基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置的制作方法

本发明涉及光学测量设备，特别是涉及基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置。

背景技术：

1、激光三角测距传感器的测距原理是激光发射器发出的激光束打到被测物体上，其中一部分漫反射的激光束通过聚光透镜后在线阵cmos图像传感器上形成激光光斑，根据激光光斑的质心位置即可获取被测物体到激光三角测距传感器的距离。现有技术中确定激光光斑的质心位置时线阵cmos图像传感器需要输出所有像素点的位置和电压信息，例如，线阵cmos图像传感器为4线阵cmos图像传感器，那么该4线阵cmos图像传感器的像元呈4行分布，若每行像元的数量为4096，那么该4线阵cmos图像传感器的像元的数量为4*4096；一个像元对应一个像素点，那么该4线阵cmos图像传感器的像素点的数量也为4*4096；若根据线阵cmos图像传感器输出的所有像素点的位置和电压确定激光光斑的质心位置，那么将存在计算量较大的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，以减少确定激光光斑的质心位置的过程中的计算量。

2、根据本发明，一种基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，所述测距装置包括：激光发射器、线阵cmos图像传感器、处理器和存储器；所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现以下步骤：

3、s100，获取待测物体的运动方向。

4、s200，如果所述待测物体的运动方向为沿激光发射器发出的激光束的方向，则进入s300。

5、s300，获取第一采样时刻cmos图像传感器的电压数据，所述第一采样时刻cmos图像传感器的电压数据包括第一采样时刻cmos图像传感器的所有像素点的电压。

6、s400，根据第一采样时刻cmos图像传感器的电压数据获取第一目标像素列数区间[b,d]，b为第一采样时刻cmos图像传感器的所有像素点中满足第一预设条件的所有像素点的列数的最小值，d为第一采样时刻cmos图像传感器的所有像素点中满足第一预设条件的所有像素点的列数的最大值，第一预设条件为对应的电压大于预设的电压阈值。

7、s500，获取监测像素列数区间[b-δl,d+δl]，δl为预设的列数阈值或δl＝(d-b)/n，n为大于等于2的正整数。

8、s600，获取第二采样时刻cmos图像传感器的电压数据，所述第二采样时刻cmos图像传感器的电压数据包括第一目标像素点的电压；所述第一目标像素点为第二采样时刻cmos图像传感器的所有像素点中列数属于监测像素列数区间[b-δl,d+δl]的像素点。

9、s700，根据第二采样时刻cmos图像传感器的电压数据获取第二目标像素列数区间[c,e]，c为第一目标像素点中满足第一预设条件的所有像素点的列数的最小值，e为第一目标像素点中满足第一预设条件的所有像素点的列数的最大值。

10、s800，将所述监测像素列数区间[b-δl,d+δl]更新为[h,r]；当c>b且e>d时，h＝b-δl+s1，r＝d+δl+s1；当c<b且e<d时，h＝b-δl-s1，r＝d+δl-s1；s1为第二采样时刻相较于第一采样时刻监测像素列数区间的移动距离，s1＝max(|c-b|,|e-d|)。

11、s900，根据第二目标像素点的位置和电压获取第二采样时刻cmos图像传感器的光斑质心的位置，所述光斑质心的位置用于获取待测物体距离激光三角测距传感器的距离；所述第二目标像素点为第二采样时刻cmos图像传感器的像素点中列数属于更新后的监测像素列数区间[h,r]的像素点。

