CN106405530B - 一种测量空间距离的方法及装置 - Google Patents

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    • G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves

Abstract

本发明适用于测距领域，提供一种测量空间距离的方法及装置，所述方法基于可发射可见光束的第一光发射模块和第二光发射模块实现，所述方法包括：控制所述第一光发射模块向空间第一点发射第一光束，所述第一光束垂直于所述第一光发射模块和所述第二光发射模块之间的连线；控制所述第二光发射模块向所述第一点发射第二光束，使所述第一光束和所述第二光束相交于所述第一点；获取所述第二光束与所述连线之间的第一夹角，根据所述连线的长度和所述第一夹角，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离。本发明可计算空间一点与光束发射源之间的距离，测量精度高，尤其适用于测量距离较近的空间物体，操作简单、易于实现，适于广泛推广。

Description

一种测量空间距离的方法及装置
技术领域
本发明属于测距领域，尤其涉及一种测量空间距离的方法及装置。
背景技术
随着科技的不断进步，各种测距方法层出不穷，目前主要的测距方法有激光测距和超声波测距，为测量空间物体之间的距离提供了方便。
然而，现有的激光测距和超声波测距均是通过检测发射信号和反射信号之间的时间差来计算距离，距离的测量精度与时间差的检测精度有关，误差较大，尤其不适用于测量较近的空间距离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量空间距离的方法及装置，旨在解决现有的激光测距和超声波测距均是通过检测发射信号和反射信号之间的时间差来计算距离，距离的测量精度与时间差的检测精度有关，误差较大，尤其不适用于测量较近的空间距离的问题。
本发明是这样实现的，一种测量空间距离的方法，所述方法基于可发射可见光束的第一光发射模块和第二光发射模块实现，所述方法包括：
控制所述第一光发射模块向空间第一点发射第一光束，所述第一光束垂直于所述第一光发射模块和所述第二光发射模块之间的连线；
控制所述第二光发射模块向所述第一点发射第二光束，使所述第一光束和所述第二光束相交于所述第一点；
获取所述第二光束与所述连线之间的第一夹角，根据所述连线的长度和所述第一夹角，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离。
本发明还提供一种测量空间距离的装置，所述装置包括可发射可见光束的第一光发射模块和第二光发射模块，所述装置还包括：
第一控制模块，用于控制所述第一光发射模块向空间第一点发射第一光束，所述第一光束垂直于所述第一光发射模块和所述第二光发射模块之间的连线；
第一控制模块，用于控制所述第二光发射模块向所述第一点发射第二光束，使所述第一光束和所述第二光束相交于所述第一点；
计算模块，用于获取所述第二光束与所述连线之间的第一夹角，根据所述连线的长度和所述第一夹角，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明通过向空间第一点发射两条光束，并根据这两条光束的发射角度和两条光束之间的直线距离，计算空间一点与光束发射源之间的距离，测量精度高，尤其适用于测量距离较近的空间物体，操作简单、易于实现，适于广泛推广；
本发明还通过分别向空间两点发射两条光束，并改变所发射的两条光束的角度，使两条光束相交于空间两点连线所在的平面上的一点，并根据这两条光束的发射角度和两条光束之间的直线距离，计算空间两点之间的距离，测量精度高，可有效解决现有的激光测距和超声波测距无法测量空间两点之间距离的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的测量空间距离的方法的流程框图；
图2是本发明实施例提供的测量空间一点与光束发射源之间距离的原理图；
图3是本发明另一实施例提供的测量空间距离的方法的流程框图；
图4是本发明实施例提供的测量空间两点之间距离的原理图；
图5是本发明实施例提供的测量空间距离的装置的基本结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
如图1所示，本实施例提供的测量空间距离的方法，其基于可发射可见光束的第一光发射模块和第二光发射模块实现，所述方法包括：
步骤S101：控制所述第一光发射模块向空间第一点发射第一光束，所述第一光束垂直于所述第一光发射模块和所述第二光发射模块之间的连线。
在具体应用中，第一光发射模块和第二光发射模块均可以选用激光器，也可以选用能够发射汇聚光束的任意发光设备。
步骤S102：控制所述第二光发射模块向所述第一点发射第二光束，使所述第一光束和所述第二光束相交于所述第一点；
步骤S103：获取所述第二光束与所述连线之间的第一夹角，根据所述连线的长度和所述第一夹角，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离。
如图2所示，图中(1)为第一光发射模块，(2)为第二光发射模块，(3)为空间第一点，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离的原理为：
根据公式C＝a*tanα，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离C，其中,a为所述连线的长度(即所述第一光发射模块与所述第二光发射模块之间的距离)，α为所述第二光束与所述连线的夹角。
本实施例通过向空间第一点发射两条光束，并根据这两条光束的发射角度和两条光束之间的直线距离，计算空间一点与光束发射源之间的距离，测量精度高，尤其适用于测量距离较近的空间物体，操作简单、易于实现，适于广泛推广。
