与所述控制模块电连接，所述调节组件包括用于支撑所述激光器的连接杆和电连接在所述控制模块上的传动件，所述传动件连接并可驱动所述连接杆。
进一步地，所述控制模块包括电脑控制器，所述摄像头、所述光电传感器和所述调节组件均通过连接线与所述电脑控制器电连接。
进一步地，所述电脑控制器内设有用于感知所述出射光斑在所述光电传感器上成像峰值大小的感应模块。
进一步地，所述电脑控制器内还设有与所述感应模块电连接并用于将成像信息呈连续线条呈现的成像模块。
进一步地，所述感光线平行于所述挡幕的表面。
进一步地，所述光轴线与所述感光线垂直。
本实用新型提供的激光模块光路自动化调节装置相对于现有的技术具有的技术效果为：通过激光模组、与该激光模组电连接的控制模块和与该控制模块电连接的摄像头的设置，进而可以使得该激光模块的光路自动调节方法的实现，进而可以更加高效并准确地实现激光线、光轴线和感光线的三线共面。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例中提供的激光模块光路自动化调节装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型实施例中，提供一种激光模块光路自动化调节方法，通过该激光模块光路自动化调节方法，可以使得光学镜头2的光轴线21、激光器3发射的激光线31和光电传感器1的感光线11位于同一平面上，从而可以更精确地实现激光模块的测距工作，该方法具体包括以下步骤；
S1、设置挡幕5、用于拍摄该挡幕5的摄像头4和用于数据分析的控制模块8，将该激光器3连接一个调节组件9，使得该调节组件9、该摄像头4和该光电传感器1均电连接该控制模块8，并使得该光学镜头2的光轴线21与该感光线11共面，同时调节好该激光模组的焦距；
在本步骤中，预先调节该该激光器3的激光线31的出射焦距，同时调节好好光学镜头2的感光焦距，以便于获取该挡幕5上的出射光斑6的位置。
在该步骤中，该摄像头4正对该挡幕5，并且该摄像头4可以将该挡幕5 上的图像拍摄下来并实时地传送给该控制模块8进行数据分析，该激光器3连接在该调节组件9上，进而该激光器3可以被控制模块8实时的控制，进而控制模块8可以将该激光器3发出的激光线31的出射光斑调节到任意想要到达的区域。
S2、调节该激光线31的出射光斑进入该挡幕5上的第一位置点；
在该步骤中，待所有的部件都连接后，该摄像头4开始拍摄挡幕5，该控制模块8判断挡幕5上是否有出射光斑，若没有，该控制模块8通过调节组件 9调节该激光器3的激光线31的出射角度，使得出射光斑可以位于该第一位置点上，该第一位置点可以是根据经验预先判定的区域中的任一点，或者是挡幕 5上随机的一点。
S3、获取该第一位置点的位置信息和该第一位置点的该出射光斑在该光电传感器1上的成像信息；
在该步骤中，该出射光斑移动到第一位置后，该摄像头4获取对应时间点挡幕5上的图像，进而可以获取到该出射光斑在挡幕5上的位置的图像，与此同时，该出射光斑会经过该光学镜头2在光电传感器1上成像，该成像越接近该感光线11，在控制模块8上显示的峰值越大。
S4、使该调节组件9驱动该激光器3移动，并使得该激光线31的出射光斑在穿过该第一位置点在该挡幕5上竖直遍历；
在本步骤中，该控制模块8控制激光器3自动移动，并使得该激光器3在挡幕5上的出射光斑在竖直方向上移动，这样记录竖直方向上所有点的位置信息和成像信息，以及在感光线11的峰值信息。
S5、获取竖直方向上所有位置点的位置信息和在该光电传感器1上的成像信息，找出该光电传感器1上成像峰值所对应的出射光斑的位置信息并设定为第二位置点；
在该步骤中，通过摄像头4持续对该挡幕5进行摄像，然后控制模块8将摄像信息分解成每一帧的图像信息，然后控制模块8对每一帧的图像的出射光斑的位置信息和在光线传感器上的成像信息，以及感光线11上的峰值信息进行分析。找出峰值信息中，峰值最大的值，此时，该出射光斑在该光电传感器1 上的成像位于该感光线11上，或者接近位于该感光线11上。
S6、控制该激光器3使得其出射光斑位于该第二位置点，然后控制该激光器3移动，使得该激光器3的出射光斑穿过该第二位置点在该挡幕5上水平遍历；
S7、获取水平方向上所有位置点的位置信息和在所述光电传感器1上的成像信息，找出所述光电传感器1上成像信息最接近预设的经验值的位置点，确定所述位置点所对应的出射光斑6的位置信息并设定为第三位置点；
在本步骤中，其实施的方式和数据的分析与步骤S5中的相同，这样的操作方式可以进一步确认最佳的位置点，也即竖直方向和水平方向上峰值均为最大的点，也即第三位置点，该第三位置点可能与该第二位置点重合，或者是两个处于同一水平线上的两个不同的点。
