专利名称：基于双光同轴实现的远程测距系统的测距激光点定位方法
技术领域：
本发明涉及基于双光同轴实现的远程测距系统的测距激光点定位方法。
背景技术：
远程测距系统采用激光测距与网络视频相结合的方式，实现用户在客户操作端即可观看现场画面，对点选的画面中任意两点间的实际距离进行测定，方便用户在远程对远程测距终端所在地点的任意物体长度、两点距离的测定。实践证明，该系统在工程测量、港口、公路地铁建设测量、农作物长势监管分析、地质安全等方面应用方面具有良好的应用前景。然而在实际应用中，测距激光点在视频画面中目测定位时，经常出现以下问题，对远程测距系统的正常使用造成了比较大的影响。1)量程较长时，即接近100米时，激光点强度减弱，难于捕捉；2)日照强度过高，即照度过高时，激光点与环境光对比不强烈，难于捕捉。
发明内容
本发明针对远程测距系统在使用中存在的激光点不易辨识问题，提出了一种基于双光同轴实现的的远程测距系统的测距激光点定位方法。本发明是通过以下技术方案实现的本发明基于双光同轴实现的的远程测距系统的测距激光点定位方法，所述的方法采用的远程测距系统包含三部分一、远程测距终端。远程测距终端包含双光同轴激光测距传感器、角度传感器、高精度云台、一体化摄像机、编解码模块、网络模块。双光同轴激光测距传感器完成对被测物两端的距离采集；高精度云台完成对双光同轴激光测距传感器和一体化摄像机的承载；角度传感器实时传递角度值，一体化摄像机完成对被测物的图像采集和激光点的捕捉；网络模块负责将采集到的信息通过互联网发送到控制平台上。远程测距终端可存储测量数据， 并可索引视频录像，可将测量值叠加于视频字幕。远程测距终端可直接被测距客户端连接， 实现测距功能，亦可提供开发包供第三方应用调用二、中心平台。实现功能包括设备注册、管理功能、控制信令转发、视频转发，测距客户端接入。控制平台可将实时测得的数据进行存储。三、测距客户端。显示远程测距现场传来的视频和数据，控制远程测距终端的云台转向并聚焦需测定的物体，利用鼠标点取画面中所需测量实际距离的两点，测距客户端可显示两点间的实际距离及探头距离该点的实际距离(量程)。测距客户端可通过中心平台控制远程测距终端，亦可不通过中心平台直接连接远程测距终端进行测量。本发明将激光测距传感器替换为双光同轴激光测距传感器模组。如此，测距客户端视频画面中可清晰地观看到绿色激光，利用绿色激光点选取测量起点及终点，最终返回测量结果。双光同轴激光测距传感器包含红色激光发射/接收模块、绿色激光发射接收模块、反射透镜、反射镜及组装结构件，红色激光测距传感器放置于反射透镜后，使红色激光可穿过反射透镜，绿色激光发射端平行于红色激光放置，通过反射镜将绿色激光入射反射透镜的反射面，并尽量实现全反射，结构件调节反射后的绿色激光与红色激光重合，在远端仍然同心，远端反射回的红色激光可顺利通过反射透镜回到红色激光接收端。这样，在任意量程上，均可以更易观看到的绿色激光来表示红色激光的位置。组装结构件用于将红色激光发射/接收模块、绿色激光发射接收模块、反射透镜、反射镜，调节射出的红色激光及绿色激光达到同心重合，并实现紧固。与现有技术相比，本发明针对远程测距系统在使用中存在的激光点不易辨识问题，提供一种基于双光同轴实现的测距激光点定位方法和系统，本发明采用将绿色激光与红色测距激光同轴发射的方式，实现利用绿色激光点对红色激光点标示，测量者可轻易捕捉到绿色激光点，并控制通过控制绿色激光选取起点及终点进行测量，实现用户在客户操作端即可观看现场画面，通过绿色激光辨识并点选的画面中任意两点，实现对实际距离的测定、存储备案、叠加视频字幕等功能。从而解决远程测距系统中长量程情况下、强环境光情况下的激光点可视定位问题。本发明提高了远程测距系统的性能和使用效果，使远程测距系统的测量点可视距离极大加长，同时实现了包括正午高强度日光条件的激光点可视， 使远程测距系统形成了全天候全量程远程精确测距。
