本实用新型属于显示技术领域，尤其涉及一种激光测距仪及其激光测距显示控制系统。
背景技术：
传统激光测距显示控制系统主要基于微控制器或者数字信号处理控制器件由纯软件平台实现，此方案的主要优点是技术成熟并配套成熟的软件开发工具，主要局限是难以利用控制算法所提供的潜在并行性进行实践并计算结果，因此，在效率以及带宽方面造成了性能的限制。
为了解决上述问题，现有实现激光测距显示控制系统更加高效的方案是使用现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)。目前，基于FPGA的激光测距显示控制方案主要采用FPGA外挂同步动态随机存储器(Synchronous Dynamic Random Access Memory，SDRAM)的方式或者FPGA内嵌静态随机存储器(Static Random Access Memory，SRAM)的方式，前者由于外挂SDRAM存储器需要占用大量的I/O资源，FPGA芯片封装尺寸要求变大，增加了系统复杂性和成本；后者由于内嵌SRAM存储器容量较小，只能存储压缩后的图像，无法满足高性能无损显示的需求。
故，有必要提供一种技术方案，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种激光测距仪及其激光测距显示控制系统，旨在解决现有的激光测距显示控制系统所存在的系统复杂性、成本高或者无法满足高性能无损显示的需求的问题。
本实用新型是这样实现的，一种激光测距显示控制系统，包括：图像采集器、微控制器、处理器以及显示器，所述处理器内嵌同步动态随机存储器，并且所述处理器包括：第一控制模块、第二控制模块、图像缓存模块以及图像叠加模块；
所述第一控制模块的输入端与所述微控制器连接，所述第一控制模块的第一输出端与所述第二控制模块的第一输入端连接，所述第一控制模块的第二输出端与所述图像缓存模块的输入端连接，所述第二控制模块的第二输入端与所述图像采集器连接，所述第二控制模块的第一输出端与所述同步动态随机存储器的输入端连接，所述第二控制模块的第二输出端与所述图像叠加模块的第一输入端连接，所述图像叠加模块的第二输入端与所述图像缓存模块的输出端连接，所述图像叠加模块的输出端与所述显示器连接；
所述第一控制模块接收所述微控制器发送的第一数据、第二数据以及预设聚焦图像，并将所述第一数据和第二数据发送至第二控制模块，以及将所述预设聚焦图像发送至所述图像缓存模块，其中，所述第一数据或第二数据中包括预设点与所述被测物体之间的距离；所述第二控制模块接收所述图像采集器采集的被测物体图像，并将所述第一数据、第二数据以及所述被测物体图像存储至所述同步动态随机存储器；所述图像缓存模块对所述预设聚焦图像进行缓存；所述图像叠加模块将所述预设聚焦图像与所述被测物体图像进行叠加，并将所述第一数据、所述第二数据以及叠加后的图像发送至所述显示器；所述显示器分别在第一显示区域、第二显示区域以及第三显示区域显示所述第一数据、所述叠加后的图像以及所述第二数据；其中，所述预设聚焦图像在所述第二显示区域的中心位置，并且所述第一显示区域与第二显示器区域以及第三显示区域按照预设顺序依次分布。
本实用新型的另一目的在于提供一种激光测距仪，所述激光测距仪包括上述的激光测距显示控制系统。
在本实用新型中，通过在包括第一控制模块、第二控制模块、图像缓存模块以及图像叠加模块的处理器中内嵌同步动态随机存储器，使得第二控制模块将图像采集器采集的被测物体图像，以及第一控制模块发送的包括预设点与被测物体之间的距离的数据存储在同步动态随机存储器中，图像缓存模块对第一控制模块发送的预设聚焦图像进行缓存，进而使得图像叠加模块在对预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加后，显示器对包括预设点与被测物体之间的距离的数据和叠加后的图像进行预定显示，使得本实用新型提供的激光测距显示控制系统可以对激光测距过程中的信息进行显示，并且该激光测距显示控制系统结构简单、成本低且性能高，进而解决了现有的激光测距显示控制系统所存在的系统复杂性、成本高或者无法满足高性能无损显示的需求的问题。
附图说明
图1是本实用新型一实施例所提供的激光测距显示控制系统的模块结构示意图；
图2是本实用新型另一实施例所提供的激光测距显示控制系统的模块结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：