在本步骤中，该预设的经验值为调试经验所得，是一个固定值，并且第二位置点在光电传感器的上的成像峰值信息与第三位置点在光电传感器的上的成像峰值信息之间的差值小于一个系统可接受的误差范围值，则判定该第三位置点调节到位。
S8、控制该激光器3使得其出射光斑位于该第三位置点，然后固定该激光器3。这样使得激光器3射出的激光线31经挡幕5反射后与该光轴线21重合，也即实现感光线11、激光线31和光轴线21共面。
以上设计的激光模块光路自动化调节方法，通过摄像头4和控制模块8的设置，并且激光器3发出激光线31并投射到挡幕5上形成出射光斑，同时光电传感器1和摄像头4均与该控制模块8电性连接，也即摄像头4上摄取到的投射在挡幕5上的出射光斑的位置，以及每一个出射光斑为位置对应在光电传感器1上的成像强度均一一对应，从而可以通过与控制模块8电连接的调节组件 9慢慢调节激光器3的位置，使得激光器3的出射光斑在挡幕5上遍历，然后比对遍历后的成像强度，从而选出最佳的位置点，最后控制激光器3自动移动到对应的角度，这样设计使得激光模组的光路完全自动调节，这样的调节方法调节后的准确性高，同时自动化调节可以避免人工调节过程的不确定因素，保证调节过程的高效性。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，于上述步骤S2中，该摄像头4正对该挡幕5朝向该激光器3的一侧，也即该摄像头4和激光器3位于该挡幕5的同一侧，该摄像头4先设定为短焦模式以采集该挡幕5及其周围的图像，这样可以增加该摄像头4的视角范围，这样可以确定该出射光斑是否位于挡幕5上。待控制模块8调节该激光器3的出射角度和出射方向后，使得该出射光斑位于该挡幕5内时，将该摄像头4设定为长焦模式；这样方便对挡幕5 的图像采集。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，根据该光轴线21的方向预先在该挡幕5上设定最佳区域，该最佳的区域可以根据经验进行设置，同时调节该调节装置使得该第一位置点位于该最佳区域范围内，这样可以减少激光器 3的激光线31角度的调节次数，从而更快地定位出最佳的位置。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，该摄像头4对该挡幕5进行实时拍摄，并将图像信息实时上传至该控制模块8，该控制模块8对每一帧的图像进行二值化处理以获取对应的出射光斑的位置点。
在本实施例中，由于激光从光源部分向外射出时是呈发散状，进而落入到挡幕5上的出射光斑应该是一个圆形的区域，本申请中通过二值化处理，将该出射光斑转化成一个确定的位置点，这样便于后期最佳位置点找到后，该控制模块8能将激光器3的角度调整至完全重合该最佳位置点。
具体地，在本实用新型实施例中，每一帧图像的二值化处理方法包括以下步骤；
S1、由该控制模块8将每一帧的图像中具有该出射光斑的像素值定义为1，其他背景区域的像素值定义为0；
在该步骤上，像素值定义为1的区域大致呈圆形，并且像素值定义为0的区域位于该像素值定义为1的区域外侧。
S2、将二值化的图像的数据结构组成一个(N*M)维的数组；该数组由四种数据组成，包括(0,0)、(0,1)和(1,1)，以及(1,0)。
S3、找出该数组中N＝1的所有数据的下标，并汇总形成一维数组A；
在该步骤中，该下标表示的是沿X轴方向上N＝1的数据所处的位置，例如，横坐标上第3、4、5、6、7个的数据，其N＝1，M是否为1无所谓，那么此时 A的表示为A(3、4、5、6、7)。
S4、找出该数组中M＝1的所有数据的下标，并汇总形成一维数组B；
同理，
在该步骤中，该下标表示的是沿Y轴方向上M＝1的数据所处的位置，例如，纵坐标上第3、4、5、6、7个的数据，其M＝1，N是否为1无所谓，那么此时B的表示为B(3、4、5、6、7)。
S5、求出[min(A)+max(A)]*0.5，[min(B)+max(B)]*0.5，这两个值便是该出射光斑在对应这一帧图像上的位置，其中min()表示数组中最小的值，max ()表示数组中最大的值。
在该步骤中，依据上述举例，此时算出来对应(N*M)维的数组中沿X轴方向上最大的值7加上最小的值3，然后除以2，也即第5个，沿Y轴方向同样是第5个数所对应的点即为该出射光斑的位置点。
