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一種光學(xué)測距模組的制作方法

文檔序號:12061932閱讀:227來源:國知局
一種光學(xué)測距模組的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及光學(xué)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種光學(xué)測距模組。



背景技術(shù):

在許多應(yīng)用領(lǐng)域,比如無人機(jī)定高、避障等應(yīng)用場景,安防或者軌道交通等工業(yè)領(lǐng)域中,會應(yīng)用到測距設(shè)備。

目前,利用光測距的方法有很多種,其中,基于飛行時間(Time of flight,TOF)測距法是應(yīng)用較多的方法之一。飛行時間測距法包括脈沖式時間差測距與相位式測距,脈沖式時間差測距是通過計量激光脈沖在空間中飛行的時間,利用計量時間與光速相乘得到兩點間的距離;相位法測距是通過測量強(qiáng)度經(jīng)過正弦調(diào)制的發(fā)射光和由目標(biāo)反射回的返回光間的相位差,將相位差轉(zhuǎn)化為距離信息實現(xiàn)距離測量,相位法測距相比可獲得更高的測量精度。

現(xiàn)有技術(shù)中,基于“飛行時間”測距法的測距設(shè)備,沒有考慮環(huán)境因素對測量的影響,在距離測量中由于受環(huán)境因素的影響,導(dǎo)致距離測量準(zhǔn)確性低,測量精度低。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)測距模組,基于“飛行時間”相位法測距原理實現(xiàn)對目標(biāo)物的距離測量,提高了距離測量的測量準(zhǔn)確性和測量精度。

為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:

一種光學(xué)測距模組,包括:

用于產(chǎn)生強(qiáng)度經(jīng)過正弦波調(diào)制的測量光、并將測量光發(fā)射至被測目標(biāo)的光源部;

用于接收由被測目標(biāo)反射回的返回光、并根據(jù)測得的返回光與測量光間的相位差計算被測目標(biāo)到所述測距模組的基礎(chǔ)距離的光接收部;

與所述光接收部相連的、用于根據(jù)獲取的環(huán)境參數(shù)值對所述基礎(chǔ)距離進(jìn)行修正、以計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離的處理器。

可選地,還包括模組本體和端蓋;

所述模組本體設(shè)置有第一導(dǎo)孔和第二導(dǎo)孔,所述光源部、所述光接收部、所述處理電路設(shè)置在所述模組本體背向被測目標(biāo)一側(cè),由所述端蓋封裝;

所述光源部產(chǎn)生的測量光沿所述第一導(dǎo)孔傳播,發(fā)射至被測目標(biāo);

由被測目標(biāo)反射回的返回光沿所述第二導(dǎo)孔傳播至所述光接收部。

可選地,還包括分別設(shè)置在所述第一導(dǎo)孔、所述第二導(dǎo)孔朝向被測目標(biāo)一端端口的第一透鏡和第二透鏡;

所述第一透鏡用于將傳播的測量光準(zhǔn)直為平行光;

所述第二透鏡用于將由被測目標(biāo)反射回的返回光匯聚入所述第二導(dǎo)孔。

可選地,所述第一透鏡和所述第二透鏡的邊緣均設(shè)置有安裝邊,所述第一透鏡、所述第二透鏡通過安裝邊以卡扣形式與所述模組本體固定。

可選地,所述光源部包括安裝在所述第一導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一端端口的激光器和激光器端板;所述激光器端板設(shè)置有用于穿過所述激光器引腳的過孔,還設(shè)置有螺孔;

在所述模組本體上設(shè)置有螺孔,通過螺絲釘穿過所述激光器端板上的螺孔以及所述模組本體上的螺孔,將所述激光器與所述模組本體固定。

可選地,在所述第一導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一端的端口設(shè)置為凹孔,所述凹孔用于安裝所述激光器;

在端口邊緣設(shè)置有凹槽,在所述激光器邊緣設(shè)置有與凹槽契合的凸起。

可選地,還包括設(shè)置在所述第二導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一側(cè)的濾光片;

在所述第二導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一端端口設(shè)置有用于安裝所述濾光片的安裝槽。