图1为本发明的示意图。图2为本发明的双光同轴激光测距传感器示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细说明但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本发明的的方法采用的远程测距系统包括如下部分A、远程测距终端远程测距终端包含双光同轴激光测距传感器、角度传感器、高精度云台、一体化摄像机、编解码模块、网络模块。双光同轴激光测距传感器完成对被测物两端的距离采集；高精度云台承载激光传感器、角度传感器和摄像机；角度传感器实时传递角度值，角度传感器有多种实现方式，包括在云台上加装光栅编码返回角度，或采用多轴的角度传感器在云台上装载；一体化摄像机完成对被测物的图像采集，测量者通过传送到测距客户端的图像实现对绿色激光点的捕捉，并实施测量操作；网络模块负责将采集到的信息通过互联网发送到控制平台上。远程测距终端可存储测量数据，并可索引视频录像，可将测量值叠加于视频字幕。B、中心平台实现功能包括设备注册、管理功能、控制信令转发、视频转发，测距客户端接入。控制平台可将实时测得的数据进行存储。C、测距客户端显示远程测距现场传来的视频和数据，控制远程测距终端的云台转向并聚焦需测定的物体，利用鼠标点取画面中所需测量实际距离的两点(使绿色激光点对准被测点)，测距客户端可显示两点间的实际距离及探头距离该点的实际距离(量程)。 测距客户端可通过中心平台控制远程测距终端，亦可不通过中心平台直接连接远程测距终端进行测量。实例采用测距客户端通过互联网对现场的双光同轴激光测距传感器、高精度云台、摄像机进行操控。首先通过调节云台，使摄像机指向被测物，找到被测物体，再调节云台，将绿色激光点打在被测物的起点和终点，通过激光测距仪得到起点与远程测距终端距离a、终点与远程测距终端距离b，通过角度传感器得到起点和远程测距终端连线与终点和远程测距终端连线的夹角α，从而利用余弦定理公式计算出起点和终点间的实际距离L，同时系统可实现对L的字幕叠加、存储及显示。如图2所示，本发明的双光同轴激光测距传感器包括红色激光发射/接收模块、绿色激光发射接收模块、反射透镜、反射镜及组装结构件，红色激光测距传感器放置于反射透镜后，使红色激光可穿过反射透镜，绿色激光发射端平行于红色激光放置，通过反射镜将绿色激光入射反射透镜的反射面，并尽量实现全反射，结构件调节反射后的绿色激光与红色激光重合，在远端仍然同心，远端反射回的红色激光可顺利通过透过反射透镜回到红色激光接收端，根据反射和投射不同波长激光的需要，可为反射透镜进行针对性的镀膜。这样， 在任意量程上，均可以更易观看到的绿色激光来表示红色激光的位置。组装结构件用于将红色激光发射\接收模块、绿色激光发射接收模块、反射透镜、反射镜，调节射出的红色激光及绿色激光达到同心重合，并实现紧固。本发明的工作原理如下绿色激光相对于红色激光更易于被人眼辨识，200mw红色激光光柱的亮度和5mw绿色激光的亮度差不多。其主要原因包括，其一是人眼对532nm 的敏感度要比635 660nm大8倍左右，再加上眼睛所以绿光的视觉效果要比红光大10倍左右，所以人眼对绿光的敏感度比红光的要高好多；其二是由于绿光波长短，其在大气中散射比红光多。由此，在远程测距终端上，本发明将云台搭载的激光测距传感器替换为双光同轴激光测距传感器，从而使实际测距时的激光点更易于捕捉。测距操作时，摄像机所拍摄到画面通过压缩编码、网络传输、解码在客户端显示，双光同轴激光测距传感器在开始测距时同时开启红色激光与绿色激光，通过测距客户端控制云台，将绿色激光点打在被测物的起点和终点，通过激光测距仪得到起点与远程测距终端距离a、终点与远程测距终端距离b， 通过角度传感器得到起始点和远程测距终端连线与终止点和远程测距终端连线的夹角α， 从而利用余弦定理公式计算出起始点和终止点间的实际距离L，同时系统可实现对L的字幕叠加、存储及显示。本发明使用双光同轴激光测距传感器实现激光测距，双光同轴激光测距传感器采用红色激光测距、采用绿色激光供人眼观看定位目标，射出的红色激光与绿色激光被调节在同一轴线上，在远程测距终端的任意量程上，测距客户端通过画面中呈现的绿色激光点定位起始点。