图1示出了本实用新型一实施例所提供的激光测距显示控制系统10的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，本实用新型实施例所提供的激光测距显示控制系统10包括：图像采集器10、微控制器20、处理器30以及显示器40，其中处理器30中内嵌同步动态随机存储器301，并且该处理器30包括：第一控制模块302、第二控制模块303、图像缓存模块304以及图像叠加模块305。
其中，第一控制模块302的输入端与微控制器20连接，第一控制模块302的第一输出端与第二控制模块303的第一输入端连接，第一控制模块302的第二输出端与图像缓存模块304的输入端连接，第二控制模块303的第二输入端与图像采集器10连接，第二控制模块303的第一输出端与同步动态随机存储器301的输入端连接，第二控制模块303的第二输出端与图像叠加模块305的第一输入端连接，图像叠加模块305的第二输入端与图像缓存模块304的输出端连接，图像叠加模块305的输出端与显示器40连接。
具体的，第一控制模块302接收微控制器20发送的第一数据、第二数据以及预设聚焦图像，并将第一数据和第二数据发送至第二控制模块303，以及将预设聚焦图像发送至图像缓存模块304，其中，第一数据或第二数据中包括预设点与被测物体之间的距离；第二控制模块303接收图像采集器10采集的被测物体图像，并将第一数据、第二数据以及被测物体图像存储至同步动态随机存储器301；图像缓存模块304对预设聚焦图像进行缓存；图像叠加模块305将预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加，并将第一数据、第二数据以及叠加后的图像发送至显示器40；显示器40分别在第一显示区域、第二显示区域以及第三显示区域显示第一数据、叠加后的图像以及第二数据；其中，预设聚焦图像在第二显示区域的中心位置，并且第一显示区域与第二显示器区域以及第三显示区域按照预设顺序依次分布。
具体实施时，在本实用新型实施例中，预设聚焦图像指的是预先设定的图像，例如十字形图像，其主要用于在激光测距时对发射光束进行聚焦参照；此外，第一数据和第二数据可以完全相同，也可以不同，而且第一数据或第二数据包括但不限于激光测距时的环境温度、时间、天气以及仪器参数等；另外，本实用新型实施例中的预设点指的是激光测距装置的设置地点，也就是说，预设点与被测物体之间的距离指的是激光测距装置和被测物体之间的距离，该距离由激光测距装置进行检测，并由激光测距装置发送至激光测距显示控制系统进行显示，此处的激光测距装置指的是包括激光发射单元、激光接收单元以及距离计算单元的测距装置。
需要说明的是，在本实用新型实施例中，第一控制模块302与微控制器20之间的数据通信是双向的。例如，当微控制器20通过第一控制模块302向同步动态存储存储器301中存储数据时，第一控制模块302根据微控制器20发送的数据写入请求将需要存储的数据发送至第二控制模块303；当微控制器20通过第一控制模块302读取同步动态存储存储器301中存储的数据时，第一控制模块302根据微控制器20发送的数据读取请求将存储在同步动态存储存储器301中的数据读出。
此外，第一控制模块302还接收微控制器发送的指令读取激光测距仪的用户按键信息以及图像采集器的寄存器设置信息等。
进一步的，具体实施时，图像采集器10采用型号为OV7725的CMOS图像传感器实现，该CMOS图像传感器实现可将采集的被测物体图像发送至第二控制模块303，以便于第二控制模块303将该被测物体图像发送至同步动态随机存储器301进行存储。
需要说明的是，图像缓存模块304中存储的数据还可以通过第一控制模块302读出。
进一步的，图像叠加模块305在对预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加时，其首先将第二控制模块303发送的预设聚焦图像、第一数据、第二数据以及被测物体图像进行缓存，进而将预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加，并且第二控制模块303是根据第一控制模块302的数据读取指令将同步动态随机存储器301中的数据读出的，而第一控制模块302的数据读取指令是由微控制器20发送的数据读取请求得到的。
具体的，在本实用新型实施例中，图像叠加模块305将预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加包括：
