065]结合附图3所示，G点为理论上最近测距距离，但由于线束激光不是一个像素点的 激光线，而是成像为高亮度折线线段或曲线线段，所以最近测距点在I点，同样的，H点以内 的距离都不能拍照到比较完整的折线线段或曲线线段，本发明对H点距离以内的物体成像 在在普通摄像头芯片范围内的不完整折线线段或曲线线段求取质心，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。
[0066] 附图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，激光器正对 着墙面，激光照射到墙面上反射的折线或曲线在普通摄像头芯片上所成的像为一条直线线 段。
[0067] 附图7为本发明所述的测距装置斜对着墙面成像的折线线段示意图，激光器斜对 着墙面，激光照射到墙面上反射的折线或曲线在普通摄像头芯片上所成的像为一条斜线线 段。
[0068] 前述实施例和优点仅是示例性的，并不应被理解为限制本公开。本发明可容易地 应用于其它类型的设备。此外，本公开的示例性实施例的描述是解释性的，并不限制权利要 求的范围，许多的替换、修改和变化对于本领域技术人员来说是明显的。
【主权项】
1. 一种基于线束激光器和普通摄像头芯片的多点测距装置及方法，该激光测距装置包 括激光发射器、激光整型模块、成像透镜组、普通摄像头芯片及DSP处理单元;所述激光发射 器经激光整型模块整型为线束激光，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;激光发射器到普通摄像头芯片中心的距离为一特定值;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普通摄像头芯片上;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，可以求取该角度方向的待测距离。2. 根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于:所述的激光整型模块安装在所述 激光发射器后端，用于将点束激光整型为线束激光； 所述激光整型模块可以为成型透镜组、也可以为振动片、还可以为旋转棱镜。3. 根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于:所述的成像透镜组进一步包括一 滤光片； 所述滤光片安装在所述成像透镜组前端，用以滤掉特定波长的光。4. 根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于:所述的测距装置进一步包括一基 座，所述激光发射器、成像透镜组、普通摄像头芯片及DSP处理单元固定在该基座上。5. 根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于:所述激光发射器到所述摄像头芯 片中心的距离范围为3cm~9cm。6. 根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于:所述的DSP处理单元包括FIFO模 块、连接导线、DSP电路。7. 根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于:所述普通摄像头芯片包括但不限 于(XD图像传感器、CMOS图像传感器。8. -种激光测距方法，其特征在于，测距方法如下： 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； 2) 处理图像数据:DSP处理单元对步骤1)中所述的数字化了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； 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，消除噪点后各条折线线段或曲线线段为自左向右排列，使得同一个X坐标上只有一个高 亮线段存在； 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； 5)根据自左至右的所有(X，Y)计算测量角度和测量距离： a) 对于某一个(Χ，Υ)，根据Υ轴坐标求垂直距离d，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2α，普通摄像头芯片镜头中轴与激光 发射器夹角为Θ，带入公式计算出垂直距离d其中，η为激光 点在Υ轴上的坐标，y为Υ轴方向上普通摄像头芯片成像的总点数； 对于最近测量点G，当G的理论值n = y时，可求得最近测量量程dcb) 已知普通摄像头芯片镜头在X轴上视场角为2β，图像数据在X轴的中心点为0,每一个 X代表一个方向，X方向与Υ方向所成的方向角为γ，对于X = m，y = η的坐标点来说，带入公式求出待测距离dx 获取测 .， , 距结果（γ，dx)为在γ方向的距离dx; c) 重复步骤a)及步骤b)，计算完自左向右整个2β宽角度范围内的多个点的测距角度及 测距距离并将整个2β范围内的多个点的测距结果输出。9. 根据权利要求8所述的测距方法，其特征在于:所述的步骤3)中进一步包括对不同距 离的成像的折线线段或曲线线段自校准步骤: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，记录下在不同距离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。10. 根据权利要求8所述的测距方法，其特征在于：该方法进一步包括对无法拍摄到完 整反射折线或反射曲线的某一点距离以内的物体测距方法:对其在普通摄像头芯片范围内 的不完整折线线段或曲线线段求取质心，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。
【专利摘要】本发明提供了一种基于线束激光器和普通摄像头芯片的多点测距装置及方法，该激光测距装置包括激光发射器、激光整型模块、成像透镜组、普通摄像头芯片及DSP处理单元；激光发射器经激光整型模块整型为线束激光；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的目标物体表面，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，DSP处理单元对上述成像的折线或曲线的图像数据进行处理，根据角度关系，求取该角度方向的待测距离；本发明结构简单，用户成本低，可以一次测量一个宽角度范围内多个点的距离，测距方式快速、灵敏。
【IPC分类】G01S17/08, G01C11/00
【公开号】CN105717511
【申请号】CN201610012437
【发明人】孙放, 周煦潼, 廖鸿宇, 明安龙
【申请人】北京雷动云合智能技术有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月8日