CN104457709B - 一种距离检测方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例中提供了一种距离检测方法及电子设备，方法包括：通过光线发射单元将光线投射到电子设备所处环境中的物体上，通过图像采集单元采集光线在物体上形成的光斑图像，将获取的光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，然后在光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据预设光斑图像与距离之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离，并将第一距离作为电子设备与物体之间的距离，通过上述的方法可以准确的检测空间中电子设备与物体之间存在的距离。

Description

一种距离检测方法及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种距离检测方法及电子设备。

背景技术

随着电子技术的不断进步，当前的测量技术也得到了很大的提高，比如说对于距离的检测，当前对于距离的检测可以是通过激光检测、红外检测等方式进行距离的检测，通过这样的方式可以较为准确的确定的电子设备与被检测物体之间的间距。

当前对于距离检测技术应用到立体空间中的定位尤其的重要，在立体空间中对于电子设备与物体之间的间距就可以理解为立体空间中的深度信息，但是当前对于电子设备与物体之间的距离标定的准确性较低。

发明内容

本发明提供了一种距离检测方法及电子设备，用于解决现有技术中对于电子设备与物体之间的距离标定准确性较低的问题，其具体的技术方案如下：

一种距离检测方法，应用于一电子设备，所述电子设备包含有一图像采集单元以及包含有一光线发射单元，所述图像采集单元对应的采集区域包含了所述光线发射单元对应的光斑形成区域，所述方法包括：

在所述光线发射单元将光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上时，通过所述图像采集单元采集光线在所述物体上形成的光斑图像；

将获取的所述光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配；

在所述光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据预设光斑图像与距离之间的对应关系，确定所述第一预设光斑图像对应的第一距离，并将所述第一距离作为所述电子设备与所述物体之间的距离。

可选的，通过所述光线发射单元将光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上，包括：

通过所述光线发射单元将处于不同平面上的至少两束光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上。

可选的，通过所述光线发射单元将光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上，包括：

将所述光线发射单元投射出的处于不同平面上的主光线以及与所述主光线具有预设夹角的至少一条辅光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上，其中，所述预设夹角为所述辅光线垂直投影在所述主光线所在平面上时所述辅光线与所述辅光线的投影线之间的夹角。

可选的，通过所述光线发射单元将处于不同平面上的至少两束光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上，包括：

将所述光线发射单元投射出的处于不同平面上的主光线以及与所述主光线之间具有预设夹角的四条辅光线，其中，所述四条辅光线以及所述主光线两两都处于不同平面上，所述预设夹角为所述辅光线垂直投影在所述主光线的平面上时所述辅光线与所述辅光线的投影线之间的夹角。

可选的，通过所述光线发射单元将处于不同平面上的至少两束光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上，包括：

通过所述光线发射单元将处于不同平面上的一条主光线以及与所述主光线之间存在预设夹角的至少两条辅光线投射到所述物体上，所述辅光线在不同距离物体上形成的光斑点以所述主光线形成的光斑点为圆心倾斜向外扩散。

可选的，将获取的所述光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，包括：

解析所述光斑图像，确定在所述光斑图像中包含的每个光斑点在所述光斑图像中的位置坐标；

通过光斑点的位置坐标，在预设光斑图像中确定出光斑点具有相同位置坐标的光斑图像。

一种电子设备，包括：

光源，用于提供投射光源；

摄像头，用于在通过光源将光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上时，采集光线在物体上形成的光斑图像；

处理器，用于将获取的所述光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，在所述光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据光斑图像与距离与之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离，并将所述第一距离作为所述电子设备与所述物体之间的距离。

可选的，所述光源还用于将处于不同平面上的至少两束光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上。

可选的，所述光源还用于将处于不同平面上的主光线以及与所述主光线具有预设夹角的至少一条辅光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上，其中，所述预设夹角为所述辅光线垂直投影在所述主光线的平面上时所述辅光线与所述辅光线的投影线之间的夹角。