如图3所示，本实施所提供的测量空间距离的方法，在步骤S101～S103的基础上还包括：
步骤S201：调整所述第二光束的角度，使所述第二光束垂直于所述连线照射在空间第二点；
步骤S202：调整所述第一光束的角度，使所述第一光束与所述连线之间的夹角等于所述第一夹角，所述第一光束照射在空间第三点；
步骤S203：若所述第三点与所述第二点重合，则调整所述第二光束的角度，使所述第二光束照射在空间第四点；若所述第三点与所述第二点不重合，则保持所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离不变，调整所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离，直到所述第三点与所述第二点重合。
在具体应用中，通过判断所述第三点与所述第二点是否重合可以判断所述连线与所述第一点和所述第二点所在平面是否平行，若所述第三点与所述第二点重合，则所述连线与所述第一点和所述第二点所在平面平行，否则，所述连线与所述第一点和所述第二点所在平面不平行。
在一实施例中，所述调整所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离包括：
若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间的连线上，则增加所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离；
若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间连线的延长线上，则缩短所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离。
在具体应用中，若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间的连线上，则说明所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离小于所述第二点与所述第二光模块之间的距离，因此需要增加所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离，以使所述连线与所述第一点和所述第二点所在平面平行。
步骤S204：获取所述第二光束照射在所述第四点时，所述第二光束与所述连线之间的第二夹角，根据所述连线的长度、所述第一夹角和所述第二夹角计算所述第一点与所述第四点之间的距离。
如图4所示，图中(1)为第一光发射模块，(2)为第二光发射模块，(3)为空间第一点，(4)为空间第二点，(5)为空间第三点(图中空间第二点和第三点重合)，(6)为空间第四点，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离的原理为：
根据公式计算所述第一点与所述第二点之间的距离L＝a-a*tanα*cotβ，其中，β为所述第二光束与所述连线的夹角，e为所述第一点与所述第二点之间的距离，f为所述第二点与所述第四点之间的距离。
本实施例通过分别向空间两点发射两条光束，并改变所发射的两条光束的角度，使两条光束相交于空间两点连线所在的平面上的第一点，并根据这两条光束的发射角度和两条光束之间的直线距离，计算空间两点之间的距离，测量精度高，可有效解决现有的激光测距和超声波测距无法测量空间两点之间距离的问题。
如图5所示，本实施例提供的测量空间距离的装置100，其包括可发射可见光束的第一光发射模块10和第二光发射模块20，还包括：
第一控制模块30，用于控制所述第一光发射模块向空间第一点发射第一光束，所述第一光束垂直于所述第一光发射模块和所述第二光发射模块之间的连线；
第一控制模块40，用于控制所述第二光发射模块向所述第一点发射第二光束，使所述第一光束和所述第二光束相交于所述第一点；
计算模块50，用于获取所述第二光束与所述连线之间的第一夹角，根据所述连线的长度和所述第一夹角，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离。
在一实施例中，第二控制模块40还用于调整所述第二光束的角度，使所述第二光束垂直于所述连线照射在空间第二点；
第一控制模块30还用于调整所述第一光束的角度，使所述第一光束与所述连线之间的夹角等于所述第一夹角，所述第一光束照射在空间第三点；
所述装置100还包括调整模块，用于若所述第三点与所述第二点重合，则调整所述第二光束的角度，使所述第二光束照射在空间第四点；
计算模块50还用于获取所述第二光束照射在所述第四点时，所述第二光束与所述连线之间的第二夹角，根据所述连线的长度、所述第一夹角和所述第二夹角计算所述第一点与所述第四点之间的距离。
在一实施例中，所述调整模块还用于：
若所述第三点与所述第二点不重合，则保持所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离不变，调整所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离，直到所述第三点与所述第二点重合。
在一实施例中，所述调整模块包括：
第一调整单元，用于若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间的连线上，则增加所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离；
第二调整单元，用于若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间连线的延长线上，则缩短所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离。
