专利名称：一种基于平面光源定位的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种定位的方法，尤其涉及一种基于平面光源定位的装置及方法。
背景技术：
市面上常见的定位方法有感应定位，单摄像头定位等，这些方法在黑暗环境或一些复杂环境下都不能定位或定位不准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于平面光源定位的装置及方法。本发明是这样实现的一种基于平面光源定位的装置及方法，包括提供一平面光源、一摄像头及一中央处理器，在受测表面上安设有一平面光源，摄像头高于平面光源放置，以保证摄像头的可视区域位于需要检测的区域表面；摄像头与中央处理系统电连接、中央处理系统与平面光源电连接；当需要检测出受测表面的任何凸起变化，并且精确定位凸起变化在此平面的相对位置时，中央处理系统控制打开平面光源，平面光源发射出平行于受测表面的平行光，这些平行光形成一个光平面，当有物体进入到光平面后，此物体的受光面必将反射平面光源的光线；由于经物体反射光的存在，会在物体的受光面产生特定波长的“光斑”，摄像头在这个时候开始介入采集过程，摄像头将采集到的“光斑”传输到中央处理系统；中央处理系统首先对从摄像头摄取到的原始图像数据进行处理；原始图像数据是摄像头进行A/D转换产生的数据，当我们得到图像数据后，会进行提取图像信息的工作，把整个摄像头的可视区域内的数据都进行一次完整的提取，如果实际应用环境比较复杂，就需要进行软件的滤波处理， 采用仅保留住图像主要的亮度或色度信号的方式，让图像的主体信息“光斑”更加明显。中央处理系统通过运算得到“光斑”的主要坐标参数，当得到“光斑”的主要坐标参数后，由于摄像头和平面光源高度一定且相对位置坐标一定，这时就形成了摄像头、“光斑”、以及光平面所形成的三维空间的相对位置，这样中央处理系统便可以通过数学计算收集到任何改变受测表面状态的坐标信息。所述平面光源发射出特定波长的平行光可以为肉眼可见的可见光，也可以为紫外线、红外线等不可见光。所述平面光源发射出的平行光形成的光平面与受测表面的高度可由实际的应用需求来进行设定。所述摄像头可以为C⑶或CMOS摄像头。所述摄像头在采集“光斑”的过程中，镜头处可以根据实际的使用环境来决定是否需要加装特定波长的滤镜，来过滤环境光线。所述中央处理系统由具有逻辑计算功能的器件所构成。本发明基于平面光源实现定位，方法简单、实用，能在黑暗中或各种复杂的环境下进行精确的定位。
图1为本发明结构示意图。图中1、摄像头，2、中央处理系统，3、平面光源，4、受测表面，5、光平面，6、摄像头可视区域。
具体实施例方式一种基于平面光源定位的装置及方法，包括提供一平面光源3、一摄像头1及一中央处理器2，在受测表面4上安设有一平面光源3，摄像头1垂直于平面光源3且高于平面光源3放置，以保证摄像头1的可视区域位于需要检测的区域表面；摄像头1与中央处理系统2电连接、中央处理系统2与平面光源3电连接；当需要检测出受测表面4的任何凸起变化，并且精确定位凸起变化在此平面的相对位置时，中央处理系统2控制打开平面光源3， 平面光源3发射出平行于受测表面的平行光，这些平行光形成一个光平面5，当有物体进入到光平面5后，此物体的受光面必将反射平面光源3的光线；由于经物体反射光的存在，会在物体的受光面产生特定波长的“光斑”，摄像头1在这个时候开始介入采集过程，摄像头1 将采集到的“光斑”传输到中央处理系统2 ；中央处理系统2首先对从摄像头1摄取到的原始图像数据进行处理；原始图像数据是摄像头进行A/D转换产生的数据，当我们得到图像数据后，会进行提取图像信息的工作，把整个摄像头可视区域6内的数据都进行一次完整的提取，如果实际应用环境比较复杂，就需要进行软件的滤波处理，采用仅保留住图像主要的亮度或色度信号的方式，让图像的主体信息“光斑”更加明显。