CN116203574A

CN116203574A - 一种检测物体距离的数据处理系统

Info

Publication number: CN116203574A
Application number: CN202310487155.1A
Authority: CN
Inventors: 代红林
Original assignee: Tianjin Yike Automation Co ltd
Current assignee: Tianjin Yike Automation Co ltd
Priority date: 2023-05-04
Filing date: 2023-05-04
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2043-05-04
Also published as: CN116203574B

Abstract

本发明提供了一种检测物体距离的数据处理系统，包括：目标测距装置、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，目标测距装置包括目标发射器、第一凸透镜、第二凸透镜和目标接收器，当计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：获取目标接收器对应的初始像素点位置ID列表；获取初始电压值列表；获取第一像素点位置ID列表；获取第一电压值列表；获取目标接收器对应的像素点中心位置；获取待检测物体对应的目标距离；可知，本发明在获取目标距离时，若被测物体表面为粗糙表面，反复多次测量获取到的像素点中心位置是相同的，进而反复多次获取到的激光发射器与待检测物体之间的距离是相同的，有利于提高获取目标距离的精准度。

Description

一种检测物体距离的数据处理系统

技术领域

本发明涉及光学测量设备技术领域，特别是涉及一种检测物体距离的数据处理系统。

背景技术

现有的测距方法大多为激光测距，利用激光测距仪器获取激光发射器与被测物体的距离，通过激光发射器发出激光光束照射被测物体，被测物体对激光进行反射通过透镜照射到接收器上，接收器发出信号，根据接收器发出的信号获取激光发射器与被测物体的距离。

但上述方法也存在以下技术问题：

获取激光发射器与被测物体的距离时要需要经过反复多次测量才能确定激光发射器与被测物体的距离，当被测物体表面为粗糙表面时，反复多次测量获取到的数据是不一致的，进而获取到的目标距离的精准度较低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种检测物体距离的数据处理系统，包括：目标测距装置、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，目标测距装置包括目标发射器、第一凸透镜、第二凸透镜和目标接收器，当计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：

S100、获取目标接收器对应的初始像素点位置ID列表A={A₁，A₂，……，A_i，……，A_m}，A_i为目标接收器生成的目标图像中第i个像素点的位置ID，i=1，2……m，m为目标接收器生成的目标图像的像素点数量。

S200、根据A，获取A对应的初始电压值列表B={B₁，B₂，……，B_i，……，B_m}，B_i为A_i对应的初始电压值。

S300、若i＞1且|B_i-B_i-1|≤B⁰，将A_i作为第一像素点位置ID，以得到A对应的第一像素点位置ID列表C={C₁，C₂，……，C_j，……，C_n}，C_j为A对应的第j个第一像素点位置ID，j=1，2……n，n为第一像素点位置ID数量，B⁰为预设电压差值。

S400、根据A和B，获取C对应的第一电压值列表D={D₁，D₂，……，D_j，……，D_n}，D_j为C_j对应的第一电压值。

S500、根据C和D，获取目标接收器对应的像素点中心位置E，其中，E符合如下条件：

。

S600、根据E，获取待检测物体对应的目标距离，目标距离为目标发射器与待检测物体之间的垂直距离。

本发明至少具有以下有益效果：

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，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种检测物体距离的数据处理系统执行计算机程序的流程图。

图2为本发明实施例提供的一种目标测距装置的结构示意图。

其中标号说明：1-目标发射器，2-第一凸透镜，3-第二凸透镜，4-目标接收器，5-待检测物体。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

实施例一

本实施例提供了一种检测物体距离的数据处理系统，包括：目标测距装置、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，目标测距装置包括目标发射器1、第一凸透镜2、第二凸透镜3和目标接收器4，当计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤，如图1和图2所示：

S100、获取目标接收器4对应的初始像素点位置ID列表A={A₁，A₂，……，A_i，……，A_m}，A_i为目标接收器4生成的目标图像中第i个像素点的位置ID，i=1，2……m，m为目标接收器4生成的目标图像的像素点数量。

