线段求取质心，同 时，根据实测记录该不完整质心对应的真实距离，从而获取超出理论值的测距范围。
[0026] 本发明具有如下有益效果：
[0027] 1)本发明中激光发射器经激光整型模块整型发出的线束激光，照射到前方目标物 体表面反射所成的像为折线线段或曲线线段，经过DSP处理单元进行数据处理得到待测距 离，本发明可以一次测量一个宽角度范围内多个点的距离，提高了测量精度，使得测量距离 更加快速精确。
[0028] 2)本发明结构简单，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】
[0029] 图1为本发明所述的测距装置结构示意图
[0030] 图2为本发明所述的测距装置侧视图
[0031] 图3为本发明所述的在Y轴方向测距方法原理图 [0032]图4为本发明所述的在X轴方向测距方法原理图
[0033]图5为本发明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 [0034]图6为本发明所述的测距装置正对着墙面成像的折线线段示意图
[0035] 图7为本发明所述的测距装置斜对着墙面得到的折线线段示意图
[0036] 图中符号表示：1:激光发射器;2:DSP电路;3:FIFO模块;4:成像透镜;5:普通摄像 头芯片;6:连接导线;7:基座;8: DSP处理单元;9:滤光片；10:激光整型模块
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0038]如图1所示，一种基于线束激光器和普通摄像头芯片的多点测距装置，该装置包括 激光发射器1、激光整型模块10、成像透镜组4、普通摄像头芯片5及DSP处理单元8;激光发射 器1经激光整型模块10整型为线束激光，线束激光照射到前方宽角度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共同成像于普通摄像头芯片5上，普通摄像头芯片 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，并计算其质心，根据角度关系进而计算出待测距离。
[0039]所述的激光整型模块10安装在激光发射器1的后端，用于将点束激光整型为线束 激光；
[0040]本实施例中激光整型模块10为成型透镜组，在本发明的其他实施例中，激光整型 模块10也可以为振动片、还可以为旋转棱镜。
[0041 ] 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，用以滤掉特定波长的光。
[0042]如附图2所示，该测距装置进一步包括一基座7,所述激光发射器1、成像透镜组4、 普通摄像头芯片5及DSP处理单元8固定在该基座上，基座8与普通摄像头芯片所在平面成一 定角度，本实施例中所成的角度可以为84.3°;激光发射器1到成像透镜组4的距离可以为5 cm〇
[0043]本实施例中普通摄像头芯片5为CCD图像传感器，在本发明的其他实施例中，普通 摄像头芯片5可以为CMOS图像传感器。
[0044]具体来说，本发明还提供一种上述激光测距装置的测距方法：
[0045]上述激光测距装置的测距方法为：
[0046] 1)获取图像数据:调整激光发射器的发射方向与普通摄像头芯片所在平面成某一 角度，激光发射器经过激光整型模块发出的线束激光照射到前方宽角度范围内待测目标物 体表面，发生漫反射，反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组共同成像于 普通摄像头芯片上，反射的折线或曲线成像为多条高亮度的折线线段或者曲线线段，其他 背景成像为比较低亮度的数据，普通摄像头芯片记录对应方向的一帧数字图像数据，并将 该帧图像数据传输给DSP处理单元，该帧图像记录了当前时间镜头视场角内的数字化了的 图像数据；
[0047] 2)处理图像数据:DSP处理单元对步骤1)中所述的图像数据进行处理，首先用数字 算法消除图像畸变，而后进行数据平滑消除噪点，最后设定门限进行二值化；
[0048] 3)再次根据步骤1)中所述的折线线段或曲线线段的左右关系对图像平滑进而消 除噪点，将各条折线线段或曲线线段调整为自左向右的折线，使得同一个X坐标上只有一个 高亮线段存在；
[0049 ] 4)求取每一个X坐标上的高亮线段的质心:将同一个X坐标的高亮线段的点坐标加 起来进行平均，可以得到对应X坐标的质心为Y;经过本步计算，从左到右的任意一个X坐标 上，只可能有不超过1个的Y高亮质心点;对于某个X，如果有1个Y质心点，代表这个方向上的 距离在测距范围内，如果没有Y质心点，代表这个方向上的距离不在测距范围内。
[0050] 如同算法原理所述，在普通摄像头芯片所成的图像中X轴方向的每一列代表一个 成像角度，而Y轴成像坐标代表测距距离对应当前位置的垂直距离。
[0051] 5)根据自左至右的所有(X，Y)计算测量角度和测量距离：
[0052] a)对于某一个(X，Y)，根据Y轴坐标求垂直距离d，如图3所示：已知激光发射器到普 通摄像头芯片镜头组的距离为P，普通摄像头芯片镜头在Y轴视场角为2a，普通摄像头芯片 镜头中轴与激光发射器夹角为9，n为激光点在Y轴上的坐标，y为Y轴方向上普通摄像头芯片 成像的总点数，
[0053]求解如下:设L = BE，那么 根据三角形相似原理推出： f
公式(1)
[0055] 根据公式（1)得
[0056] 由公式(2)得出
[0057] 又因为
公式(4)
[0058] 得出垂直距离d，
公式(5)
[0059] 另外，对于最近测量点G，当G的理论值n = y时，带入公式(5)，可求得最近测量量程 dc，
[0060] b)已知普通摄像头芯片镜头在X轴上视场角为邪，图像数据在X轴的中心点为0,如 图4所示:每一个X代表一个方向，X方向与Y方向所成的方向角为y，对于x=m，y = n的坐标 点来说，
公式(6)，推出测量距离dx，
-公式(7)
[0061] 步骤a)中已经求取了本方向的垂直距离为d，结合公式（5)和公式（7)，可以求dx， 获取测距结果（y，d x)为在y方向的距离dx;
[0063] c)重复步骤a)及步骤b )，计算完自左向右整个邠宽角度范围内的2X个点的测距角 度及测距距离并将整个邪范围内的2X个点的测距结果输出。
[0064]步骤3)中进一步包括折线粗细和垂直距离的关系进行自校准步骤:假设激光在目 标物体上形成的光斑比较固定，那么在普通摄像头芯片上成像时，在不同的距离成像的折 线线段或曲线线段的粗细也不同，如附图5所示，图中左边为激光照射到不同距离的墙面 上，从左到右依次为由远到近；图的右边为成像的不同粗细的折线线段示意图，线段从左到 右依次为由细到粗;记录下在不同距离成像的的折线线段或曲线线段粗细特性和垂直距离 的关系作为自校准指标，排除掉错误测距。
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