可选的，所述光源还用于将处于不同平面上的主光线以及与所述主光线之间具有预设夹角的四条辅光线，其中，所述四条辅光线以及所述主光线两两都不在不同一平面上，所述预设夹角为所述辅光线垂直投影在所述主光线的平面上时与所述辅光线与所述辅光线的投影线之间的夹角。

可选的，所述处理器还用于解析所述光斑图像，确定在所述光斑图像中包含的每个光斑点在所述光斑图像中的位置坐标，通过光斑点的位置坐标，在预设光斑图像中确定出光斑点具有相同位置坐标的光斑图像。

在上述的一个或者多个实施例中至少存在如下技术效果或优点：

在本发明实施例中通过光线发射单元将光线投射到电子设备所处环境中的物体上，通过图像采集单元采集光线在物体上形成的光斑图像，将获取的光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，然后在光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据预设光斑图像与距离之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离，并将第一距离作为电子设备与物体之间的距离，从而解决了现有技术中对于电子设备与物体之间的距离标定准确性较低的问题，进而提升了电子设备对于检测与物体之间相对距离的准确性，并且也增加了距离检测的方式。

在本发明实施例中通过光线发射单元提供的结构光可以准确的物体上形成对应的光斑图像，从而通过物体上的光斑图像就能够确定出电子设备与物体之间的距离，这样就使得立体空间中的深度信息采集更加简单方便，并且也能够保证深度信息采集的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例中一种距离检测方法的流程图；

图2为本发明实施例中两条光线的光斑图像示意图；

图3为本发明实施例中两条光线在不同距离物体上形成的光斑图像示意图；

图4为本发明实施例中四条光线空间位置示意图；

图5为本发明实施例中四条光线在不同距离物体上形成的光斑图像示意图；

图6为本发明实施例中四条光线在空间上的4个不同距离物体的投射示意图；

图7为本发明实施例中四条光线在空间上的4个不同距离物体上光斑图像示意图；

图8为本发明实施例中一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中提供了一种距离检测方法，应用在一电子设备中，该电子设备包含有一图像采集单元以及包含有一光线发射单元，方法包括：通过光线发射单元将光线投射到电子设备所处环境中的物体上，通过图像采集单元采集光线在物体上形成的光斑图像，将获取的光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，然后在光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据预设光斑图像与距离之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离，并将第一距离作为电子设备与物体之间的距离，通过上述的方法可以准确的检测空间中电子设备与物体之间存在的距离，也就是可以准确的标定出电子设备与物体之间存储的距离。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的详细说明，而并不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中一种距离检测方法的流程图，该方法包括：

步骤101，在光线发射单元将光线投射到电子设备所处环境中的物体上时，通过图像采集单元采集光线在物体上形成的光斑图像；

步骤102，将获取的光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配；

步骤103，在光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据预设光斑图像与距离之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离，并将第一距离作为电子设备与物体之间的距离。

首先来讲，在本发明实施例中的电子设备包含一光线发射单元以及一图像采集单元，图像采集单元所对应的采集区域包含了光线发射单元的光线所投射的光线对应的光斑形成区域，该光线发射单元能够投射出至少两条不在同一平面的光线，也就是说通过光线发射单元可以将处于不同平面上的至少两束光线投射到电子设备所处环境中的物体上。

该光线发射单元投射出的光线的颜色可以是不同的颜色，当然投射出的光线在同一平面上形成的光斑点大小可以是不相同的，比如说如图2所示，在图2中两条光线在同一平面上形成的光斑点的直径大小就不相同，其中直径较大的光线为主光线，而直径较小的光线则为辅光线。

当然在本发明实施例为了进一步提高光线发射单元投射到物体上的光线所形成的光斑点的识别度，因此在本发明实施例中光线发射单元投射能够投射处于不同平面上的主光线以及与主光线具有预设夹角的至少一条辅光线投射到电子设备所处环境中的物体上，其中该预设夹角为辅光线垂直投影在主光线所在平面上时辅光线与辅光投影之间的夹角。