权利要求
1.基于双光同轴实现的激光远程测距系统的测距激光点定位方法，其特征在于，所述的方法采用的远程测距系统包含三部分A、远程测距终端远程测距终端包含双光同轴激光测距传感器、角度传感器、高精度云台、一体化摄像机、编解码模块、网络模块；双光同轴激光测距传感器完成对被测物两端的距离采集；高精度云台完成对双光同轴激光测距传感器和一体化摄像机的承载；角度传感器实时传递角度值；一体化摄像机完成对被测物的图像采集和激光点的捕捉；网络模块负责将采集到的信息通过互联网发送到控制平台上；远程测距终端存储测量数据，并索引视频录像，将测量值叠加于视频字幕；远程测距终端直接被测距客户端连接，实现测距功能， 亦提供开发包供第三方应用调用；B、中心平台中心平台实现功能包括设备注册、管理功能、控制信令转发、视频转发， 测距客户端接入；控制平台将实时测得的数据进行存储；C、测距客户端显示远程测距现场传来的视频和数据，控制远程测距终端的云台转向并聚焦需测定的物体，利用鼠标点取画面中所需测量实际距离的两点，测距客户端可显示两点间的实际距离及探头距离该点的实际距离；测距客户端通过中心平台控制远程测距终端，或不通过中心平台直接连接远程测距终端进行测量。
2.根据权利要求1所述的基于双光同轴实现的远程测距系统的测距激光点定位方法， 其特征在于所述的双光同轴激光测距传感器包括红色激光发射/接收模块、绿色激光发射接收模块、反射透镜、反射镜及组装结构件；红色激光测距传感器放置于反射透镜后，使红色激光可穿过反射透镜，绿色激光发射端平行于红色激光放置，通过反射镜将绿色激光入射反射透镜的反射面，并尽量实现全反射，结构件调节反射后的绿色激光与红色激光重合，在远端仍然同心，远端反射回的红色激光可顺利通过反射透镜回到红色激光接收端，根据投射不同波长激光的需要，可为反射透镜进行针对性的镀膜；组装结构件用于将红色激光发射\接收模块、绿色激光发射接收模块、反射透镜、反射镜，调节射出的红色激光及绿色激光达到同心重合，并实现紧固；使用双光同轴激光测距传感器实现激光测距，双光同轴激光测距传感器采用红色激光测距、采用绿色激光供人眼观看定位目标，射出的红色激光与绿色激光被调节在同一轴线上，在远程测距终端的任意量程上，测距客户端通过画面中呈现的绿色激光点定位起始点。
3.根据权利要求2所述的基于双光同轴实现的远程测距系统的测距激光点定位方法， 其特征在于所述的方法采用测距客户端通过互联网对现场的双光同轴激光测距传感器、 高精度云台、摄像机进行操控；首先通过调节云台，使摄像机指向被测物，找到被测物体，再调节云台，将绿色激光点打在被测物的起点和终点，通过激光测距仪得到起点与远程测距终端距离a、终点与远程测距终端距离b，通过角度传感器得到起点和远程测距终端连线与终点和远程测距终端连线的夹角α，从而利用余弦定理公式计算出起点和终点间的实际距离L，同时系统可实现对L的字幕叠加、存储及显示。
全文摘要
本发明公开了一种基于双光同轴实现的远程测距系统的测距激光点定位方法。本发明采用将绿色激光与红色测距激光同轴发射的方式，实现用户在客户操作端即可观看现场画面，通过绿色激光辨识并点选的画面中任意两点，实现对实际距离的测定、存储备案、叠加视频字幕等功能。从而解决远程测距系统中长量程情况下、强环境光情况下的激光点可视定位问题。
文档编号H04N7/18GK102419167SQ20111021468
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者曹宁, 李力, 林景辉, 梁笃国, 郑文 申请人:福建汇川数码技术科技有限公司