图像叠加模块305采用叠加算法将预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加，该叠加算法为：
Rc＝(1-P)×Rb+P×Ra
Gc＝(1-P)×Gb+P×Ga
Bc＝(1-P)×Bb+P×Ba；
其中，Ra、Ga、Ba分别代表被测物体图像的红、绿、蓝像素的原色值，Rb、Gb、Bb分别代表预设聚焦图像的红、绿、蓝像素的原色值，Rc、Gc、Bc分别代表叠加后的图像的红、绿、蓝像素的原色值，P为图像的透明度系数，取值范围为0～1。
具体的，当图像叠加模块305将预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加时，在叠加后的图像中，预设聚焦图像与被测物体图像重叠的部分的图像的红绿蓝像素值则按照上述的叠加算法进行计算，而叠加后的图像中仅有被测物体图像的部分的红绿蓝像素值还保持被测物体图像原来的值；需要说明的是，预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加时，预设聚焦图像可以与被测物体图像的任一部分进行叠加，优选的，预设聚焦图像与被测物体图像的中心位置图像叠加。
进一步的，当P为1时，则表明叠加后的图像中预设聚焦图像与被测物体图像重叠的部分的图像的红绿蓝像素值为被测物体图像的原始图像像素值，此即为透明叠加，也就是说，叠加后的图像中重叠部分可以看到原始的被测物体图像，也可以看到预设聚焦图像；当P为0时，则表明叠加后的图像中预设聚焦图像与被测物体图像重叠的部分被预设聚焦图像全部覆盖，此即为覆盖叠加，也就是说，叠加后的图像中重叠部分仅可以看到预设聚焦图像；而当P在0与1之间时，则表明叠加后的图像中预设聚焦图像与被测物体图像重叠的部分的图像的红绿蓝像素值由预设聚焦图像的红绿蓝像素值和被测物体图像中与预设聚焦图像叠加的部分的红绿蓝像素值共同决定。
例如，若被测物体图像为240*240的VGA图像，预设聚焦图像为64*16的VGA图像，当图像叠加模块305将被测物体图像和预设聚焦图像进行叠加时，图像叠加模块305将预设聚焦图像与被测物体图像的中心位置进行叠加，即图像叠加模块305将64*16的预设聚焦图像与240*240的被测物体图像中的64*64中心区域的图像进行叠加。在叠加后的图像中，64*16的中心区域的图像的像素值可以由上述叠加算法得到，而除该64*16的中心区域的图像之外的其他部分图像的像素值和被测物体图像中除过64*16之外的部分的图像的像素值相同。
在本实用新型实施例中，图像叠加模块305将预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加，使得将叠加后的图像显示在显示器40上时，使用者可以根据显示器40上显示的叠加后的图像调节激光发射单元发射激光束时的聚焦，并且便于使用者了解激光束发射至被测物体的情况；此外，采用本实用新型的叠加算法对预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加，使得叠加后的图像无缝平滑，可有效提高显示效果。
进一步的，在本实用新型实施例中，第一显示区域与第二显示器区域以及第三显示区域按照预设顺序依次分布指的是：第一显示区域、第二显示区域以及第三显示区域按照从上到下的顺序将显示器40的显示区域划分为三个区域，其中第一显示区域与第三显示区域大小相同。例如，若显示器40在显示图像时可以从上到下总共可以显示320行，则第1行至第40行为第一显示区域，第41至第280行为第二显示区域，第281行至第320行为第三显示区域。
当显示器40接收到图像叠加模块305发送的第一数据、第二数据以及叠加后的图像后，显示器40将第一数据显示在第1至第40行的区域，叠加后的图像显示在第41行至第280行的区域，将第二数据显示在第281至第320行的区域；需要说明的是，在其他实施例中，第1至第40行的区域也可以显示第二数据，而第281至第320行的区域也可以显示第一数据；需要说明的是，在本实用新型实施例中，当显示器40关闭时，其第1行至第320行的数据是从同步动态随机存储器中读取的由微控制器20预先存储的关机图像。