具体地，像素点位置ID是像素点的位置的唯一身份标识。

具体地，目标接收器4与处理器通信连接。

具体地，目标图像为目标接收器4接收到目标光束时生成的图像。

进一步地，目标光束为目标发射器1发射的光束。

进一步地，目标光束通过第一凸透镜2，照射在待检测物体5表面且经过待检测物体5表面反射，穿过第二凸透镜3照射至目标接收器4。

具体地，目标发射器1与处理器通信连接。

具体的，第一凸透镜2设置在目标发射器1与待检测物体5之间，其中，第一凸透镜2与目标发射器1之间的距离小于第一凸透镜2与待检测物体5之间的距离。

具体的，第二凸透镜3设置在目标接收器4与待检测物体5之间，其中，第二凸透镜3与目标接收器4之间的距离小于第二凸透镜3与待检测物体5之间的距离。

S200、根据A，获取A对应的初始电压值列表B={B₁，B₂，……，B_i，……，B_m}，B_i为A_i对应的初始电压值，其中，本领域技术人员知晓，现有技术中任一获取接收器生成的图像中的像素点对应的电压值的方法，均属于本发明的保护范围，在此不再赘述。

S300、若i＞1且|B_i-B_i-1|≤B⁰，将A_i作为第一像素点位置ID，以得到A对应的第一像素点位置ID列表C={C₁，C₂，……，C_j，……，C_n}，C_j为A对应的第j个第一像素点位置ID，j=1，2……n，n为第一像素点位置ID数量，B⁰为预设电压差值，其中，本领域技术人员知晓，预设电压差值可由本领域技术人员根据实际需求进行设置。

具体地，n＜m。

具体地，在S400步骤中包括如下步骤：

S401、若B_i-B_i-1＞B⁰，将A_i作为第一中间像素点位置ID，B_i作为第一中间电压值，以得到A对应的第一中间像素点位置ID列表F={F₁，F₂，……，F_r，……，F_s}和F对应的第一中间电压值列表F⁰={F⁰ ₁，F⁰ ₂，……，F⁰ _r，……，F⁰ _s}，F_r为A对应的第r个第一中间像素点位置ID，F⁰ _r为F_r对应的第一中间电压值，r=1，2……s，s为第一中间像素点位置ID数量，其中，当i=1时，将A_i作为第一中间像素点位置ID，B_i作为第一中间电压值。

S403、若B_i-B_i+1＞B⁰，将A_i作为第二中间像素点位置ID，B_i作为第二中间电压值，以得到A对应的第二中间像素点位置ID列表G={G₁，G₂，……，G_x，……，G_p}和G对应的第二中间电压值列表G⁰={G⁰ ₁，G⁰ ₂，……，G⁰ _x，……，G⁰ _p}，G_x为A对应的第x个第二中间像素点位置ID，G⁰ _x为G_x对应的第二中间电压值，x=1，2……p，p为第二中间像素点位置ID数量，其中，当i=m时，将A_i作为第二中间像素点位置ID，B_i作为第二中间电压值。

S405、当s=p且任一F⁰ _r=G⁰ _p-r+1时，获取D，否则，执行S407步骤。

具体地，在S405步骤中还包括如下步骤获取D_j：

S4051、当n为奇数且j≤（n+1）/2时，D_j符合如下条件：

；Δf=（F⁰ _s-F⁰ _s-1）/（F_s-F_s-1）；/>

其中，当j=1时，

。

S4053、当n为奇数且j＞（n+1）/2时，D_j符合如下条件：

D_j=D_n+1-j。

S4055、当n为偶数且j≤n/2时，D_j符合如下条件：

；

其中，当j=1时，

。

S4057、当n为偶数且j＞n/2时，D_j符合如下条件：

D_j=D_n+1-j。

S407、根据F、F⁰和G、G⁰，获取D。

上述，对初始电压值进行处理，获取第一中间像素点位置ID、第一中间电压值和第二中间像素点位置ID和第二中间电压值，将第一中间电压值和第二中间电压值以及第一中间像素点数量和第二中间像素点数量进行对比，进一步地对第一中间像素点位置ID、第一中间电压值、第二中间像素点位置ID和第二中间电压值根据对比结果进行处理，获取第一电压值列表，当目标测距仪器多次反复的测量待检测物体的同一处时，获取到的第一电压值列表是相同的，有利于提高目标测距装置反复测量获取到的数据的精准度。

