一种测距方法技术

本发明专利技术公开了一种测距方法，包括：光源点Ｂ发射激光照射到反射点Ｃ，光接收点捕获反射点Ｃ反射的激光，并在图像传感器形成光点Ａ；根据图像传感器形成的光点图像获取线段ＡＰ的长度，根据直角三角形ＰＯＡ，以及线段ＡＰ和线段ＯＰ的长度得出角ＯＡＰ的数值；如果图像传感器形成的平面和线段ＢＯ平行，角ＯＡＰ的数值为反射激光和线段ＢＯ的夹角ＣＯＢ；如果角ＣＢＯ为直角，则根据线段ＢＯ的长度和角ＯＡＰ的数值得出线段ＣＢ的长度数值，线段ＣＢ的长度数值为本地到目标点的距离。本发明专利技术由于测距算法简单，所以可以大大降低对电子器械的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测距技术，具体说，涉及一种本地到目标点之间测距的方法。
技术介绍
激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪 的五分之一到数百分之一，因而被广泛用于地形测量，战场测量，坦克、飞机、舰艇和火炮对 目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。同时，也是提高高坦克、飞机、舰 艇和火炮精度的重要技术装备。 激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。现有激光测距仪在工 作时向目标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，计算出从观测者到目标的距离。如果光以速度c在空气中传播在A、 B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用D = ct/2表示，式中D表示A、B 两点间距离，c表示光在大气中传播的速度，t表示光往返A、B —次所需的时间。由上式可 知，要测量A、 B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，通常可分 为脉冲式和相位式两种测量形式。相位式是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制 并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所 代表的距离。 但是，上述的激光测距技术对于电子器件的要求极高，所以，造成激光测距仪的制 造成本居高不下，限制了大范围推广使用。 如图1所示，是现有技术中影像感测装置的结构示意图。影像感测装置100的结 构包括图像传感器101和镜头102。影像感测装置100可以选用数码摄像机或者数码照 相机。图像传感器能够将照射到其上的光形成图像数据。图像传感器可以采用电荷藕合器 件图像传感器(CCD,Charge CoupledDevice)或者互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor)。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供，由于测距算法简单，所以可以大大降低对电子器械的要求。 技术方案如下 —种测距方法，包括激光器和影像感测装置，所述影像感测装置包括镜头和图像 传感器，包括 以激光器为光源点B，以目标点为光反射点C，以影像感测装置为光接收点，所述 光源点B、光反射点C和光接收点构成三角形关系； 所述光源点B发射激光照射到所述反射点C，所述光接收点捕获所述反射点C反射 的激光，并在所述图像传感器形成光点A ; 穿过所述镜头中心点O垂直于所述图像传感器所在平面作垂线，将所述垂线和所3述图像传感器的交点为设定基点P，所述中心点0、设定基点P和光点A构成直角三角形POA ; 根据所述图像传感器形成的光点图像获取线段AP的长度，根据所述直角三角形 POA，以及所述线段AP和线段OP的长度得出角OAP的数值； 如果所述图像传感器形成的平面和线段BO平行，所述角OAP的数值为反射激光和 线段BO的夹角COB ;如果角CBO为直角，则根据线段BO的长度和角OAP的数值得出线段CB 的长度数值，所述线段CB的长度数值为本地到所述目标点的距离。 进一步如果所述图像传感器形成的平面和所述线段BO形成第一旋转角度，则所述反射激光和线段BO的夹角数值为所述角OAP和所述第一旋转角度的差值。 进一步如果所述光源点B形成第二旋转角度，则角CBO的数值等于90度减去所述第二旋转角度；根据所述角CBO和所述角COB的数值，以及线段BO的数值得到所述本地到所述目标点的距离。 进一步过C点向线段BO做垂线，交于D点；根据BO = BD+DO、CD = DOXtgCOB和 CD = BDXtgCBD得出CD的数值，其中，所述CD为所述本地到所述目标点的距离。 