CN108489453A - 线激光测距装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种线激光测距装置及方法，该线激光测距装置至少包括多组线激光光源模组及图像采集装置，其中该多组线激光光源模组分别用以侦测不同距离的物体，该图像采集装置在不同时间依次取得外部物体的图像，之后选择最优的图像以确定外部物体的距离，如此可以测得不同距离的物体，以方便进行后续的处理。
Description
【技术领域】
本发明属于电子技术领域，特别是指一种线激光测距装置及方法。
【背景技术】
利用线激光进行测距的方式已在工业领域存在多种应用，近来此种方式也应用在扫地机器人上，相关的专利可参考中国专利201310234951.0及此专利在背景技术描述中所引用的相关专利。然而，这些现有专利所揭示的技术方案中仅设有一组线激光光源模组(包括线激光及相应的透镜)，其只是针对预设距离范围内的物体进行侦测，无法兼顾远处及近处的物体，从而对于扫地机器人路径规划等造成影响，进而会造成侦测周期设定及路径规划算法等较为复杂，从而增加产品软件设计的复杂度，同时也增加了扫地机器人的功耗。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种线激光测距装置及方法，用以解决现有技术中只有一组线激光光源模组而产生的问题。
为实现上述目的，实施本发明的线激光测距装置至少包括多组线激光光源模组及图像采集装置，其中该多组线激光光源模组分别用以侦测不同距离的物体。
依据上述主要特征，该多组线激光光源模组设置在同一纵向轴线方向，并且其中部分线激光光源与该纵向轴线呈一定夹角设置。
依据上述主要特征，该多组线激光光源模组分时控制。
依据上述主要特征，该线激光测距装置设有一控制装置，该控制装置根据图像采集装置采集的不同时间的图像，选择最优的图像以确定外部物体的距离。
为实现上述目的，利用上述的线激光测距装置侦测距离的方法包括如下步骤：
步骤一：分时控制该线激光测距装置的多组线激光光源模组；
步骤二：图像采集装置在不同时间依次取得外部物体的图像；
步骤三：选择最优的图像以确定外部物体的距离。
依据上述主要特征，在步骤二中取得外部物体的图像的步骤中，包括取得图像采集装置采集的每一列的像素点的像素值，先根据一阈值，将低于阈值的像素点排除，仅将高于阈值的像素点的像素值参与计算而确定质心，依次方法将所有的质心算出形成图像的影像。
依据上述主要特征，步骤三中根据图像中找不到质心的数量最少者的图像为最优的图像并以此图像为确定外部物体距离的依据。
为实现上述目的，实施本发明的线激光测距装置包括线激光光源模组、光学透镜及图像采集装置，其中该线激光光源模组设有多组，针对不同的侦测距离，而该光学透镜也设有多组，与上述的多组线激光光源模组相对应。
为实现上述目的，实施本发明的线激光测距装置包括线激光光源模组、光学透镜及图像采集装置，其中该线激光测距装置还设有线激光光源模组调整装置，通过此线激光光源模组调整装置调节线激光光源模组的光线强度与角度。
依据上述主要特征，该线激光测距装置还设有光学透镜调整装置，通过此光学透镜调整装置对光学透的焦距及角度等进行调整。
与现有技术相比较，本发明通过上述结构，可以测得不同距离的物体，以方便进行后续的处理。
【附图说明】
图1为实施本发明的线激光测距装置的工作原理示意图。
图2为实施本发明的方法中计算图像质心的原理示意图。
图3为实施本发明的方法中选择最优图像的原理示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，为实施本发明的线激光测距装置的工作原理示意图。实施本发明的线激光测距装置至少包括多组线激光光源模组、光学透镜E、图像采集装置及控制装置，其中该多组线激光光源模组分别用以侦测不同距离的物体。
在具体实施时，为配合图像采集装置的位置，该多组线激光光源模组设置在同一纵向轴线方向。并且为实现对不同距离的物体的测量，部分线激光光源与该纵向轴线呈一定夹角设置。或者，可通过调整该多组线激光光源模组的光源的强度或透镜的焦距等实现对不同距离物体的测量。该控制装置用以控制该多组线激光光源模组及图像采集装置，如曝光控制、数据处理及传输等，具体可为数据处理芯片(DSP)等。而该图像采集装置可为一高速高清摄像装置，其包括一多行多列的图像传感器阵列。
另外，在具体实施时，该多组线激光光源模组分时控制，即在某一特定时刻仅一组线激光光源模组开启，如有三组线激光光源模组A、B、C，则在一周期内，A、B、C三组线激光光源模组依次间隔设定的时间开启。如此图像采集装置依次采集对应时间的共三幅外部物体的图像，之后选择最优的图像以确定外部物体的距离。
利用上述的线激光测距装置侦测距离的方法包括如下步骤：
步骤一：分时控制该线激光测距装置的多组线激光光源模组；
步骤二：图像采集装置在不同时间依次取得外部物体F的图像；
步骤三：选择最优的图像以确定外部物体的距离。
请参阅图2所示，在步骤二中取得外部物体的图像的步骤中，包括取得图像采集装置采集的每一列的像素点的像素值(设包括激光条纹的外部物体图像沿行方面呈现)，先根据一阈值D，将低于阈值D的像素点排除，仅将高于阈值的像素点的像素值参与计算而确定此一列像素值的质心(即激光条纹的图像的一个像素点)，依次方法将所有列的质心计算出形成外部物体的图像。对于图像质心的计算方法现有技术中多有描述，此处不再详细说明。