简单的来讲，在本发明实施例中主光线与辅光线之间不在同一平面上，并且主光线与辅光线之间存在一个夹角，该夹角为一个预设锐角，这样使得主光线与辅光线在投射到不同距离的物体上时，将形成如图3所示光斑图，在图3中辅光线光斑点的圆心连线与水平方向会成一个角度，而该角度就是主光线与辅光线之间的预设夹角，另外，在本发明实施例中只是图示性的说明了主光线与辅光线之间的夹角值，并不是限定该夹角值，该夹角值可以根据不同应用进行调整，可以增加夹角或者是减小该夹角。

进一步，为了保证图像采集单元采集到的光斑点能够准确的识别，因此在本发明实施例中该光线发射单元还能够将处于不同平面上的主光线以及与主光线之间具有预设夹角的四条辅光线，其中，四条辅光线以及主光线两两之间都处于不同平面上，该预设夹角值为辅光线垂直投影在主光线的平面上时，该辅光线与辅光线的投影线之间的夹角。

具体来讲，在上述的结构光中，主光线位于四条辅光线的中心位置，而四条辅光线环绕主光线的周围，具体可以是如图4所示，在图4中主光线位于四条辅光线的中心位置，而四条辅光线则环绕该主光线，在图4中该主光线与辅光线之间还存在有夹角，该夹角会使得辅光线会环绕主光线向外散射。

通过图4中的结构光能够在被照射物体上形成对应的由主光线与辅光线形成的光斑点图像，由于结构光中主光线与辅光线之间存在一个预设夹角，因此辅光线为围绕主光线散射到空间中，从而当图4中的结构光照射到不同距离的物体上时，辅光线在物体上形成的光斑点相对于主光线在物体上形成的光斑点的位置是不相同的，比如说如图5所示，在图5中在不同距离的物体上主光线形成的光斑点与辅光线形成的光斑点的相对位置关系，在图5中很明显的给出了主光线光斑点与辅光线光斑点在不同距离物体上所形成的光斑图像，这里需要说明的是由于辅光线是相对于主光线散射到空间中，因此辅光线在不同距离的物体上形成的光斑点将逐渐增大，而主光线在不同距离的物体上形成的光斑点将不会有较大的改变，当然这里可以使用聚光度较高的光源，这样有利于后续的图像采集以及图像识别。

另外，这里需要强调的是在上述的实施例中只是说明的4条辅光线与1条主光线所形成的结构光，但是在本发明实施例中并不限定该结构光只是通过说上述实施例的方式形成，比如说辅光线可以是6条、7条、或者是8条，并且主光线也可以是多条，并且主光线与辅光线之间的预设夹角在此也不作具体的限定，预设夹角可以根据不同的应用环境进行调整。

在存在投射上述光线的光线发射单元上时，该电子设备通过该光线投射单元将生成的光线投射到该电子设备对应物体的平面上，并进行步骤102以及步骤103。

在光线发射单元将对应的包含至少两条光线的结构光投射到电子设备所处环境中的物体上时，该电子设备上的图像采集单元将采集到在物体上形成的光斑图像，此处为了保证图像采集单元采集到的光斑图像为光线垂直投射到物体上所形成的光斑图像，因此在本发明实施例中可以是将光线发射单元与图像采集单元重叠设备，这样就保证了光线发射单元与图像采集单元处于同一角度，使得图像采集单元能够采集到光线垂直投射到物体表面上是的光斑图像。

另外，需要说明的是在本发明实施例的电子设备保存了每个距离物体上的光斑图像，比如说，距离电子设备0.5m、0.6m、0.7m、0.8m（如图6所示）的物体上形成的光斑图像都保存在该电子设备中，即图6中的1、2、3、4这4个平面的图像，也就是说该电子设备中预先就存储了预设光斑图像（如图7所示），即：图7中1、2、3、4这4个平面上的光斑图像，这里的预设光斑图像与图像采集单元采集得到的图像的图像参数完全相同，这样能够保证在进行图像匹配时，采集到的图像与预存的预设光斑图像都是同一图像参数，避免了匹配时图像参数的干扰，另外预设光斑图像中的每个图像还对应有一个距离。

