本發(fā)明涉及光電測(cè)距領(lǐng)域，尤其涉及一種激光測(cè)距系統(tǒng)、裝置、組合裝置及方法。

背景技術(shù)：

主流的激光測(cè)距裝置一般集成控制、顯示、傳感、通信功能，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。目前，移動(dòng)終端如手機(jī)、平板等也開始與測(cè)距模塊配合，應(yīng)用于激光測(cè)距，這種測(cè)距模塊一般采用相位法進(jìn)行測(cè)距。

而通過相位法進(jìn)行測(cè)距，要求發(fā)射激光并且接收到從目標(biāo)物體表面反射回來的光信號(hào)，如果接收光信號(hào)太小會(huì)導(dǎo)致較大的測(cè)距誤差甚至是不能測(cè)量。通常這類測(cè)距模塊有一個(gè)較大的接收鏡頭，也使得整個(gè)測(cè)距模塊的體積較大，而將移動(dòng)終端應(yīng)用于激光測(cè)距的本意是期望達(dá)到整個(gè)測(cè)量模塊能夠小型化甚至是微型化，這種矛盾使得目前的手機(jī)測(cè)距模塊的應(yīng)用難以推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明有必要提供一種操作簡(jiǎn)單并能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)測(cè)距的激光測(cè)距系統(tǒng)、裝置、組合裝置，以及激光測(cè)距方法。

一種激光測(cè)距系統(tǒng)，包括：

激光發(fā)射模塊，用于向待測(cè)物發(fā)射激光；

拍攝模塊，用于拍攝激光在待測(cè)物形成的光斑圖像；以及，

測(cè)距模塊，用于獲取所發(fā)射激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑的最大直徑d，并根據(jù)待測(cè)距離L＝d/θ得到待測(cè)距離L。

優(yōu)選地，所述光斑的最大直徑d＝m*P*θ/FOV*cosɑ，其中，θ為激光的最大發(fā)散角，F(xiàn)OV為拍攝模塊的水平視場(chǎng)角，ɑ為光斑最大擴(kuò)散方向與水平方向的夾角，P為拍攝模塊的水平像素，m為拍攝模塊的放大倍數(shù)。

優(yōu)選地，還包括標(biāo)定模塊，用于標(biāo)定激光的最大發(fā)散角θ。

優(yōu)選地，所述最大發(fā)散角θ根據(jù)公式θ＝θ₁L₁/L₀得到，其中，L₀為標(biāo)準(zhǔn)靶位，θ₁為激光在標(biāo)準(zhǔn)靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位之間的距離。

一種激光測(cè)距裝置，用于與移動(dòng)終端配合使用進(jìn)行測(cè)距，移動(dòng)終端用于拍攝激光形成的光斑，所述激光測(cè)距裝置包括：

激光發(fā)射模塊，用于向待測(cè)物發(fā)射激光；

通信模塊，用于與移動(dòng)終端進(jìn)行通信；以及，

測(cè)距模塊，用于獲取激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑圖像的最大直徑d，并根據(jù)待測(cè)距離L＝d/θ得到待測(cè)距離L。

優(yōu)選地，所述光斑的最大直徑d＝m*P*θ/FOV*cosɑ，其中，θ為激光的最大發(fā)散角，F(xiàn)OV為所述移動(dòng)終端的拍攝裝置的水平視場(chǎng)角，ɑ為光斑最大擴(kuò)散方向與水平方向的夾角，P為所述移動(dòng)終端的拍攝裝置的水平像素，m為所述移動(dòng)終端的拍攝裝置的放大倍數(shù)。

優(yōu)選地，所述通信模塊包括：

USB通信單元，用于通過USB接口協(xié)議與所述移動(dòng)終端連接；及/或，

Lightning通信單元，用于通過Lightning接口協(xié)議與所述移動(dòng)終端連接；及/或，

藍(lán)牙通信單元，用于通過藍(lán)牙通信協(xié)議與所述移動(dòng)終端連接；及/或，

WI-FI通信單元，用于通過WI-FI通信協(xié)議與所述移動(dòng)終端連接；及/或，

音頻通信單元，用于通過音頻接口協(xié)議與所述移動(dòng)終端連接。

優(yōu)選地，還包括標(biāo)定模塊，用于標(biāo)定激光的最大發(fā)散角θ。

優(yōu)選地，所述最大發(fā)散角θ根據(jù)公式θ＝θ₁L₁/L₀得到，其中，L₀為標(biāo)準(zhǔn)靶位，θ₁為激光在標(biāo)準(zhǔn)靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位之間的距離。

