CN219758511U - 激光测距装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光测距技术领域，公开了一种激光测距装置，包括测量机构、主机和AR眼镜。测量机构包括物像获取模块和激光测距模块，物像获取模块包括光学望远镜和摄像头，光学望远镜被配置为对待测物体进行成像，摄像头设置于光学望远镜的目镜后侧，用于拍摄目镜上的图像，激光测距模块设置于光学望远镜的物镜旁，用于测量待测物体与测量机构之间的距离信息；主机电连接于摄像头、激光测距模块和AR眼镜；摄像头和激光测距模块分别将获取的图像信息和距离信息发送至主机，主机根据接收到的图像和距离信息，控制AR眼镜进行显示。该激光测距装置操作简单，可满足远或近距离测距的需求，且能够将待测物体与测量结果进行实时对应，测量结果准确。

Description

激光测距装置

技术领域

本实用新型涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种激光测距装置。

背景技术

激光测距仪，是利用激光对目标距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标发射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，进而计算出从观测点到目标位置的距离。现有激光测距仪具有重量轻、体积小以及检测测速快的优点。

然而，现有的激光测距仪只能进行单一待测物体距离的测量，作业人员需在调节激光测距仪进行测量的同时，低头查看测量结果，操作十分不方便。并且，在作业人员查看测量结果时，激光测距仪若发生偏斜，还会导致测量结果不准确。同时，现有的激光测距仪无法利用同一设备实现对远近距离不同的待测物的测距需求，存在较为明显的使用局限性。

因此，亟需一种激光测距装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光测距装置，操作简单，可满足远距离测距和近距离测距的不同需求，且能够将待测物与测量结果进行实时对应，测量结果准确。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

激光测距装置，包括：

测量机构，所述测量机构包括物像获取模块和激光测距模块，所述物像获取模块包括光学望远镜和摄像头，所述光学望远镜被配置为对待测物体进行成像，所述摄像头设置于所述光学望远镜的目镜后侧，用于拍摄所述目镜上的图像，所述激光测距模块设置于所述光学望远镜的物镜旁，用于测量所述待测物体与所述测量机构之间的距离信息；

主机，电连接于所述摄像头和所述激光测距模块；

AR眼镜，通讯连接于所述主机；

所述摄像头将获取的图像信息发送至所述主机，所述主机根据接收到的所述图像信息，控制所述AR眼镜进行显示；

所述激光测距模块将获取的所述距离信息发送至所述主机，所述主机根据接收到的所述距离信息，控制所述AR眼镜进行显示。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述激光测距模块包括激光发射器、激光接收器和控制板，所述激光发射器和所述激光接收器均电连接于所述控制板，所述激光发射器用于向所述待测物体发射脉冲激光，所述激光接收器用于接收反射激光，所述控制板用于计算所述待测物体与所述激光发射器之间的距离，所述控制板与所述主机通讯连接。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述光学望远镜的物镜、所述激光发射器和所述激光接收器位于同一直线上。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述激光测距模块还包括IMU传感器，所述IMU传感器安装于所述待测物体的重心，所述IMU传感器与所述控制板通讯连接，所述IMU传感器能够测量所述待测物体的位姿信息，并发送至所述控制板。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述主机包括显示屏和控制器，所述显示屏与所述控制器电连接，所述控制器分别与所述AR眼镜和所述控制板通讯连接；

所述控制板将获取的所述距离信息发送至所述控制器，所述控制器根据接收到的所述距离信息，控制所述显示屏和所述AR眼镜进行显示。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述摄像头和所述主机上均设置有TYPE-C接口，所述摄像头通过数据线和所述TYPE-C接口与所述主机连接，实现数据传输。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述光学望远镜还包括调焦结构，所述调焦结构安装于所述物镜和所述目镜之间，用于调节所述目镜和所述物镜之间的距离。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述AR眼镜为双目显示结构，所述双目显示结构采用阵列光波导显示模组。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述测量机构还包括安装主体，所述光学望远镜、所述摄像头和所述激光测距模块均安装于所述安装主体上。

作为本实用新型提供的激光测距装置的可选方案，所述测量机构还包括安装支架，所述安装主体可拆卸连接于所述安装支架上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的激光测距装置包括测量机构、主机和AR眼镜。测量机构包括物像获取模块和激光测距模块。物像获取模块包括光学望远镜和摄像头，光学望远镜被配置为对待测物体进行成像，通过光学望远镜，可实现远近不同距离的物体的清晰成像。摄像头设置于光学望远镜的目镜后侧，用于拍摄目镜上的图像，进而得到待测物体的图像信息。激光测距模块设置于光学望远镜的物镜旁，用于测量待测物体与测量机构之间的距离信息。主机分别电连接于摄像头、激光测距模块和AR眼镜；摄像头将获取的图像信息发送至主机，主机根据接收到的图像信息，控制AR眼镜进行显示；激光测距模块将获取的距离信息发送至主机，主机根据接收到的距离信息，控制AR眼镜进行显示。也就是说，该激光测距装置能够将待测物体的图像与其距离信息同时显示在AR眼镜上，以便于作业人员查看，既能够保证测量结果的准确性，同时提高作业人员操作的便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的激光测距装置的部分结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的激光测距装置测量待测物体位置坐标的原理图；