在采集到物体上形成的光斑图像之后，该电子设备将获取到的光斑图像与预设光斑图像进行匹配，这里的匹配方式可以包括两种方式：

方式一：

在该方式中，该电子设备直接将采集到的光斑图像在预设光斑图像中确定是否存在与采集到的光斑图像完全相同的一张预设光斑图像，当存在与采集到的光斑图像完全相同的第一预设光斑图像时，该电子设备将直接确定采集到的光斑图像所对应的第一预设光斑图像，这样就完成了光斑图像的匹配过程。

方式二：

首先该电子设备将解析获取到的光斑图像，然后确定在光斑图像中包含的每个光斑点在该光斑图像中位置坐标，具体来讲，就是该电子设备在采集到光斑图像之后，该电子设备将通过图像分析对光斑图像中的光斑点进行定位，从而得到光斑图像中每个光斑点所处的位置坐标，这样的位置坐标包含了对个，即：主光线光斑点位置坐标以及辅光线光斑点位置坐标，然后该电子设备将这得到的主光线光斑点位置坐标以及辅光线光斑点位置坐标与预设光斑图像中的光斑位置坐标进行匹配，当存在与主光斑点位置坐标以及辅光线光斑点位置坐标相同的第一预设光斑图像时，则确定采集到的光斑图像对应该第一预设光斑图像。

在匹配完成之后，该电子设备就能够确定采集到的光斑图像对应的第一预设光斑图像，由于在该电子设备保存了预设光斑图像与距离之间的对应关系，因此在获取到第一预设光斑图像之后，该电子设备就能够确定出该第一预设光斑图像所对应的第一距离，然后该电子设备就将该距离确定为电子设备与物体之间存在的距离。比如说，图像采集单元采集到的光斑图像与电子设备中存储的0.5m对应的预设光斑图像完全相同，此时该电子设备将确定拍摄到的物体与电子设备自身的距离为0.5m。

通过上述实施例中的方法可以通过结构光在物体上形成的光斑图像确定出电子设备与物体之间的相对距离，从而解决了现有技术中对于电子设备与物体之间的距离标定准确性较低的问题，进而提升了电子设备对于检测与物体之间相对距离的准确性，并且也增加了距离检测的方式。

对应本发明实施例中一种距离检测方法，本发明实施例中还提供了一种电子设备，如图8所示为本发明实施例中一种电子设备的具体结构示意图，该电子设备包括：

光源801，用于提供投射光源；

摄像头802，用于在通过光源801将光线投射到电子设备所处环境中的物体上时，采集光线在物体上形成的光斑图像；

处理器803，用于将获取的光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，在光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据光斑图像与距离与之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离，并将所述第一距离作为电子设备与物体之间的距离。

进一步，在本发明实施例中，光源801还用于将处于不同平面上的至少两束光线投射到电子设备所处环境中的物体上。

进一步，在本发明实施例中，光源801还用于将处于不同平面上的主光线以及与主光线具有预设夹角的至少一条辅光线投射到电子设备所处环境中的物体上，其中，预设夹角为辅光线垂直投影在主光线的平面上时辅光线与辅光线的投影线之间的夹角。

进一步，在本发明实施例中，光源801还用于将处于不同平面上的主光线以及与主光线之间具有预设夹角的四条辅光线，其中，四条辅光线以及主光线两两都不在不同一平面上，预设夹角为辅光线垂直投影在主光线的平面上时与辅光线与辅光线的投影线之间的夹角。

进一步，在本发明实施例中，处理器还用于解析光斑图像，确定在光斑图像中包含的每个光斑点在光斑图像中的位置坐标，通过光斑点的位置坐标，在预设光斑图像中确定出光斑点具有相同位置坐标的光斑图像。