一種激光測(cè)距組合裝置，包括如上述的激光測(cè)距裝置及移動(dòng)終端，所述移動(dòng)終端用于拍攝激光所形成的光斑，所述通信模塊通過USB接口協(xié)議、Lightning接口協(xié)議、音頻接口協(xié)議、藍(lán)牙通信協(xié)議、WI-FI通信協(xié)議中的至少一種與所述移動(dòng)終端連接。

優(yōu)選地，所述移動(dòng)終端通過音頻接口為所述激光測(cè)距裝置供電。

一種激光測(cè)距方法，包括以下步驟：

向待測(cè)物發(fā)射激光；

拍攝激光在待測(cè)物形成的光斑；

獲取激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑圖像的最大直徑d，并根據(jù)待測(cè)距離L＝d/θ得到待測(cè)距離L。

優(yōu)選地，所述光斑的最大直徑d＝m*P*θ/FOV*cosɑ，其中，θ為激光的最大發(fā)散角，F(xiàn)OV為拍攝裝置的水平視場(chǎng)角，ɑ為光斑最大擴(kuò)散方向與水平方向的夾角，P為所述拍攝裝置的水平像素，m為拍攝裝置的放大倍數(shù)。

優(yōu)選地，激光測(cè)距方法還包括：

標(biāo)定激光的最大發(fā)散角θ。

優(yōu)選地，所述最大發(fā)散角θ根據(jù)公式θ＝θ₁L₁/L₀得到，其中，L₀為標(biāo)準(zhǔn)靶位，θ₁為激光在標(biāo)準(zhǔn)靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位之間的距離。

本發(fā)明通過獲取激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑的最大直徑d，根據(jù)公式L＝d/θ，能夠快速地獲得待測(cè)距離，操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性高，提高了測(cè)距效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種激光測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明激光測(cè)距原理示意圖；

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的另一種激光測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的一種激光測(cè)距組合裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是第四實(shí)施例提供的另一種激光測(cè)距組合裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明第五實(shí)施例提供的一種激光測(cè)距方法的流程圖；

圖7是本發(fā)明第六實(shí)施例提供的另一種激光測(cè)距方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請(qǐng)參看圖1，本發(fā)明的第一實(shí)施例提供一種激光測(cè)距系統(tǒng)100，包括：

激光發(fā)射模塊10，用于向待測(cè)物發(fā)射激光；

拍攝模塊20，用于拍攝激光在待測(cè)物形成的光斑圖像；以及，

測(cè)距模塊30，用于獲取所發(fā)射激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑的最大直徑d，并根據(jù)待測(cè)距離L＝d/θ得到待測(cè)距離L。

請(qǐng)參看圖2，激光測(cè)距的原理示意圖，其中，激光從O點(diǎn)發(fā)出，最大發(fā)散角為θ，光斑的最大直徑為d，對(duì)于實(shí)際距離L，有L＝(d/2)/tan(θ/2)。對(duì)于小角度(θ≤0.1745，對(duì)應(yīng)10°)，tanθ＝θ，誤差不超過1％，因此可以通過公式L＝d/θ得到待測(cè)距離。

其中，所述光斑的最大直徑d＝m*P*θ/FOV*cosɑ，其中，θ為激光的最大發(fā)散角，F(xiàn)OV為拍攝模塊20的水平視場(chǎng)角，ɑ為光斑最大擴(kuò)散方向與水平方向的夾角，P為拍攝模塊20的水平像素，m為拍攝模塊20的放大倍數(shù)。

本實(shí)施例通過測(cè)距模塊10獲取激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑的最大直徑d，根據(jù)公式L＝d/θ，能夠簡(jiǎn)單快速地獲得待測(cè)距離，提高了測(cè)距效率。

請(qǐng)參看圖3，基于本發(fā)明第一實(shí)施例的第二實(shí)施例，系統(tǒng)還包括標(biāo)定模塊40，用于標(biāo)定激光的最大發(fā)散角θ。

具體地，所述最大發(fā)散角θ根據(jù)公式θ＝θ₁L₁/L₀得到，其中，L₀為標(biāo)準(zhǔn)靶位，θ₁為激光在標(biāo)準(zhǔn)靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位之間的距離。

本實(shí)施例根據(jù)已知的系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位的距離，計(jì)算得到激光的最大發(fā)散角θ，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，提高了測(cè)距的準(zhǔn)確性。