具体地，在S407步骤中包括如下步骤：

S4071、根据F和F⁰，获取C对应的第一关键电压值列表H={H₁，H₂，……，H_j，……，H_n}，H_j为C_j对应的第一关键电压值，其中，H_j符合如下条件：

；其中，当j=1时，

。

S4073、根据G和G⁰，获取C对应的第二关键电压值列表R={R₁，R₂，……，R_j，……，R_n}，R_j为C_j对应的第二关键电压值，其中，R_j符合如下条件：

；Δf1=（G⁰ ₁-G⁰ ₂）/（G₁-G₂）；

其中，当j=n时，

。

S4075、当H_j≤R_j时，将D_j=H_j，否则，将D_j=R_j。

上述，当目标测距仪器多次反复的测量待检测物体的同一处时，获取到的第一电压值列表是相同的，进一步的，可以获取到更加精准的像素点中心位置，进而可以更加精准的获取到待检测物体对应的目标距离，提高反复测量获取到的待检测物体对应的目标距离的重复精度，进而有利于提高获取目标距离的精准度。

S500、根据C和D，获取目标接收器4对应的像素点中心位置E，其中，E符合如下条件：

。

S600、根据E，获取待检测物体5对应的目标距离，目标距离为目标发射器1与待检测物体5之间的垂直距离，其中，本领域技术人员知晓，现有技术中任一根据接收器对应的像素点中心位置获取待检测物体对应的目标距离的方法，均属于本发明的保护范围，在此不再赘述。

上述，当目标测距仪器多次反复的测量待检测物体的同一处时，获取到的第一电压值列表是相同的，进而反复多次测量获取到的像素点中心位置是相同的，反复多次获取到的激光发射器与待检测物体之间的距离也是相同的，有利于提高获取目标距离的精准度。

实施例二

本发明提供了另一实施例，与上述实施例不同的之处在于S407中包括如下步骤：

S4071、根据F和F⁰，获取C对应的第三关键电压值列表U={U₁，U₂，……，U_j，……，U_n}，U_j为C_j对应的第三关键电压值，其中，U_j符合如下条件：

U_j=Δf2×（C_j-C_j-1）+U_j-1；Δf2=（∑^s _r=2（F⁰ _r-F⁰ _r-1））/（s-1）；

其中，当j=1时，U_j=Δf2×（C_j-F_s）+F⁰ _s。

S4073、根据G和G⁰，获取C对应的第四关键电压值列表V={V₁，V₂，……，V_j，……，V_n}，V_j为C_j对应的第四关键电压值，其中，V_j符合如下条件：