图3是本实用新型实施例提供的AR眼镜的结构示意图。

图中：

1、测量机构；11、物像获取模块；111、光学望远镜；1111、物镜；1112、目镜；1113、调焦结构；112、摄像头；12、激光测距模块；121、激光发射器；122、激光接收器；13、安装主体；131、固定螺纹孔；

2、主机；21、显示屏；

3、AR眼镜。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

图1示出本实用新型实施例提供的激光测距装置的部分结构示意图；图3示出本实用新型实施例提供的AR眼镜的结构示意图。如图1和图3所示，本实施例提供了一种激光测距装置，其包括测量机构1、主机2和AR眼镜3。

其中，测量机构1包括物像获取模块11和激光测距模块12。物像获取模块11包括光学望远镜111和摄像头112，光学望远镜111被配置为对待测物体进行成像。摄像头112设置于光学望远镜111的目镜1112后侧，用于拍摄目镜1112上的图像，激光测距模块12设置于光学望远镜111的物镜1111旁，用于测量待测物体与测量机构1之间的距离信息。通过光学望远镜111，可实现远近不同距离的物体的清晰成像，进而满足远距离测距和近距离测距的不同需求。

具体地，光学望远镜111还包括调焦结构1113，调焦结构1113安装于物镜1111和目镜1112之间，用于调节目镜1112和物镜1111之间的距离。将待测物体置于物镜1111前方，通过目镜1112观察待测物体，并使其位于光学望远镜111的准星中心，然后通过调焦结构1113调节目镜1112与物镜1111之间的距离，进而使待测物体在目镜1112上清晰地成像。

再为具体地，激光测距模块12包括激光发射器121、激光接收器122和控制板。激光发射器121和激光接收器122均电连接于控制板，激光发射器121用于向待测物体发射脉冲激光，激光接收器122用于接收反射激光，控制板用于计算待测物体与激光发射器121之间的距离，控制板与主机2通讯连接。激光测距模块12是通过测量脉冲激光在往返过程中运行的时间来计算出测量装置到待测物体之间的距离，计算公式如下：

L：被测距离，测量装置到待测物体的距离；

c：光在空气中的传播速度；

t：光在空气中传播的时间。

更为具体地，光学望远镜111的物镜1111、激光发射器121和激光接收器122位于同一直线上。上述设置能够保证光学望远镜111的物镜1111、激光发射器121和激光接收器122与待测物体的距离一致，减小测量误差。

可选地，激光测距模块12还包括IMU传感器。IMU传感器安装于待测物体的重心，IMU传感器与控制板通讯连接，IMU传感器能够测量待测物体的位姿信息，并发送至控制板。IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，此为现有技术，其结构和原理本实施例中在此不做赘述。

继续参照图1，主机2电连接于摄像头112、激光测距模块12和AR眼镜3；摄像头112将获取的图像信息发送至主机2，主机2根据接收到的图像信息，控制AR眼镜3进行显示；激光测距模块12将获取的距离信息发送至主机2，主机2根据接收到的距离信息，控制AR眼镜3进行显示。也就是说，该激光测距装置能够将待测物体的图像与其距离信息同时显示在AR眼镜3上，以便于作业人员查看，既能够保证测量结果的准确性，同时提高作业人员操作的便捷性。

具体地，主机2包括显示屏21和控制器。显示屏21与控制器电连接，控制器分别与AR眼镜3和控制板通讯连接。控制板将获取的距离信息发送至控制器，控制器根据接收到的距离信息，控制显示屏21和AR眼镜3进行显示。示例性地，该控制器可选为现有技术中的PLC可编程逻辑控制器。

进一步地，该激光测距装置还能够计算出待测物体的位置坐标。图2示出本实用新型实施例提供的激光测距装置测量待测物体位置坐标的原理图，如图2所示，定义该激光测距装置的位置坐标为A(x,y)，待测物体的位置坐标为B(m,n)。该激光测距装置还包括定位机构，定位机构包括GPS定位模块和磁力传感器。该GPS定位模块集成于主机2上，用于提供该激光测距装置的位置信息，即A处的坐标(x,y)。示例性地，该GPS定位模块可选用现有技术中的GPS定位器。磁力传感器安装于控制板，可选为电子罗盘或指南针等，用于测量待测物体与该激光测距装置之间的夹角θ。A和B两点之间的距离L由激光测距模块12测量。由此，控制板可根据如下计算公式计算出待测物体处的位置信息，即B处的坐标(m,n)，