請(qǐng)參看圖4，本發(fā)明第三實(shí)施例提供的一種激光測(cè)距裝置200，用于與移動(dòng)110例如手機(jī)、平板電腦等配合使用進(jìn)行測(cè)距，組成激光測(cè)距組合裝置。本發(fā)明中，所述移動(dòng)終端110為手機(jī)。所述激光測(cè)距裝置100用于通過激光進(jìn)行測(cè)距，所述移動(dòng)終端110用于拍攝激光在待測(cè)物形成的光斑圖像，以及顯示光斑圖像及測(cè)距結(jié)果并保存為圖片。

所述激光測(cè)距裝置200包括：

激光發(fā)射模塊201，用于向待測(cè)物發(fā)射激光；

通信模塊202，用于與移動(dòng)終端110進(jìn)行通信；以及，

測(cè)距模塊203，用于獲取激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑圖像的最大直徑d，并根據(jù)待測(cè)距離L＝d/θ得到待測(cè)距離L。

其中，所述光斑的最大直徑d＝m*P*θ/FOV*cosɑ，其中，θ為激光的最大發(fā)散角，F(xiàn)OV為所述移動(dòng)終端的拍攝裝置的水平視場(chǎng)角，ɑ為光斑最大擴(kuò)散方向與水平方向的夾角，P為所述移動(dòng)終端的拍攝裝置的水平像素，m為所述移動(dòng)終端的拍攝裝置的放大倍數(shù)。

進(jìn)一步地，所述通信模塊202包括：

USB通信單元，用于通過USB接口協(xié)議與所述移動(dòng)終端110連接；及/或，

Lightning通信單元，用于通過Lightning接口協(xié)議與所述移動(dòng)終端110連接；及/或，

藍(lán)牙通信單元，用于通過藍(lán)牙通信協(xié)議與所述移動(dòng)終端110連接；及/或，

WI-FI通信單元，用于通過WI-FI通信協(xié)議與所述移動(dòng)終端110連接；及/或，

音頻通信單元，用于通過音頻接口協(xié)議與所述移動(dòng)終端110連接。

另一實(shí)施例中，所述移動(dòng)終端110通過音頻接口為激光測(cè)距裝置200供電。

本實(shí)施例通過測(cè)距模塊10獲取激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑的最大直徑d，根據(jù)公式L＝d/θ，能夠簡(jiǎn)單快速地獲得待測(cè)距離，提高了測(cè)距效率。

請(qǐng)參看圖5，基于本發(fā)明第三實(shí)施例的第四實(shí)施例，激光測(cè)距裝置200還包括標(biāo)定模塊40，用于標(biāo)定激光的最大發(fā)散角θ。

具體地，所述最大發(fā)散角θ根據(jù)公式θ＝θ₁L₁/L₀得到，其中，L₀為標(biāo)準(zhǔn)靶位，θ₁為激光在標(biāo)準(zhǔn)靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位之間的距離。

本實(shí)施例根據(jù)已知的系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位的距離，計(jì)算得到激光的最大發(fā)散角θ，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，提高了測(cè)距的準(zhǔn)確性。

請(qǐng)參看圖6，本發(fā)明的第五實(shí)施例提供了一種激光測(cè)距方法，包括以下步驟：

步驟S100、向待測(cè)物發(fā)射激光；

步驟S200、拍攝激光在待測(cè)物形成的光斑；

步驟S300、獲取激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑圖像的最大直徑d，并根據(jù)待測(cè)距離L＝d/θ得到待測(cè)距離L。

其中，所述光斑的最大直徑d＝m*P*θ/FOV*cosɑ，其中，θ為激光的最大發(fā)散角，F(xiàn)OV為拍攝裝置的水平視場(chǎng)角，ɑ為光斑最大擴(kuò)散方向與水平方向的夾角，P為所述拍攝裝置的水平像素，m為拍攝裝置的放大倍數(shù)。

本實(shí)施例通過測(cè)距模塊10獲取激光的最大發(fā)散角θ，以及激光所形成光斑的最大直徑d，根據(jù)公式L＝d/θ，能夠簡(jiǎn)單快速地獲得待測(cè)距離，提高了測(cè)距效率。

請(qǐng)參看圖7，基于第五實(shí)施例的第六實(shí)施例，激光測(cè)距方法在還包括：

步驟S400、標(biāo)定激光的最大發(fā)散角θ。

具體地，所述最大發(fā)散角θ根據(jù)公式θ＝θ₁L₁/L₀得到，其中，L₀為標(biāo)準(zhǔn)靶位，θ₁為激光在標(biāo)準(zhǔn)靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位之間的距離。

本實(shí)施例根據(jù)已知的系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)靶位的距離，計(jì)算得到激光的最大發(fā)散角θ，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，提高了測(cè)距的準(zhǔn)確性。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、移動(dòng)硬盤、ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。