在上述的一个或者多个实施例中至少存在如下技术效果或优点：

在本发明实施例中通过光线发射单元将光线投射到电子设备所处环境中的物体上，通过图像采集单元采集光线在物体上形成的光斑图像，将获取的光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，然后在光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据预设光斑图像与距离之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离，并将第一距离作为电子设备与物体之间的距离，从而解决了现有技术中对于电子设备与物体之间的距离标定准确性较低的问题，进而提升了电子设备对于检测与物体之间相对距离的准确性，并且也增加了距离检测的方式。

在本发明实施例中通过光线发射单元提供的结构光可以准确的物体上形成对应的光斑图像，从而通过物体上的光斑图像就能够确定出电子设备与物体之间的距离，这样就使得立体空间中的深度信息采集更加简单方便，并且也能够保证深度信息采集的准确性。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种距离检测方法，应用于一电子设备，所述电子设备包含有一图像采集单元以及包含有一光线发射单元，所述图像采集单元对应的采集区域包含了所述光线发射单元对应的光斑形成区域，其特征在于，所述方法包括：

在所述光线发射单元将处于不同平面上的主光线以及与所述主光线具有预设夹角的至少一条辅光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上时，通过所述图像采集单元采集光线在所述物体上形成的光斑图像；其中，所述预设夹角为所述辅光线垂直投影在所述主光线所在平面上时所述辅光线与所述辅光线的投影线之间的夹角；

将获取的所述光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配；

在所述光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据预设光斑图像与距离之间的对应关系，确定所述第一预设光斑图像对应的第一距离，并将所述第一距离作为所述电子设备与所述物体之间的距离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述光线发射单元将处于不同平面上的主光线以及与所述主光线具有预设夹角的至少一条辅光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上，包括：

将所述光线发射单元投射出的处于不同平面上的主光线以及与所述主光线之间具有预设夹角的四条辅光线，其中，所述四条辅光线以及所述主光线两两都处于不同平面上，所述预设夹角为所述辅光线垂直投影在所述主光线的平面上时所述辅光线与所述辅光线的投影线之间的夹角。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述光线发射单元将处于不同平面上的主光线以及与所述主光线具有预设夹角的至少一条辅光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上，包括：

通过所述光线发射单元将处于不同平面上的一条主光线以及与所述主光线之间存在预设夹角的至少两条辅光线投射到所述物体上，所述辅光线在不同距离物体上形成的光斑点以所述主光线形成的光斑点为圆心倾斜向外扩散。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将获取的所述光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，包括：

解析所述光斑图像，确定在所述光斑图像中包含的每个光斑点在所述光斑图像中的位置坐标；

通过光斑点的位置坐标，在预设光斑图像中确定出光斑点具有相同位置坐标的光斑图像。

5.一种电子设备，其特征在于，包括：

光源，用于提供投射光源；

摄像头，用于在通过光源将处于不同平面上的主光线以及与所述主光线具有预设夹角的至少一条辅光线投射到所述电子设备所处环境中的物体上时，采集光线在物体上形成的光斑图像；其中，所述预设夹角为所述辅光线垂直投影在所述主光线的平面上时所述辅光线与所述辅光线的投影线之间的夹角；

处理器，用于将获取的所述光斑图像与存储的预设光斑图像进行匹配，在所述光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据光斑图像与距离与之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离，并将所述第一距离作为所述电子设备与所述物体之间的距离。

6.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述光源还用于将处于不同平面上的主光线以及与所述主光线之间具有预设夹角的四条辅光线，其中，所述四条辅光线以及所述主光线两两都不在不同一平面上，所述预设夹角为所述辅光线垂直投影在所述主光线的平面上时与所述辅光线与所述辅光线的投影线之间的夹角。

7.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述处理器还用于解析所述光斑图像，确定在所述光斑图像中包含的每个光斑点在所述光斑图像中的位置坐标，通过光斑点的位置坐标，在预设光斑图像中确定出光斑点具有相同位置坐标的光斑图像。