可選地,所述第一導(dǎo)孔、所述第二導(dǎo)孔的內(nèi)壁為黑色,且設(shè)置有啞光條紋。

可選地,所述光接收部、所述處理器設(shè)置在線路板上;

在所述模組本體背向被測目標(biāo)一側(cè)的端面邊緣設(shè)置有與所述端面垂直的邊,在所述模組本體背向被測目標(biāo)一側(cè)的端面還設(shè)置有與所述端面垂直的定位柱,在所述線路板上與所述定位柱對應(yīng)的位置處設(shè)置有定位孔;

所述線路板的表面與所述邊接觸,所述定位柱穿過所述線路板上的定位孔。

可選地,在所述模組本體橫向的兩端設(shè)置有對稱的、用于與外部設(shè)備安裝的安裝柱,所述安裝柱具有中空型的通孔。

可選地,還包括與所述處理器相連的、用于獲取所述測距模組內(nèi)溫度的溫度采集電路;

所述處理器用于根據(jù)獲取的環(huán)境參數(shù)值對所述基礎(chǔ)距離進(jìn)行修正、以計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離包括:

所述處理器具體用于根據(jù)獲取的溫度值對基礎(chǔ)距離值進(jìn)行修正,計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離值。

可選地,所述光接收部還用于獲取環(huán)境光強(qiáng)度;

所述處理器用于根據(jù)獲取的環(huán)境參數(shù)值對所述基礎(chǔ)距離進(jìn)行修正、以計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離包括:

所述處理器具體用于根據(jù)獲取的環(huán)境光強(qiáng)度對基礎(chǔ)距離值進(jìn)行修正,計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離值。

可選地,所述處理器用于根據(jù)獲取的環(huán)境參數(shù)值對所述基礎(chǔ)距離進(jìn)行修正、以計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離包括:

所述處理器具體用于根據(jù)返回光的強(qiáng)度和基礎(chǔ)距離值計算目標(biāo)物的反射率,根據(jù)獲取的目標(biāo)物的反射率對所述基礎(chǔ)距離值進(jìn)行修正,計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離值。

由上述技術(shù)方案可知,本發(fā)明所提供的光學(xué)測距模組,包括光源部、光接收部和處理器。光源部產(chǎn)生強(qiáng)度經(jīng)過正弦波調(diào)制的測量光,發(fā)射至被測目標(biāo),測量光到達(dá)被測目標(biāo)發(fā)生漫反射,光接收部接收由被測目標(biāo)返回的反射光,根據(jù)測量的返回光與測量光間的相位差,計算出被測目標(biāo)到測距模組的基礎(chǔ)距離,處理器根據(jù)獲取的環(huán)境參數(shù)值對基礎(chǔ)距離進(jìn)行修正,以計算得到被測目標(biāo)到測距模組的距離。

本發(fā)明光學(xué)測距模組基于“飛行時間”相位法測距原理,實現(xiàn)對被測目標(biāo)的距離測量,其中通過獲取的環(huán)境參數(shù)值對測量距離進(jìn)行修正,因此將環(huán)境因素對距離測量的影響考慮在內(nèi),可提高距離測量的準(zhǔn)確性和測量精度。

附圖說明

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

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種光學(xué)測距模組的示意圖;

圖2為本發(fā)明實施例光學(xué)測距模組產(chǎn)生的調(diào)制光與接收的返回光的波形示意圖;

圖3為本發(fā)明又一實施例提供的一種光學(xué)測距模組的結(jié)構(gòu)分解示意圖;

圖4為圖3所示光學(xué)測距模組的外部結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本發(fā)明實施例提供的光學(xué)測距模組測量的距離誤差隨溫度變化的曲線;

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種光學(xué)測距模組的內(nèi)部電路示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參考圖1,本發(fā)明實施例提供的一種光學(xué)測距模組,包括:

用于產(chǎn)生強(qiáng)度經(jīng)過正弦波調(diào)制的測量光、并將測量光發(fā)射至被測目標(biāo)的光源部10;

用于接收由被測目標(biāo)反射回的返回光、并根據(jù)測得的返回光與測量光間的相位差計算被測目標(biāo)到所述測距模組的基礎(chǔ)距離的光接收部11;