m＝x+L×sinθ

n＝y+L×cosθ

其中：m为B处的横坐标，n为B处的纵坐标；x为A处的横坐标，y为A处的纵坐标；L为A、B两点之间的距离，θ为A、B两点连线与竖直方向的夹角。

控制板可将计算出的待测物体处的位置信息，即B点的坐标(m,n)发送至控制器，控制器根据接收到的B点的坐标，控制显示屏21和AR眼镜3进行显示。

可选地，摄像头112和主机2上均设置有TYPE-C接口。摄像头112通过数据线和TYPE-C接口与主机2连接，实现数据传输。

继续参照图1，该测量机构1还包括安装主体13。光学望远镜111、摄像头112和激光测距模块12均安装于安装主体13上。安装主体13为上述结构提供安装位，能够保证测量机构1的结构整体性，便于携带和使用。

优选地，该测量机构1还包括安装支架，安装主体13可拆卸连接于安装支架上。具体地，安装支架为三角支架，稳定性好。安装支架的顶部设置有安装部，安装部的外侧设置外螺纹，安装主体13的底部开设固定螺纹孔131，安装部与安装主体13螺纹连接，即可将安装主体13架设于安装支架上。

可选地，参照图3，该AR眼镜3为双目显示结构，双目显示结构采用阵列光波导显示模组。进一步地，AR眼镜3的镜片厚度为1.7mm，AR眼镜3的视场角fov为40°，AR眼镜3的分辨率为1920×1080dpi。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.激光测距装置，其特征在于，包括：

测量机构(1)，所述测量机构(1)包括物像获取模块(11)和激光测距模块(12)，所述物像获取模块(11)包括光学望远镜(111)和摄像头(112)，所述光学望远镜(111)被配置为对待测物体进行成像，所述摄像头(112)设置于所述光学望远镜(111)的目镜(1112)后侧，用于拍摄所述目镜(1112)上的图像，所述激光测距模块(12)设置于所述光学望远镜(111)的物镜(1111)旁，用于测量所述待测物体与所述测量机构(1)之间的距离信息；

主机(2)，电连接于所述摄像头(112)和所述激光测距模块(12)；

AR眼镜(3)，通讯连接于所述主机(2)；

所述摄像头(112)将获取的图像信息发送至所述主机(2)，所述主机(2)根据接收到的所述图像信息，控制所述AR眼镜(3)进行显示；

所述激光测距模块(12)将获取的所述距离信息发送至所述主机(2)，所述主机(2)根据接收到的所述距离信息，控制所述AR眼镜(3)进行显示。

2.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光测距模块(12)包括激光发射器(121)、激光接收器(122)和控制板，所述激光发射器(121)和所述激光接收器(122)均电连接于所述控制板，所述激光发射器(121)用于向所述待测物体发射脉冲激光，所述激光接收器(122)用于接收反射激光，所述控制板用于计算所述待测物体与所述激光发射器(121)之间的距离，所述控制板与所述主机(2)通讯连接。

3.根据权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述光学望远镜(111)的物镜(1111)、所述激光发射器(121)和所述激光接收器(122)位于同一直线上。

4.根据权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光测距模块(12)还包括IMU传感器，所述IMU传感器安装于所述待测物体的重心，所述IMU传感器与所述控制板通讯连接，所述IMU传感器能够测量所述待测物体的位姿信息，并发送至所述控制板。

5.根据权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述主机(2)包括显示屏(21)和控制器，所述显示屏(21)与所述控制器电连接，所述控制器分别与所述AR眼镜(3)和所述控制板通讯连接；

所述控制板将获取的所述距离信息发送至所述控制器，所述控制器根据接收到的所述距离信息，控制所述显示屏(21)和所述AR眼镜(3)进行显示。

6.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述摄像头(112)和所述主机(2)上均设置有TYPE-C接口，所述摄像头(112)通过数据线和所述TYPE-C接口与所述主机(2)连接，实现数据传输。

7.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述光学望远镜(111)还包括调焦结构(1113)，所述调焦结构(1113)安装于所述物镜(1111)和所述目镜(1112)之间，用于调节所述目镜(1112)和所述物镜(1111)之间的距离。

8.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述AR眼镜(3)为双目显示结构，所述双目显示结构采用阵列光波导显示模组。

9.根据权利要求1-8任一项所述的激光测距装置，其特征在于，所述测量机构(1)还包括安装主体(13)，所述光学望远镜(111)、所述摄像头(112)和所述激光测距模块(12)均安装于所述安装主体(13)上。

10.根据权利要求9所述的激光测距装置，其特征在于，所述测量机构(1)还包括安装支架，所述安装主体(13)可拆卸连接于所述安装支架上。