双激光标定的高精度ccd多点测距装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于测距领域，提供了一种双激光标定的高精度CCD多点测距装置。
【背景技术】
[0002] 激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等特征，能大大提高测量精确 度，被广泛应用在测距装置上。激光测距方法具有原理简单、测量速度快、测程远的特点，目 前，许多室内机器人系统，使用激光测距装置作为主要传感器，用来画图、定位和避障。
[0003] 传统的激光测距方法包括脉冲法、相位法及=角测量法，脉冲法测量精度较低，相 位法每次测距需要的稳定时间较长，=角测距法具有较好的应用效果生产成本低，是目前 研究的热点。
[0004] 前面的发明中已经提出单个激光器与单个CCD组合进行测距的专利，激光器发出 的线束激光在一个宽角度范围内呈一字线图样，假设线束激光发射到前方宽角度范围内的 目标物体上，反射的光会映射为不同的折线线段或曲线线段，由于在发出的激光线在目标 物体上形成的光斑比较固定，那么在CCD上成像时，在不同的距离成像的折线线段或曲线 线段质屯、所在的位置也不同。通过图像算法检测出来线束激光在拍摄图像中的位置不同， 求出线段质屯、位置，按照推导的公式可W求出物体距离，但是在公式推算中，发现测距精度 和测距距离成反比例，二者互相矛盾；如果想获得近距离测距，如10cm处，那么在中距离， 如3mW上的测距精度已经比较差；在远距离，如6m处的测距精度变得很差，误差可达40cm W上。如果希望在5~6m处有很好的测距精度，即误差不超过15cm,那么最近测距为80cm W内才能满足测距精度要求。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型针对上述技术存在的缺陷，提供了一种双激光标定的高精度CCD多点 测距装置，该测距装置中包括两个激光器，测距时两个激光器轮流发射激光，可W-次测量 不同距离范围内多个点的距离，而且测距精度比较高；本实用新型测距装置结构简单，用户 成本低；测距方式快速、灵敏，测距范围大，在通信、航空、智能家居等测距领域有很高的应 用价值。
[0006] 本实用新型是通过如下技术方案实现的，一种双激光标定的高精度CCD多点测距 装置，该测距装置包括激光器A、激光器B、激光整形模块、成像透镜组、CCD图像传感器及 DSP处理单元；所述激光器A、激光器B分别经两套激光整形模块整形为线束激光，激光器 A、激光器B的发射方向与CCD图像传感器所在平面分别成不同的角度，激光器A、激光器B 到CCD图像传感器中屯、的距离不同；DSP处理单元控制激光器A、激光器B轮流发射激光， 由于激光器A、激光器B到CCD图像传感器中屯、的距离及角度不同，因此该两个激光器的测 距范围也不同；测距过程为；激光器A或激光器B经过激光整形模块发出的线束激光照射 到前方一定距离范围内的目标物体表面，发生漫反射，反射的光会映射为不同的折线线段 或者曲线线段，上述反射的折线线段或曲线线段与当前视场角内的其他物体经成像透镜组 共同成像于CCD图像传感器上；DSP处理单元采集到上述成像的折线线段或者曲线线段，而 后根据角度关系，可W求取该角度方向的待测距离；另外一个激光器重复上述测距过程完 成测距。
[0007] 所述的激光整形模块分别安装在所述激光器A和激光器B后端，用于将点束激光 整形为线束激光；激光整形模块包括但不限于成型透镜组、振动片或旋转棱镜。
[000引所述的成像透镜组进一步包括一滤光片；滤光片安装在所述成像透镜组前端，用W滤掉特定波长的光并透过另一段特定波长的光。
[0009] 所述的测距装置进一步包括一基座，所述的激光器A、激光器B、成像透镜组、CCD 图像传感器及DSP处理单元固定在该基座上。
[0010] 所述激光器A到所述CCD图像传感器中屯、的距离范围为3畑1~9畑1;
