CN109358335B - 一种结合固态面阵激光雷达与双ccd相机的测距装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置，包括固态面阵激光雷达、控制单元、计算单元和两个CCD相机；其中，固态面阵激光雷达和两个CCD相机水平排列，并且固态面阵激光雷达置于两个CCD相机的中心位置；控制单元发出测距指令；固态面阵激光雷达和两个CCD相机接收到测距指令后分别采集目标视场的距离信息和RGB图像信息；计算单元对所述距离信息和RGB图像信息融合得到固态面阵激光雷达至目标视场内各点的测距结果。

Description

一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置
技术领域
本发明属于高精度面阵测距的技术领域，具体涉及一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置。
背景技术
激光雷达是通过发射激光和接收激光来进行测距的系统，其工作原理是：光源驱动模块驱动光发射器发出光信号，该光信号在传播过程中遇到障碍物即被反射和散射，光接收器接收到反射或散射的光信号后，信号处理模块对发射光和接收光进行比较，作适当处理后，获得雷达到障碍物的相对距离。
两台CCD相机是通过双目视觉算法来进行测距的系统，其工作原理是：两台CCD相机用于模拟双目，拍摄的不同位置的检测物图像，对拍摄得到的图像进行分析，从而确定图像中特征点或者图像中所有点的距离。
而对于需要精度较高的应用场景，单一的系统往往无法得到较好的结果，特别是双目视觉算法难以在短时间有效获得视场中所有目标的距离信息，同时激光雷达在测距时由于边缘反射效应而导致边缘测距信息不准确。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置，能够克服激光雷达测距时的物体边缘距离信息不准确的问题，对目标视场内物体进行高精度距离测量。
实现本发明的技术方案如下：
一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置，包括固态面阵激光雷达、控制单元、计算单元和两个CCD相机；
其中，固态面阵激光雷达和两个CCD相机水平排列，并且固态面阵激光雷达置于两个CCD相机的中心位置；
控制单元发出测距指令；
固态面阵激光雷达和两个CCD相机接收到测距指令后分别采集目标视场的距离信息和RGB图像信息；
计算单元对所述距离信息和RGB图像信息融合得到固态面阵激光雷达至目标视场内各点的测距结果。
进一步地，该装置还包括防水外壳；固态面阵激光雷达和两个CCD相机固定在防水外壳内。
进一步地，该装置还包括显示设备，实时显示目标视场内的测距数据。
进一步地，计算单元利用两个CCD相机采集的RGB图像信息计算得到目标视场内物体边缘特征点的距离信息，然后将该距离信息替代固态面阵激光雷达测得的物体边缘的距离信息，从而得到固态面阵激光雷达至目标视场内各点的测距结果。
有益效果：
本发明通过将固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距信息进行融合，克服了双CCD相机基于双目视觉算法难以在短时间有效获得视场中所有目标的距离信息的问题，同时解决了激光雷达在测距时由于边缘反射效应而导致边缘测距信息不准确的问题，实现了快速准确地测距。
附图说明
图1为本发明一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置的外部整体示意图。
图2(a)为本发明一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置的结构后视图。
图2(b)为本发明一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置的结构俯视图。
图2(c)为本发明一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置的结构主视图。
图2(d)为本发明一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置的结构示意左视图。
图3为本发明一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置，包括固态面阵激光雷达、控制单元、计算单元和两个CCD相机；
其中，固态面阵激光雷达和两个CCD相机水平排列，并且固态面阵激光雷达置于两个CCD相机的中心位置；
控制单元发出测距指令；
固态面阵激光雷达和两个CCD相机接收到测距指令后分别采集目标视场的距离信息和RGB图像信息；
计算单元利用两个CCD相机采集的RGB图像信息计算得到目标视场内物体边缘特征点的距离信息，然后将该距离信息替代固态面阵激光雷达测得的物体边缘的距离信息，从而得到固态面阵激光雷达至目标视场内各点的测距结果。
该装置还包括防水外壳；固态面阵激光雷达和两个CCD相机固定在防水外壳内。
该装置还包括显示设备，实时显示目标视场内的测距数据。
固态面阵激光雷达包括：
光源驱动模块：用于驱动激光发射单元发射激光；
激光发射单元：用于发射激光，共有4个激光器；
窄带滤光片：通过激光器对应波段信号，截止非激光器波段信号；
激光接收单元：用于接收回波信号；
集成CMOS光电处理器：用于转换回波信号；
嵌入式信号处理及控制：用于控制激光发射、设置激光雷达参数、与外部控制、解算及显示设备通讯、解算激光雷达和目标的相对距离等。
实施例
如图1、图2(a)—(d)和图3所示，本实施例提供了一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置，包括数据传输接口1、供电线接口2、系统启动错误指示灯3、系统启动完毕指示灯4、开关5、左CCD入光孔6、LED发光源7、面阵激光雷达入光孔8、右CCD入光孔9、防水外壳10、面阵激光雷达激光发射单元11、面阵激光雷达控制单元12、面阵激光雷达数据处理单元13、右CCD相机14和左CCD相机15。
具体测距流程：
(1)在进行距离测量的时候，连接供电线接口2，按下系统开关5。
(2)等待启动，如果此时系统启动错误指示灯3亮起，则关闭系统重新开机。
(3)待后部的系统启动完毕指示灯4亮起后，通过数据线连接面阵激光雷达、双CCD相机与计算机。在本实施例中，控制单元和计算单元通过同一台计算机实现。
(4)通过计算机设置固态面阵激光雷达和CCD相机各项参数。
(5)计算机给固态面阵激光雷达和CCD相机发送开始测试指令。
(6)固态面阵激光雷达和CCD相机接收到测试指令后开始测试，固态面阵激光雷达对测试得到的数据进行处理得到一帧距离图像，两台CCD相机各采集得到一帧彩色图像，均传输给计算机。
(8)计算机对CCD采集到的两张彩图像和面阵激光雷达得到的距离图像进行解算、融合，得到高精度的测距结果。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置，其特征在于，包括固态面阵激光雷达、控制单元、计算单元和两个CCD相机；
其中，固态面阵激光雷达和两个CCD相机水平排列，并且固态面阵激光雷达置于两个CCD相机的中心位置；
控制单元发出测距指令；
固态面阵激光雷达和两个CCD相机接收到测距指令后分别采集目标视场的距离信息和RGB图像信息；
计算单元对所述距离信息和RGB图像信息融合得到固态面阵激光雷达至目标视场内各点的测距结果：计算单元利用两个CCD相机采集的RGB图像信息计算得到目标视场内物体边缘特征点的距离信息，然后将该距离信息替代固态面阵激光雷达测得的物体边缘的距离信息，从而得到固态面阵激光雷达至目标视场内各点的测距结果。
2.如权利要求1所述的一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置，其特征在于，所述装置还包括防水外壳；固态面阵激光雷达和两个CCD相机固定在防水外壳内。
3.如权利要求1所述的一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距装置，其特征在于，所述装置还包括显示设备，实时显示目标视场内的测距数据。
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