专利名称：一种摄像机与激光结合的光学测距装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种距离测量装置。
技术背景 距离的测量对国防建设和国民经济的发展都有重要意义。无论军事还是民用领域 都有着广泛的需求，许多领域都在不断引用最新技术来提高测距水平。由于激光具有发散 角小，激光脉冲持续时间短，瞬时功率极大(可以达兆瓦以上)、方向性好、单色亮度高的特 点，因而可以达到极远的测程。用激光做光源的测距仪具有速度快、精度高、体积小、测程 远、非接触等优点。激光测距已经被应用了许多年，其种类繁多，但按其原理来分，主要有脉 冲测距、相位测距和光学三角测距。脉冲激光测距机和相位测距具有体积小、重量轻、集成 度高、精度高、速度快、易操作等特点。光学三角测距技术是以激光器或发光二极管为光源， 在三角法测量原理的基础上，结合电子学处理方法发展而成的多维动态测距技术。三角法 是一种几何的方法，被测物体所在的位置就是被测三角形的一个顶点，而作为测量系统的 一部分，三角形的另外两个顶点间的距离或角度信息是事先已知的。通过测量三角形角的 大小或者三角形基线的长短，就可以得到被测物体的距离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，使用方便、精度较高、支架非结构性形变对 测量结果无影响的摄像机与激光结合的光学测距装置。本发明的摄像机与激光结合的光学测距装置包括支架、一台中型或大型摄影摄像 机、激光器以及反光镜；摄像机和激光器安装在支架上，反光镜位于摄像机镜头前的支架 上。本发明还可以包括反光镜通过转轴安装在支架上，支架上还设置有反光镜角度调节旋钮和位置调节 旋钮。激光器的中轴线与摄像机的中轴线相互垂直。反光镜上有横向中心刻线、纵向中心刻线和相对于中心刻线对称的矩形刻线。反光镜上有横向中心刻线、纵向中心刻线和相对于中心刻线对称的圆形刻线。本发明的光学和视觉技术相结合的测距装置通过在支架上设置一台中型或大型 摄影摄像机、激光器以及反光镜，实现对景物距离的测量。是基于光学三角测距原理，设计 的一种光学和视觉技术相结合的测距装置。具有结构简单、使用方便、支架非结构性形变对 测量结果无影响的特点。可用于距离测量。
图1光学和视觉技术相结合的测距装置结构示意图。图2景物距离计算原理图。
图3反光镜旋转方案计算原理图。图4反光镜正面示意图。图5带圆形刻线反光镜正面示意图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细的描述结合图1、图4和图5。本光学和视觉技术相结合的测距装置主要由支架1、一台 中型或大型摄影摄像机2、激光器3以及反光镜4组成。其中所述的反光镜4位于摄像机2 镜头前的支架1上。角度调节旋钮5调节反光镜4绕转轴5转动，实现角度调节。位置调 节旋钮7用以调节反光镜4与摄像机2的相对位置，反光镜4的横向中心线由横向中心刻 线8标示出来，反光镜4的纵向中心线由纵向中心刻线9标示出来，反光镜4上有相对于中 心刻线8、9对称的矩形刻线10或圆形刻线11。进行距离测量时，调节旋钮6、7使反光镜4反射的激光点在摄像机2上有较好的 成像效果。然后对得到的图像进行处理，最终得到深度(距离)信息。下面对距离信息的求取计算进行简单介绍图2所示为景物距离计算原理图，以摄像机轴线与靶面平面的交点为原点，以反 光镜纵中心线在靶面平面成像所在直线为X轴，指向被测点的方向为X轴正方向，摄像机轴 线为y轴，指向反光镜的方向为y轴正方向。图中F(k，n)为激光器轴线与摄像机轴线的交 点，P(kl.nl)为被测点，W3(h3，L3)为被测点光路与反光镜的交点，M2 (x2，y2)为P在靶面 上的成像点，Wl(hl，Ll)为反光镜矩形刻线的前边在成像光路平面上的点，Ml (xl，yl)为Wl 在靶面上的成像点，W(h，L)为反光镜中心线在成像光路平面的点，M(x，y)为W在靶面上的 成像点，W2(h2，L2)为反光镜矩形刻线的前边在成像光路平面上的点，M2(x2, y2)为W2在 靶面上的成像点，摄像机焦距为f，反光镜上矩形刻线纵向边长为S，其中f、S为已知量。根 据透镜成像原理有公式
权利要求
1.一种摄像机与激光结合的光学测距装置，包括支架、一台中型或大型摄影摄像机、激 光器以及反光镜；其特征是摄像机和激光器安装在支架上，反光镜位于摄像机镜头前的 支架上。
2.根据权利要求1所述的一种摄像机与激光结合的光学测距装置，其特征是反光镜 通过转轴安装在支架上，支架上还设置有反光镜角度调节旋钮和位置调节旋钮。
3.根据权利要求1或2所述的一种摄像机与激光结合的光学测距装置，其特征是激 光器的中轴线与摄像机的中轴线相互垂直。
4.根据权利要求1或2所述的一种摄像机与激光结合的光学测距装置，其特征是反 光镜上有横向中心刻线、纵向中心刻线和相对于中心刻线对称的矩形刻线。
5.根据权利要求3所述的一种摄像机与激光结合的光学测距装置，其特征是反光镜 上有横向中心刻线、纵向中心刻线和相对于中心刻线对称的矩形刻线。
6.根据权利要求1或2所述的一种摄像机与激光结合的光学测距装置，其特征是反 光镜上有横向中心刻线、纵向中心刻线和相对于中心刻线对称的圆形刻线。
7.根据权利要求3所述的一种摄像机与激光结合的光学测距装置，其特征是反光镜 上有横向中心刻线、纵向中心刻线和相对于中心刻线对称的圆形刻线。
全文摘要
本发明提供的是一种摄像机与激光结合的光学测距装置。包括支架、一台中型或大型摄影摄像机、激光器以及反光镜；摄像机和激光器安装在支架上，反光镜位于摄像机镜头前的支架上。本发明的光学和视觉技术相结合的测距装置通过在支架上设置一台中型或大型摄影摄像机、激光器以及反光镜，实现对景物距离的测量。是基于光学三角测距原理，设计的一种光学和视觉技术相结合的测距装置。具有结构简单、使用方便、支架非结构性形变对测量结果无影响的特点。可用于距离测量。
文档编号G01C3/10GK102095406SQ20101059199
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者吕晓龙, 梁燕华, 王立辉, 蔡成涛, 邓超 申请人:哈尔滨工程大学