[0011] 所述激光器B到所述CCD图像传感器中屯、的距离范围为Icm~5cm;
[0012] 所述激光器A的测距范围为Im~IOm;
[0013] 所述激光器B的测距范围为10cm~100cm。
[0014] 所述的DSP处理单元包括FIFO模块、连接导线、DSP电路。
[0015] 本实用新型具有如下有益效果：
[0016] 1)本实用新型采用两个激光器分别经激光整形模块整形轮流发射线束激光，经过 DSP处理单元进行数据处理得到不同距离范围内的待测距离，保证了测量精度，而且可W- 次测量不同距离范围内多个点的距离。
[0017] 2)本实用新型测距装置结构简单，测距方法快速、灵敏；用户成本低，在通信、航 空、智能家居，尤其是机器人测距领域有很高的应用价值。
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型所述的测距装置结构示意图
[0019] 图2为本实用新型所述的测距装置侧视图
[0020] 图3为本实用新型所述的在Y轴方向测距方法原理图
[0021] 图4为本实用新型所述的在X轴方向测距方法原理图
[0022] 图5为本实用新型所述的测距装置在不同距离墙面上成像的折线线段示意图
[0023] 图6为本实用新型所述的测距装置正对着墙面成像的折线线段示意图
[0024] 图7为本实用新型所述的测距装置斜对着墙面得到的折线线段示意图
[0025] 图中符号表示；1;激光器A;2 ;DSP电路；3 ;FIF0模块；4;成像透镜；5;普通CCD 图像传感器；6 ;连接导线；7 ;基座；8 ;DSP处理单元；9 ;滤光片；10 ;激光整形模块；11 ;激 光器B
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
[0027] 如图1所示，一种双激光标定的高精度CCD多点测距装置，该装置包括激光器A1、 激光器B11、激光整形模块10、成像透镜组4、CCD图像传感器5及DSP处理单元8 ;DSP处 理单元8控制激光器A1、激光器Bll轮流发射激光，激光器A1或激光器B11发射的激光 分别经激光整形模块10整形为线束激光，线束激光照射到前方一定距离范围内待测目标 物体表面，发生漫反射，反射的光会映射为不同的折线线段或曲线线段，上述折线线段或曲 线线段与当前视场角内的物体经成像透镜组4共同成像于CCD图像传感器5上，CCD图像 传感器5把图像数据传输给DSP处理单元8,实现光信号转换为电信号，经DSP处理单元8 采集上述成像的折线线段或曲线线段，并计算其质屯、，根据角度关系进而计算出待测距离。 [002引所述的激光器Al和激光器Bll的后端分别安装一激光整形模块10,激光整形模块 10用于将点束激光整形为线束激光；
[0029] 本实施例中激光整形模块10为成型透镜组，在本实用新型的其他实施例中，激光 整形模块10也可W为振动片、还可W为旋转棱镜。
[0030] DSP处理单元8包括FIFO模块3、连接导线6、DSP电路2 ;成像透镜组4进一步包 括一滤光片9,滤光片9安装在所述透镜组4前端，用W滤掉特定波长的光并透过另一段特 定波长的光。
[0031] 如附图2所示，该测距装置进一步包括一基座7,所述激光器A1、激光器B11、成像 透镜组4、CCD图像传感器5及DSP处理单元8固定在该基座上，基座8与普通CCD图像传 感器所在平面成一定角度；激光器Al到CCD图像传感器中屯、的距离范围为3cm~9畑1，本 实施例中选择5cm;激光器Bll到所述CCD图像传感器中屯、的距离范围为Icm~5cm，本实 施例中选择3cm;
[003引激光器A的测距范围为Im~IOm;激光器B的测距范围为IOcm~100cm。
[0033] 本实用新型还提供了上述测距装置的测距方法，具体为：
[0034] 1)获取图像数据；DSP处理单元控制激光器