请参阅图3所示，步骤三中根据图像中找不到质心的数量最少者的图像为最优的图像并以此图像为确定外部物体距离的依据。如图3所示，其中B图中找不到质心的数量最少，从而以B图像为确定外部物体距离的依据。其中该B图像可为B组线激光光源模组工作时图像采集装置采集的图像。
对于利用图像采集装置采集的图像确定外部物体距离的方法，可利用三角测距原理或者也可利用查表法计算距离，此在现有技术(如中国专利201310234951.0及此专利在背景技术描述中所引用的相关专利)中多有描述，此处不再详细说明。特别是在利用三角测距原理或者也可利用查表法计算距离时，因本发明设有多组线激光光源模组，因此相应设有多个对应的方法及数据。
另外，在具体实施时，如果设置多组线激光光源模组针对不同的侦测距离，相应地也可以设置多组对应的光学透镜，该多组线激光光源模组分时控制，而控制装置根据该多组线激光光源模组与多组光学透镜的对应关系，利用图像采集装置采集相应的图像，从而可以侦测出外部不同距离的物体。或者，也可以针对线激光光源模组设置一线激光光源模组调整装置，通过此线激光光源模组调整装置可以调节对应线激光光源模组的光线强度、转动角度，如此可以根据实际应用情形设置一个或多个线激光光源模组，通过此线激光光源模组调整装置实现对不同距离物体的侦测。相应的，对于光学透镜，也可对应设置一光学透镜调整装置，以便对光学透的焦距及角度等进行调整，从而对不同角度或距离的物体进行侦测。
与现有技术相比较，本发明通过上述方案，可以测得不同距离的物体，以方便进行后续的处理。特别地，通过本发明的方案，当应用于扫地机器人时，通过得到所有空间距离(如远近空间距离)之后，扫地机器人就可以根据计算得到的周围物体的距离信息进行路径规划。
本领域技术人员可知，本发明上述方案的应用并非仅限于扫地机器人，此方案也可应用于许多工业测量领域，特别是工业机器人领域。
本领域的普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例所描述的方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件与软件的可互换性，在上述的说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成和步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实现。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、CD-ROM或本技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种线激光测距装置，至少包括多组线激光光源模组及图像采集装置，其中该多组线激光光源模组分别用以侦测不同距离的物体。
2.如权利要求1所述的线激光测距装置，其特征在于：该多组线激光光源模组设置在同一纵向轴线方向，并且其中部分线激光光源与该纵向轴线呈一定夹角设置。
3.如权利要求1所述的线激光测距装置，其特征在于：该多组线激光光源模组分时控制。
4.如权利要求3所述的线激光测距装置，其特征在于：该线激光测距装置设有一控制装置，该控制装置根据图像采集装置采集的不同时间的图像，选择最优的图像以确定外部物体的距离。
5.一种利用权利要求1所述的线激光测距装置侦测距离的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
步骤一：分时控制该线激光测距装置的多组线激光光源模组；
步骤二：图像采集装置在不同时间依次取得外部物体的图像；
步骤三：选择最优的图像以确定外部物体的距离。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：在步骤二中取得外部物体的图像的步骤中，包括取得图像采集装置采集的每一列的像素点的像素值，先根据一阈值，将低于阈值的像素点排除，仅将高于阈值的像素点的像素值参与计算而确定质心，依次方法将所有的质心计算出形成图像的影像。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤三中根据图像中找不到质心的数量最少者的图像为最优的图像并以此图像为确定外部物体距离的依据。
8.一种线激光测距装置，包括线激光光源模组、光学透镜及图像采集装置，其中该线激光光源模组设有多组，针对不同的侦测距离，而该光学透镜也设有多组，与上述的多组线激光光源模组相对应。
9.一种线激光测距装置，包括线激光光源模组、光学透镜及图像采集装置，其中该线激光测距装置还设有线激光光源模组调整装置，通过此线激光光源模组调整装置调节线激光光源模组的光线强度与角度。
10.如权利要求9所述的线激光测距装置，其特征在于：该线激光测距装置还设有光学透镜调整装置，通过此光学透镜调整装置对光学透的焦距及角度等进行调整。
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| WO2021184163A1 (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 上海芯歌智能科技有限公司 | 激光测量装置 |
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