具体实施时，显示器40采用分辨率为320*240的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)实现；此外，处理器30采用型号为GW1NR-4的FPGA芯片实现，该FPGA芯片内嵌有flash存储器和同步动态随机存储器，因此具有非易失性和无需外挂flash存放代码的特点，并且该同步动态随机存储器具有容量大、集成度和性能高的优点，如此将使得FPGA芯片无需外挂同步动态随机存储器，进而减少了FPGA芯片的I/O资源，降低了FPGA芯片封装尺寸要求，从而降低了激光测距显示控制系统的复杂程度和成本，并且该FPGA芯片采用QFN88紧凑型封装形式，提高该激光测距显示控制系统的集成度和工作性能，并且降低了成本；此外，内嵌大容量的同步动态随机存储器使得存储器中可直接存储采集的原始图片，无需对图片进行压缩，提高了激光测距显示控制系统的显示性能。
在本实施例中，在本实用新型实施例提供的激光测距显示控制系统的处理器30中嵌入大容量的同步动态随机存储器，使得该同步动态随机存储器可对图像采集器10采集的原始图像以及微控制器20发送的数据进行存储，无需处理器30外挂同步动态随机存储器，减少了处理器30的I/O资源，降低了处理器30的封装尺寸要求，并且存储器中可直接存储采集的原始图片，无需对图片进行压缩，提高了激光测距显示控制系统的显示性能，从而解决了现有的激光测距显示控制系统所存在的系统复杂性、成本高或者无法满足高性能无损显示的需求的问题。
进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，激光测距显示控制系统还包括图像缩放模块306。
其中，图像缩放模块306的输入端与图像采集器10连接，图像缩放模块306的输出端与第二控制模块303的第二输入端连接。
具体的，图像缩放模块306对图像采集器10采集的被测物体图像进行缩放，并将缩放后的被测物体图像输出至第二控制模块303。
进一步的，图像缩放模块306具体用于：从所述被测物体图像中截取第一预设尺寸的图像，并将所述第一预设尺寸的图像压缩为第二预设尺寸的图像。
其中，在本实用新型实施例中，第一预设尺寸和第二预设尺寸是预先设置的，其可根据用户需要进行设置，在本实施例中，第一预设尺寸包括但不限于360*360、480*480等尺寸，而第二预设尺寸为240*240，此处不做具体限制。
具体的，图像采集器10采集的被测物体图像是640*480的VGA图像。当图像采集器10采集到被测物体640*480的VGA图像时，将该640*480的VGA图像发送至图像缩放模块306，图像缩放模块306接收到该640*480的VGA图像后，从该640*480的VGA图像中任意截取360*360或者480*480的第一预设尺寸的图像，进而将该360*360或者480*480的第一预设尺寸的图像压缩为240*240的第二预设尺寸图像。
此外，在其他实施例中，图像叠加模块306在接收到640*480的VGA图像后，可直接从该640*480的VGA图像后中任意截取240*240的图像。
需要说明的是，在本实用新型实施例中，图像缩放模块306在对图像进行缩放时的缩放系数是由微控制器20调整的，而其在对图像进行缩放时的缩放方法可参考现有的缩放方法，此处不再赘述。
在本实施例中，通过图像缩放模块306对图像采集器10采集的被测物体图像进行无损缩放，在不损坏图像原有特点的基础上，有效地减小了存储在同步动态随机存储器301中的图像的大小，从而使得同步动态随机存储器301存储更多图像，提高了同步动态随机存储器301的存储图像量。
进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，第二控制模块303包括：第一控制单元303a与第二控制单元303b。
其中，第一控制单元303a的第一输入端为第二控制模块303的第一输入端，第一控制单元303a的第二输入端为第二控制模块303的第二输入端，第一控制单元303a的输出端与第二控制单元303b的输入端连接，第一控制单元303a的输出端为第二控制模块303的第二输出端，第二控制单元303b的输出端为第二控制模块303的第一输出端。
具体的，第一控制单元303a接收第一数据、第二数据以及缩放后的被测物体图像，并根据优先级指令将缩放后的被测物体图像、第一数据以及第二数据输出至第二控制单元303b；第二控制单元303ab向同步动态随机存储器301提供读写时序，并按照优先级指令将缩放后的被测物体图像、第一数据以及第二数据存储至同步动态随机存储器301。
其中，在本实用新型实施例中，由于第一控制单元303a主要用于同步动态随机存储器301在存储数据时优先级的仲裁与控制，因此当第一控制单元303a接收到缩放后的被测物体图像、第一数据以及第二数据后，将根据预先设定的优先级将被测物体图像、第一数据以及第二数据输出至第二控制单元303b；需要说明的是，在本实用新型实施例中，被测物体图像、第一数据以及第二数据的优先顺序此处不做具体限定。