具体地，如图所示，在本实用新型实施例中，该调节装置调节该激光器3 移动，并使得该出射光斑在竖直方向上由上至下或者由下至上移动。同时水平方向移动时，可以是由左至右，也可以是由右至左。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，在该二值化处理方法的步骤S4中，在竖直遍历时，该控制模块8记录每一帧图像上出射光斑在光电传感器1上的成像信息，以及对应成像信息相对该感光线11的峰值信息，并将峰值的大小信息绘制成图，同时该控制模块8记录每一该成像信息时，该感光线11 上对应的位置信息。
在本实施例中，竖直遍历过程结束后，该控制模块8获得出射光斑相对于挡幕5上的各个竖直位置的峰值信息，因为峰值大小的分布相对于垂直位置的分布大致满足高斯分布，也即正态分布，因为采用重心提算法便可提取最大峰值所对应的竖直位置，也即为最佳的竖直位置。
在本实施例中，由于光电传感器1成像有噪声的存在，不能以简单的峰值的最大值来判断最佳的竖直位置，因而采用重心计算法来寻找实际最大的峰值所对应的竖直位置，也即最佳的竖直位置。
具体的重心提算法如下：竖直方向上的点分别为(y1，y2，y3，y4……yn), 每个点对应的峰值大小为(Amp1，Amp2，Amp3，Amp4……Ampn)，对应的最佳竖直位置y＝(Amp1*y1+Amp2*y2+Amp3*y3+……+Ampn*yn)/ (Amp1+Amp2+Amp3+……+Ampn)，这样算出的结果可以避免由于噪声存在导致结果出现过大的误差。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，在获得最佳竖直位置后，接着沿该最佳竖直位置进行水平遍历，以获取最佳水平位置，也即最佳位置。最后将激光器3的角度调节至出射光斑指向该最佳位置，然后固定该激光器3，从而实现三线共面的调节。
本实用新型还提供一种激光模块光路自动化调节装置，其用于前述的激光模块光路自动化调节方法，该激光模块光路自动化调节装置包括激光模组、设置在该激光模组前方的挡幕5和设置在该挡幕5靠近该激光模组一侧的摄像头4，以及控制模块8，该控制模块8与该激光模组电连接，该控制模块8与该摄像头4电连接。进而该摄像头4上摄取的图像可以实时地传输至该控制模块8 上，该控制模块8优选为电脑控制器和与各个部件连接的连接线7。
以上设计的激光模块光路自动化调节装置，通过激光模组、与该激光模组电连接的控制模块8和与该控制模块8电连接的摄像头4的设置，进而可以使得该激光模块的光路自动调节方法的实现，进而可以更加高效并准确地实现激光线31、光轴线21和感光线11的三线共面。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，该激光组件包括光电传感器1、连接在该光电传感器1上的感光线11和设置于该光电传感器1前方的光学镜头2，以及用于发射激光线31的激光器3，该光学镜头2的光轴线21与感光线11共面。
在本实施例中，该光学镜头2固定连接在该光电传感器1的前方，经过该光学镜头2光轴线21的光线垂直射在该感光线11上，进而如何将激光线31 在挡幕5上的反射光线恰好或者接近该光轴线21的方向射向该光学镜头2，就是本实施例中的调节装置需要实现的。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，该激光组件还包括用于控制该激光器3移动的调节组件9，该调节组件9使得该激光器3发出的激光线 31的出射光斑位于该挡幕5上，并使得出射光斑可以在该挡幕5上移动。
在本实施例中，该激光器3连接在该调节组件9上，该调节组件9经过该控制模块8自动控制，也即该激光器3可以将出射光斑投射到挡幕5上任意的位置；从而便于将出射光斑调节到最佳的位置。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，该调节组件9与该控制模块8电连接，该调节组件9包括用于支撑该激光器3的连接杆92和电连接在该控制模块8上的传动件91，该传动件91连接并可驱动该连接杆92。该控制模块8控制该传动杆运动使得该连接杆92驱动该激光器3进行角度调节，进而调节该激光器3的激光出射角度。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，该电脑控制器内设有用于感知该出射光斑在该光电传感器上成像峰值大小的感应模块；该电脑控制器内还设有与该感应模块电连接并用于将成像信息呈连续线条呈现的成像模块。
具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，该感光线11优选为平行于该挡幕5的表面。这样设计可以保证出射的激光线31的反射光线可以反射回射向该光学镜头2。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。