进一步所述测距方法应用在测距仪中，所述测距仪包括数值运算模块和显示屏； 所述图像传感器将光点A形成的图像信息发送到所述数值运算模块；所述数值运算模块测 定所述图像信息上AP的长度，以及计算所述本地到所述目标点的距离，并将得出的所述距 离数值发送到所述显示屏进行显示。 进一步所述数值运算模块和显示屏设置在所述测距仪的主板上，所述主板用于 为所述数值运算模块和显示屏提供电路。 进一步如果角CBO为直角，则线段CB的长度为所述本地到所述目标点的距离。 进一步角OAP = arctgOP/PA， OP代表线段OP的长度，PA代表线段PA的长度；CB =BOXtgOAP， BO代表线段BO的长度。 进一步所述图像传感器采用电荷藕合器件图像传感器或者互补性氧化金属半导 体。进一步所述镜头前端设置有滤光片，所述滤光片用于过滤掉干扰光。 本专利技术技术方案带来的技术效果包括 1、本专利技术和现有的激光测距技术完全不同，提供了一种全新的测距方式，由于测 距算法简单，所以可以大大降低对电子器械的要求，便于大面积推广。 2、在建筑施工、建筑安装、房屋测量等活动中，经常需要测量两点之间距离，目前 所采用的方法基本上采用皮尺或巻尺进行丈量，测量时常常需要两个人来进行，有时因现 场环境复杂、测量点不易到达甚至不能到达，给测量造成不便。而本专利技术使用方便，非常适 合于复杂条件下使用。 3、本专利技术"所见即所量"，只需将装置放置在一点，将所发射的激光指向所需测量 的另一点即可看到测量数据；使用时只需一人便可测量距离，测量两点只需到达一点即可， 而另一点可以是难以到达或无法到达的位置。附图说明 图1是现有技术中影像感测装置的结构示意4 图2是本专利技术中测距仪的工作示意图； 图3是本专利技术中得出反射光线夹角和反射点距离的示意图； 图4是本专利技术中光电荷耦合器件图像传感器倾斜45°角的工作示意图； 图5是本专利技术中得出CCD倾斜后反射光线夹角的示意图； 图6是本专利技术中设置有激光器转轴、横梁转轴和影像感测装置转轴的测距仪的工 作示意图； 图7是本专利技术中设置有激光转轴、横梁转轴和影像感测装置转轴的测距仪在出射 角度不是90°角的工作示意图； 图8是本专利技术中出射角度不是90。时得出反射光线夹角和反射点距离的示意图； 图9是本专利技术中得出图8示例反射光线夹角和反射点距离的示意图。具体实施例方式本专利技术提供了一种全新的测距方法，可以便捷有效地测量出目标位置到测距仪之 间的距离。以激光源为光源点，以目标点为光反射点，以影像感测装置为光接收点，构建光 源点、光源反射点和光接收点三点之间的三角关系，并通过影像感测装置获得反射点到光 源点之间的夹角(即反射角)，利用光接收点与光源点之间的距离、激光束的发射角和反射 角获得本地到目标点之间距离，达到测距的目的。为了计算方便，通常激光束的发射角为直 角。 当图像传感器采用CCD时，上述反射角通过以下方式获得 穿过镜头102垂直于CCD101所在平面作垂线，以该垂线和CCD101的交点为设定 基点；如果影像感测装置100的结构确定，则CCD101到镜头102的距离是确定的。当有激 光射到CCD101上时，会在CCD101上形成光点，就会得到光点到设定基点之间的距离；这样， 镜头102、光点、设定基点就会构成一个直角三角形，利用CCD101到镜头102的距离、光点到 设定基点的距离得到反射激光和CCD101之间的夹角。如果CCD101与光源点和光接收点的 连线平行，则反射激光和CCD101之间的夹角就等于反射角；如果CCD101有旋转角度，则反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测距方法，包括激光器和影像感测装置，所述影像感测装置包括镜头和图像传感器，其特征在于，包括：以激光器为光源点Ｂ，以目标点为光反射点Ｃ，以影像感测装置为光接收点，所述光源点Ｂ、光反射点Ｃ和光接收点构成三角形关系；所述光源点Ｂ发射激光照射到所述反射点Ｃ，所述光接收点捕获所述反射点Ｃ反射的激光，并在所述图像传感器形成光点Ａ；穿过所述镜头中心点Ｏ垂直于所述图像传感器所在平面作垂线，将所述垂线和所述图像传感器的交点为设定基点Ｐ，所述中心点Ｏ、设定基点Ｐ和光点Ａ构成直角三角形ＰＯＡ；根据所述图像传感器形成的光点图像获取线段ＡＰ的长度，根据所述直角三角形ＰＯＡ，以及所述线段ＡＰ和线段ＯＰ的长度得出角ＯＡＰ的数值；如果所述图像传感器形成的平面和线段ＢＯ平行，所述角ＯＡＰ的数值为反射激光和线段ＢＯ的夹角ＣＯＢ；如果角ＣＢＯ为直角，则根据线段ＢＯ的长度和角ＯＡＰ的数值得出线段ＣＢ的长度数值，所述线段ＣＢ的长度数值为本地到所述目标点的距离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢波，
申请(专利权)人：卢波，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]