12、本发明至少具有以下有益效果：

13、本发明提供了一种基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，对于沿激光发射器发出的激光束的方向移动的待测物体，本发明根据其在第一采样时刻对应的第一目标像素列数区间[b,d]获取了监测像素列数区间[b-δl,d+δl]，第一目标像素列数区间[b,d]对应的是待测物体在第一采集时刻的激光光斑所在的位置，监测像素列数区间[b-δl,d+δl]是在第一目标像素列数区间[b,d]的基础上扩展得到的，第一目标像素列数区间[b,d]相较于第一目标像素列数区间[b,d]的范围较宽泛；对于第二采样时刻，由于待测物体是由其在第一采样时刻的位置移动到第二采样时刻的位置，因此，第二采样时刻的激光光斑的位置也是由第一采样时刻的激光光斑的位置移动得到，基于此，本发明获取第二目标像素列数区间[c,e]的方法并不是像在第一采样时刻那样遍历所有列的像素点的电压值，而是只遍历列数属于第二目标列(即第b-δl列到第d+δl列)的像素点的电压值，并基于第二目标像素列数区间[c,e]相较于第一目标像素列数区间[b,d]的位置关系获取了激光光斑的移动方向和移动幅度，并基于该移动方向和移动幅度对监测像素列数区间[b-δl,d+δl]进行了更新，使得第二采样区间的激光光斑完全落入更新后的监测像素列数区间[h,r]，由此，本发明无需再根据所有的像素点获取第二采样时刻的光斑质心的位置，而是只需要根据列数属于更新后的监测像素列数区间[h,r]的像素点的位置和电压确定激光光斑质心的位置即可，减少了确定激光光斑质心的位置的过程中的计算量。

技术特征：

1.一种基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，所述测距装置包括：激光发射器、线阵cmos图像传感器、处理器和存储器；所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，s020还包括：如果判断结果为不属于，则进入s100；

3.根据权利要求2所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，s300中第一采样时刻cmos图像传感器的电压数据为u1，u1＝((u11,1,u11,2,…,u11,m,…,u11,m),(u12,1,u12,2,…,u12,m,…,u12,m),…,(u1n,1,u1n,2,…,u1n,m,…,u1n,m),…,(u1n,1,u1n,2,…,u1n,m,…,u1n,m))；(u1n,1,u1n,2,…,u1n,m,…,u1n,m)为第一采样时刻cmos图像传感器的第n行像素点的电压，u1n,m为第一采样时刻cmos图像传感器的第n行第m列的像素点的电压，n的取值范围为1到n，n为cmos图像传感器包括的像素点的总行数，m的取值范围为1到m，m为cmos图像传感器包括的像素点的总列数；s400包括：

4.根据权利要求2所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，s600中第二采样时刻cmos图像传感器的电压数据为u2，u2＝((u21,b-δl,u21,b-δl+1,…,u21,b,…,u21,d+δl),(u22,b-δl,u22,b-δl+1,…,u22,b,…,u22,d+δl),…,(u2n,b-δl,u2n,b-δl+1,…,u2n,b,…,u2n,d+δl),…,(u2n,b-δl,u2n,b-δl+1,…,u2n,b,…,u2n,d+δl))；(u2n,b-δl,u2n,b-δl+1,…,u2n,b,…,u2n,d+δl)为第二采样时刻cmos图像传感器的第n行的第二目标列的像素点的电压，u2n,b为第二采样时刻cmos图像传感器的第n行第b列的像素点的电压，b的取值范围为b-δl到d+δl；所述第二目标列为第b-δl列至第d+δl列；s700包括：

5.根据权利要求2所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，s500中，当δl＝(d-b)/n时，n的获取方法包括：

6.根据权利要求2所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，s500中，当δl为预设的列数阈值时，5≤δl≤10。

7.根据权利要求2所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，第二采样时刻与第一采样时刻的时间差为cmos图像传感器的1个采样周期。

8.根据权利要求2所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，所述计算机可读指令被所述处理器执行时还实现以下步骤：

9.根据权利要求8所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，第三采样时刻与第二采样时刻的时间差为cmos图像传感器的1个采样周期。

10.根据权利要求2所述的基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，其特征在于，s100中，通过用户输入的待测物体的运动方向信息获取待测物体的运动方向。

技术总结
本发明涉及光学测量设备技术领域，提供了基于可动态调整像素区输出的图像传感器的测距装置，包括：线阵CMOS图像传感器、处理器和存储器，存储器上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现以下步骤：如果待测物体的运动方向为沿激光发射器发出的激光束的方向，则获取第一采样时刻CMOS图像传感器的电压数据；获取[B,D]；获取[B‑Δl,D+Δl]；获取第二采样时刻CMOS图像传感器的电压数据；获取[C,E]；将[B‑Δl,D+Δl]更新为[H,R]；根据第二目标像素点的位置和电压获取第二采样时刻CMOS图像传感器的光斑质心的位置。本发明减少了确定光斑质心的位置时的计算量。

技术研发人员：代红林,刘楠
受保护的技术使用者：天津宜科自动化股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15