與所述光接收部11相連的、用于根據(jù)獲取的環(huán)境參數(shù)值對所述基礎(chǔ)距離進(jìn)行修正、以計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離的處理器12。

本實施例光學(xué)測距模組,由光源部產(chǎn)生強(qiáng)度經(jīng)過正弦波調(diào)制的測量光,發(fā)射至被測目標(biāo),測量光到達(dá)被測目標(biāo)發(fā)生漫反射,光接收部接收由被測目標(biāo)返回的反射光,根據(jù)測量的返回光與測量光間的相位差,計算出被測目標(biāo)到測距模組的基礎(chǔ)距離,處理器根據(jù)獲取的環(huán)境參數(shù)值對基礎(chǔ)距離進(jìn)行修正,以計算得到被測目標(biāo)到測距模組的距離。

本實施例光學(xué)測距模組基于“飛行時間”相位法測距原理,實現(xiàn)對被測目標(biāo)的距離測量,其中通過獲取的環(huán)境參數(shù)值對測量距離進(jìn)行修正,因此將環(huán)境因素對距離測量的影響考慮在內(nèi),可提高距離測量的準(zhǔn)確性和測量精度。

本實施例光學(xué)測距模組中,光源部10包括驅(qū)動電路和光源,由驅(qū)動電路對光源進(jìn)行驅(qū)動和調(diào)制,產(chǎn)生連續(xù)的強(qiáng)度經(jīng)過正弦波調(diào)制的測量光。請參考圖2,為本實施例光學(xué)測距模組發(fā)射的測量光與接收的返回光的波形示意圖。光源部10產(chǎn)生的測量光具有固定的調(diào)制頻率f,調(diào)制周期TMOD,光接收部11接收的由被測目標(biāo)返回的返回光與光源部10產(chǎn)生的測量光具有相位差通過對測量光以及返回光進(jìn)行采樣,測得返回光與測量光之間的相位差可根據(jù)如下公式計算被測目標(biāo)到測距模組的距離:

其中,c表示光速,f表示正弦波調(diào)制頻率,L表示被測目標(biāo)到光學(xué)測距模組的距離。

下面對本實施例光學(xué)測距模組具體結(jié)構(gòu)做詳細(xì)說明。

在一種具體實施例中,請參考圖3,所述光學(xué)測距模組包括光源部、光接收部和處理器,還包括模組本體20和端蓋21。

其中,所述模組本體20設(shè)置有第一導(dǎo)孔和第二導(dǎo)孔,所述光源部、所述光接收部、所述處理器設(shè)置在所述模組本體20背向被測目標(biāo)一側(cè),由所述端蓋21封裝,其中光接收部、處理器設(shè)置在線路板22上。

光源部用于產(chǎn)生強(qiáng)度經(jīng)過正弦波調(diào)制的測量光、將測量光發(fā)射至被測目標(biāo)。所述光源部產(chǎn)生的測量光沿所述第一導(dǎo)孔傳播,發(fā)射出。由被測目標(biāo)反射回的返回光沿所述第二導(dǎo)孔傳播至所述光接收部。

可選地,所述光接收部包括光電傳感器,由光接收部接收由被測目標(biāo)反射回的返回光。

其中,第一導(dǎo)孔、第二導(dǎo)孔呈喇叭形,背向被測目標(biāo)一側(cè)端口較窄,朝向被測目標(biāo)一側(cè)端口較寬。

進(jìn)一步的,所述光學(xué)測距模組還包括分別設(shè)置在所述第一導(dǎo)孔、所述第二導(dǎo)孔朝向被測目標(biāo)一端端口的第一透鏡23和第二透鏡24;

所述第一透鏡23用于將傳播的測量光準(zhǔn)直為平行光;

所述第二透鏡24用于將由被測目標(biāo)反射回的返回光匯聚入所述第二導(dǎo)孔。

可選的,第一透鏡23可采用球面透鏡或者非球面透鏡,所述第二透鏡24可采用球面透鏡或者非球面透鏡。

本實施例中,可參考圖3所示,第一透鏡23的邊緣設(shè)置有安裝邊,在安裝邊上設(shè)置有凸起,相應(yīng)在模組本體第一導(dǎo)孔的端口處設(shè)置有穿孔,通過安裝邊的凸起穿入對應(yīng)的穿孔內(nèi),將所述第一透鏡23通過安裝邊以卡扣形式與所述模組本體20固定,這樣將第一透鏡23在模組本體20上的位置固定,能很好地限制第一透鏡23到光源部的距離,也不會因為安裝影響光束的準(zhǔn)直。