进一步的，第二控制单元303b采用同步动态随机存储器控制器实现，其主要控制同步动态随机存储器301的读写时序、初始化、刷新以及进行乒乓存储等，并且该同步动态随机存储器控制器通过增加数据位宽的方法将输入输出时钟速率提高，既增加了读写数据吞吐量，又降低了器件功耗和成本。
在本实施例中，第一控制单元303a与第二控制单元303b通过仲裁+轮询的方式有效地提高了同步动态随机存储器301的访问性能，使得同步动态随机存储器301在满足激光测距显示控制系统的大容量要求的同时，数据存储速度进一步提高。
进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，处理器还包括初始化配置模块307。
其中，初始化配置模块307的输入端与第一控制模块302的第三输出端连接，初始化配置模块307的输出端与图像采集器10连接。
具体的，初始化配置模块307根据第一控制模块302发送的第一初始化控制指令对图像采集器10进行初始化配置。
在本实用新型实施例中，初始化配置模块307在接收到第一控制模块302发送的第一初始化控制指令后，根据第一初始化指令生成图像传感器初始化配置信息，并根据该图像传感器初始化配置信息对图像采集器10进行初始化配置；其中，图像传感器初始化配置信息通过I2C总线发送至图像采集器10，并且该图像传感器初始化配置信息包括但不限于图像采集器10的分辨率、图片格式、图像亮度及对比度等信息。
进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，处理器还包括脉冲宽度调制模块308。
其中，脉冲宽度调制模块308的输入端与第一控制模块302的第四输出端连接，脉冲宽度调制模块308的输出端与显示器40连接。
具体的，脉冲宽度调制模块308根据第一控制模块302发送的第二初始化控制指令对显示器40进行初始化配置。
在本实用新型实施例中，脉冲宽度调制模块308在接收到第一控制模块302发送的第二初始化控制指令后，根据第二初始化指令生成显示器初始化配置信息，并根据该显示器初始化配置信息对显示器40进行初始化配置；其中，显示器初始化配置信息通过串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)总线发送至显示器40，并且该显示器初始化配置信息包括但不限于显示器40的睡眠解除、缓存读写、帧率控制和接口设置等信息。
进一步的，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，处理器还包括显示控制模块309。
其中，显示控制模块309的输入端与图像叠加模块305的输出端连接，显示控制模块305的输出端与显示器40连接。
具体的，显示控制模块309接收第一数据、第二数据以及叠加后的图像，并控制显示器40对第一数据、第二数据以及叠加后的图像进行显示。
进一步的，本实用新型还提供了一种激光测距仪，该激光测距仪包括激光测距显示控制系统。需要说明的是，由于本实用新型实施例所提供的激光测距仪的激光测距显示控制系统和图1至图2所述的激光测距显示控制系统相同，因此，本实用新型实施例所提供的激光测距仪中的激光测距显示控制系统的具体工作原理，可参考前述关于图1至图2的详细描述，此处不再赘述。
在本实用新型中，激光测距显示控制系统通过在包括第一控制模块、第二控制模块、图像缓存模块以及图像叠加模块的处理器中内嵌同步动态随机存储器，使得第二控制模块将图像采集器采集的被测物体图像，以及第一控制模块发送的包括预设点与被测物体之间的距离的数据存储在同步动态随机存储器中，图像缓存模块对第一控制模块发送的预设聚焦图像进行缓存，进而使得图像叠加模块在对预设聚焦图像与被测物体图像进行叠加后，显示器对包括预设点与被测物体之间的距离的数据和叠加后的图像进行预定显示，使得本实用新型提供的激光测距显示控制系统可以对激光测距过程中的信息进行显示，并且该激光测距显示控制系统结构简单、成本低且性能高，进而解决了现有的激光测距显示控制系统所存在的系统复杂性、成本高或者无法满足高性能无损显示的需求的问题。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限定本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。