V_j=Δf3×（C_j+1-C_j）+V_j+1；Δf3=（∑^p _x=1（G⁰ _x+1-G⁰ _x））/（p-1）；

其中，当j=n时，V_j=Δf3×（C_j-G₁）+G⁰ ₁。

S4075、当U_j≤V_j时，将D_j=U_j，否则，将D_j=V_j。

上述，通过对第一电压值进行处理获取目标距离，采用不同的方法获取第一电压值列表，有利于提高获取目标距离的精准度。

具体地，反复多次获取目标距离时，只能从实施例一和实施例二中选择一种实施方式。

实施例三

本发明提供了另一实施例，包括如下步骤：

S10、获取待检测物体5对应的第一目标距离L1，其中，第一目标距离的获取方法参照实施例一中获取目标距离的方法，在此不再赘述。

S30、获取待检测物体5对应的第二目标距离L2，其中，第二目标距离的获取方法参照实施例二中获取目标距离的方法，在此不再赘述。

S50、当ΔL1≤ΔL2时，将L1作为最终目标距离，否则，将L2作为最终目标距离，其中，ΔL1符合如下条件：

ΔL1=|L1-L|，L为目标发射器1与待检测物体5之间的真实距离，其中，本领域技术人员知晓，现有技术中任一获取目标发射器1与待检测物体之间的真实距离的方法，均属于本发明的保护范围，在此不再赘述。

ΔL2符合如下条件：

ΔL2=|L2-L|。

上述，通过对第一电压值进行处理获取目标距离，采用不同的方法获取第一目标距离和第二目标距离，选取最接近真实目标距离的第一目标距离或第二目标距离作为最终目标距离，可以选择出获取目标距离的精确度较高的方法作为后续用于测距的方法，进而有利于提高获取目标距离的精准度。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。

Claims

1.一种检测物体距离的数据处理系统，其特征在于，所述系统包括：目标测距装置、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述目标测距装置包括目标发射器、第一凸透镜、第二凸透镜和目标接收器，当计算机程序被所述处理器执行时，实现以下步骤：

S100、获取目标接收器对应的初始像素点位置ID列表A={A₁，A₂，……，A_i，……，A_m}，A_i为目标接收器生成的目标图像中第i个像素点的位置ID，i=1，2……m，m为目标接收器生成的目标图像的像素点数量；

S200、根据A，获取A对应的初始电压值列表B={B₁，B₂，……，B_i，……，B_m}，B_i为A_i对应的初始电压值；

S300、若i＞1且|B_i-B_i-1|≤B⁰，将A_i作为第一像素点位置ID，以得到A对应的第一像素点位置ID列表C={C₁，C₂，……，C_j，……，C_n}，C_j为A对应的第j个第一像素点位置ID，j=1，2……n，n为第一像素点位置ID数量，B⁰为预设电压差值；

S400、根据A和B，获取C对应的第一电压值列表D={D₁，D₂，……，D_j，……，D_n}，D_j为C_j对应的第一电压值；

；

2.根据权利要求1所述的检测物体距离的数据处理系统，其特征在于，在S400步骤中包括如下步骤：

S401、若B_i-B_i-1＞B⁰，将A_i作为第一中间像素点位置ID，B_i作为第一中间电压值，以得到A对应的第一中间像素点位置ID列表F={F₁，F₂，……，F_r，……，F_s}和F对应的第一中间电压值列表F⁰={F⁰ ₁，F⁰ ₂，……，F⁰ _r，……，F⁰ _s}，F_r为A对应的第r个第一中间像素点位置ID，F⁰ _r为F_r对应的第一中间电压值，r=1，2……s，s为第一中间像素点位置ID数量，其中，当i=1时，将A_i作为第一中间像素点位置ID，B_i作为第一中间电压值；

S403、若B_i-B_i+1＞B⁰，将A_i作为第二中间像素点位置ID，B_i作为第二中间电压值，以得到A对应的第二中间像素点位置ID列表G={G₁，G₂，……，G_x，……，G_p}和G对应的第二中间电压值列表G⁰={G⁰ ₁，G⁰ ₂，……，G⁰ _x，……，G⁰ _p}，G_x为A对应的第x个第二中间像素点位置ID，G⁰ _x为G_x对应的第二中间电压值，x=1，2……p，p为第二中间像素点位置ID数量，其中，当i=m时，将A_i作为第二中间像素点位置ID，B_i作为第二中间电压值；

S405、当s=p且每一F⁰ _r与G⁰ _p-r+1一致时，获取D，否则，执行S407步骤，其中，在S405步骤中还包括如下步骤获取D_j：

S4051、当n为奇数且j≤（n+1）/2时，D_j符合如下条件：