所述第二透鏡24的邊緣設(shè)置有安裝邊,在安裝邊上設(shè)置有凸起,相應(yīng)在模組本體20第二導(dǎo)孔的端口處設(shè)置有穿孔,通過安裝邊的凸起穿入對應(yīng)穿孔內(nèi),將所述第二透鏡24通過安裝邊以卡扣形式與所述模組本體20固定,這樣將第二透鏡24在模組本體20上的位置固定。

優(yōu)選的,所述第一透鏡23和所述第二透鏡24的直徑尺寸一致,這樣設(shè)計使測距模組的結(jié)構(gòu)更勻稱,方便客戶安裝。

優(yōu)選的,所述第一導(dǎo)孔的內(nèi)壁為黑色,且設(shè)置有啞光條紋,示例性的可設(shè)置為細(xì)十字啞光條紋,可以很好地防止眩光。所述第二導(dǎo)孔的內(nèi)壁為黑色,且設(shè)置有啞光條紋,可設(shè)置為細(xì)十字啞光條紋,能有效地將設(shè)計波段外的雜光反射出去或者吸收,減少進(jìn)入光接收部的雜光。提高測量距離的信噪比。

本實施例中,所述光源部可采用LED光源或者激光光源,可以理解的是,也可采用其它類型光源。

在本具體實施例中,所述光源部采用激光光源,參考圖3所示,具體包括安裝在所述第一導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一端端口的激光器25和激光器端板26;所述激光器端板26設(shè)置有用于穿過所述激光器25引腳的過孔,還設(shè)置有螺孔;在所述模組本體20上設(shè)置有螺孔,通過螺絲穿過所述激光器端板26上的螺孔以及所述模組本體20上的螺孔,將所述激光器25與所述模組本體20固定,通過所述激光器端板26將所述激光器25與所述模組本體20固定,

具體的,在所述第一導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一端的端口設(shè)置為凹孔,所述凹孔用于安裝所述激光器25;在端口邊緣設(shè)置有凹槽,在所述激光器25邊緣設(shè)置有與凹槽契合的凸起,采用這種防呆扣設(shè)計,將激光器25圓周方向的位置固定,防止其轉(zhuǎn)動。

激光器25安裝在凹孔內(nèi),激光器端面與凹孔內(nèi)臺階接觸,這樣限制了激光器25到第一透鏡23的最近距離。

通過激光器端板26將激光器固定安裝到模組本體20的第一導(dǎo)孔端口處。激光器25的后端面與激光器端板26接觸,這樣限制了激光器25到第一透鏡23的最遠(yuǎn)距離。從而,激光器25到第一透鏡23的最近距離和最遠(yuǎn)距離都被限制,通過第一導(dǎo)孔端口處的防呆扣將激光器圓周方向的位置限制,在設(shè)計公差范圍內(nèi),可以很好的準(zhǔn)直,不需要在生產(chǎn)時再進(jìn)行調(diào)節(jié)。

激光器25的引腳穿過激光器端板26,可以插到線路板22上。本實施例中,優(yōu)選的,激光器端板26上的過孔設(shè)計為喇叭形狀,其中插入端口大,可以使激光器25的引腳能比較容易地插入到過孔中,即使在工人操作時激光器引腳有輕微的歪斜,也能使引腳較容易的穿過;穿出端口較小,可約束激光器引腳方向,可以起到校正激光器引腳的作用,可以將歪斜的引腳校正,更準(zhǔn)確地插入到線路板中。