在具体应用中，第一光发射模块10和第二光发射模块20可以为激光器。
在具体应用中，测量空间距离的装置100可以为手机、平板电脑、智能手环等移动终端，当测量空间距离的装置100可以为手机时，第一控制模块30和第二控制模块40可以为手机的基带控制模块。
本发明所有实施例中的模块或单元，可以通过通用集成电路，例如CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)，或通过ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)来实现。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测量空间距离的方法，其特征在于，所述方法基于可发射可见光束的第一光发射模块和第二光发射模块实现，具体应用于移动终端，所述方法包括：
移动终端控制所述第一光发射模块向空间第一点发射第一光束，所述第一光束垂直于所述第一光发射模块和所述第二光发射模块之间的连线；
控制所述第二光发射模块向所述第一点发射第二光束，使所述第一光束和所述第二光束相交于所述第一点；
获取所述第二光束与所述连线之间的第一夹角，根据所述连线的长度和所述第一夹角，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离；
所述方法还包括：
调整所述第二光束的角度，使所述第二光束垂直于所述连线照射在空间第二点；
调整所述第一光束的角度，使所述第一光束与所述连线之间的夹角等于所述第一夹角，所述第一光束照射在空间第三点；
若所述第三点与所述第二点重合，则调整所述第二光束的角度，使所述第二光束照射在空间第四点；
获取所述第二光束照射在所述第四点时，所述第二光束与所述连线之间的第二夹角，根据所述连线的长度、所述第一夹角和所述第二夹角计算所述第一点与所述第四点之间的距离。
2.如权利要求1所述的测量空间距离的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述第三点与所述第二点不重合，则保持所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离不变，调整所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离，直到所述第三点与所述第二点重合。
3.如权利要求2所述的测量空间距离的方法，其特征在于，所述调整所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离包括：
若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间的连线上，则增加所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离；
若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间连线的延长线上，则缩短所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离。
4.如权利要求1～3任一项所述的测量空间距离的方法，其特征在于，所述第一光发射模块和所述第二光发射模块均为激光器。
5.一种测量空间距离的装置，其特征在于，所述装置包括可发射可见光束的第一光发射模块和第二光发射模块，具体集成于移动终端，所述装置还包括：
第一控制模块，用于控制所述第一光发射模块向空间第一点发射第一光束，所述第一光束垂直于所述第一光发射模块和所述第二光发射模块之间的连线；
第二控制模块，用于控制所述第二光发射模块向所述第一点发射第二光束，使所述第一光束和所述第二光束相交于所述第一点；
计算模块，用于获取所述第二光束与所述连线之间的第一夹角，根据所述连线的长度和所述第一夹角，计算所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离；
所述第二控制模块还用于调整所述第二光束的角度，使所述第二光束垂直于所述连线照射在空间第二点；
所述第一控制模块还用于调整所述第一光束的角度，使所述第一光束与所述连线之间的夹角等于所述第一夹角，所述第一光束照射在空间第三点；
所述装置还包括调整模块，用于若所述第三点与所述第二点重合，则调整所述第二光束的角度，使所述第二光束照射在空间第四点；
所述计算模块还用于获取所述第二光束照射在所述第四点时，所述第二光束与所述连线之间的第二夹角，根据所述连线的长度、所述第一夹角和所述第二夹角计算所述第一点与所述第四点之间的距离。
6.如权利要求5所述的测量空间距离的装置，其特征在于，所述调整模块还用于：
若所述第三点与所述第二点不重合，则保持所述第一点与所述第一光发射模块之间的距离不变，调整所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离，直到所述第三点与所述第二点重合。
7.如权利要求6所述的测量空间距离的装置，其特征在于，所述调整模块包括：
第一调整单元，用于若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间的连线上，则增加所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离；
第二调整单元，用于若所述第三点在所述第一点与所述第二点之间连线的延长线上，则缩短所述第二光发射模块与所述第二点之间的距离。
8.如权利要求5～7任一项所述的测量空间距离的装置，其特征在于，所述第一光发射模块和所述第二光发射模块均为激光器。
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