中央处理系统2通过运算得到“光斑”的主要坐标参数，当得到“光斑”的主要坐标参数后，由于摄像头1和平面光源 3高度一定且相对位置坐标一定，这时就形成了摄像头1、“光斑”、以及光平面5所形成的三维空间的相对位置，这样中央处理系统便可以通过数学计算收集到任何改变受测表面状态的坐标信息。所述平面光源3发射出特定波长的平行光可以为肉眼可见的可见光，也可以为紫外线、红外线等不可见光。所述平面光源3发射出的平行光形成的光平面5与受测表面4的高度可由实际的应用需求来进行设定。所述摄像头1可以为C⑶或CMOS摄像头。所述摄像头1在采集“光斑”的过程中，镜头处可以根据实际的使用环境来决定是否需要加装特定波长的滤镜，来过滤环境光线。所述中央处理系统由具有逻辑计算功能的器件所构成。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
权利要求
1.一种基于平面光源定位的装置及方法，其特征在于包括提供一平面光源、一摄像头及一中央处理器，在受测表面上安设有一平面光源，摄像头高于平面光源放置，以保证摄像头的可视区域位于需要检测的区域表面；摄像头与中央处理系统电连接、中央处理系统与平面光源电连接；当需要检测出受测表面的任何凸起变化，并且精确定位凸起变化在此平面的相对位置时，中央处理系统控制打开平面光源，平面光源发射出平行于受测表面的平行光，这些平行光形成一个光平面，当有物体进入到光平面后(比如手指头)，此物体的受光面必将反射平面光源的光线；由于经物体反射光的存在，会在物体的受光面产生特定波长的“光斑”，摄像头在这个时候开始介入采集过程，摄像头将采集到的“光斑”传输到中央处理系统；中央处理系统通过运算得到“光斑”的主要坐标参数，当得到“光斑”的主要坐标参数后，由于摄像头和平面光源高度一定且相对位置坐标一定，这时就形成了摄像头、 “光斑”、以及光平面所形成的三维空间的相对位置，这样中央处理系统便可以通过数学计算收集到任何改变受测表面状态的坐标信息。
2.根据权利要求1所述的基于平面光源定位的装置及方法，其特征在于所述平面光源发射出特定波长的平行光可以为肉眼可见的可见光，也可以为紫外线、红外线等不可见光。
3.根据权利要求1所述的基于平面光源定位的装置及方法，其特征在于所述平面光源发射出的平行光形成的光平面与受测表面的高度可由实际的应用需求来进行设定。
4.根据权利要求1所述的基于平面光源定位的装置及方法，其特征在于所述摄像头可以为CCD或CMOS摄像头。
5.根据权利要求1所述的基于平面光源定位的装置及方法，其特征在于所述摄像头在采集“光斑”的过程中，镜头处可以根据实际的使用环境来决定是否需要加装特定波长的滤镜，来过滤环境光线。
6.根据权利要求1所述的基于平面光源定位的装置及方法，其特征在于所述中央处理系统由具有逻辑计算功能的器件所构成。
7.根据权利要求1所述的基于平面光源定位的装置及方法，其特征在于所述中央处理系统可安装滤波软件，对摄像头采集到的“光斑”对环境光线进行过滤处理，采用仅保留住图像主要的亮度或色度信号的方式，让图像的主体信息“光斑”更加明显。
全文摘要
本发明公开了一种基于平面光源定位的装置及方法，包括提供一平面光源、一摄像头及一中央处理器，在受测表面上安设有一平面光源，摄像头高于平面光源放置，以保证摄像头的可视区域位于需要检测的区域表面；摄像头与中央处理系统电连接、中央处理系统与平面光源电连接；本发明基于平面光源实现定位，装置简单、实用，能在黑暗中或各种复杂的环境下进行精确的定位。
文档编号G06F3/03GK102323863SQ201110112868
公开日2012年1月18日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者冉侠, 刘建伟, 吴岳忠, 左哲, 彭勇, 李和平, 范文斌 申请人:吴岳忠, 李和平, 范文斌