優(yōu)選的,所述激光器端板26還設(shè)置有導(dǎo)熱開孔,使激光器產(chǎn)生的熱量可通過導(dǎo)熱開孔散失,保證激光器良好的散熱效果。

通過激光器端板26將激光器25與模組本體20鎖緊固定,將線路板22與模組本體20固定后,再將激光器25引腳焊接到線路板22上。本安裝方式中,激光器與線路板的安裝很簡單,而對于目前市面上的其它測距模組,有的是需要通過引線,有的要通過掰彎激光器引腳與線路板焊接,這樣焊接的話需要調(diào)整激光器與透鏡的位置,以達(dá)到激光器與透鏡同心。但本安裝方式已經(jīng)限制激光器的位置,可以保證激光器與透鏡同心,不需要額外調(diào)節(jié)。

所述光學(xué)測距模組還包括設(shè)置在所述第二導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一側(cè)的濾光片27,通過濾光片27過濾掉作用波段以外的雜光,避免雜光干擾。在所述第二導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一端端口設(shè)置有用于安裝所述濾光片27的安裝槽。安裝槽與濾光片的形狀匹配,通過將濾光片放置到所述安裝槽內(nèi)從而將濾光片安裝。

進(jìn)一步的,將濾光片安裝到安裝槽內(nèi),在濾光片27外側(cè)面設(shè)置墊片28,通過墊片28將濾光片27壓緊到安裝槽內(nèi)。墊片28可采用有彈性的EVA材料,厚度設(shè)計增加了一點預(yù)壓量,使得可以通過線路板26將濾光片27壓緊安裝在模組本體20上。墊片28為中空型,中空部分與光電傳感器光感應(yīng)面匹配,使光照射到光電傳感器。本測距模組不需要點膠即可將濾光片安裝好,工藝簡單。

本實施例中,優(yōu)選的,第二導(dǎo)孔背向被測目標(biāo)一端端口,即朝向光接收部一端端口設(shè)計為小孔,可以有效地將雜光阻擋在外,以提高本測距模組的信噪比,提高測距的準(zhǔn)確性。本實施例中,線路板22設(shè)置在模組本體20背向被測目標(biāo)一側(cè),由端蓋21封裝。通過端蓋21封裝起到保護(hù)模組內(nèi)各電子元器件并且屏蔽環(huán)境光的作用。

在所述模組本體20背向被測目標(biāo)一側(cè)的端面邊緣設(shè)置有與所述端面垂直的邊30,在所述模組本體20背向被測目標(biāo)一側(cè)的端面還設(shè)置有與所述端面垂直的定位柱31,在所述線路板22上與所述定位柱31對應(yīng)的位置處設(shè)置有定位孔。在將線路板22與模組本體20封裝時,所述線路板22的表面與所述邊30接觸,所述定位柱穿過所述線路板22上的定位孔,這樣將線路板22的位置固定。

示例性的,可在模組本體20背向被測目標(biāo)一側(cè)的端面的四個邊緣分別設(shè)置與端面垂直的邊30,可在模組本體20背向被測目標(biāo)一側(cè)的端面設(shè)置至少兩個定位柱31。

通過確定和固定線路板22的安裝位置,可將光接收部的位置固定,另外透鏡以卡扣形式與模組本體固定,這樣透鏡與光接收部的相對位置和距離固定,保證接收的返回光能準(zhǔn)確地被聚焦到光接收部,而不再需要調(diào)焦。因此本測距模組在設(shè)計時將生產(chǎn)冗余考慮進(jìn)去,可節(jié)省生產(chǎn)成本。

光接收部、處理器設(shè)置在線路板22上,光接收部接收由被測目標(biāo)反射回的返回光、并根據(jù)測得的返回光與測量光間的相位差計算被測目標(biāo)到所述測距模組的基礎(chǔ)距離;處理器根據(jù)獲取的環(huán)境參數(shù)值對所述基礎(chǔ)距離進(jìn)行修正、以計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離。

進(jìn)一步的,本實施例光學(xué)測距模組,在所述模組本體20橫向的兩端設(shè)置有對稱的、用于與外部設(shè)備安裝的安裝柱29,所述安裝柱具有中空型的通孔。用戶可以通過該安裝柱29在設(shè)備任意一面安裝本測距模組。另外、在模組本體20的一面可設(shè)置定位柱,例如可在模組本體一面設(shè)置兩個定位柱,使客戶安裝的時候可以快速定位。因此,本模組安裝方式采用嵌入式設(shè)計,方便客戶嵌入到客戶產(chǎn)品中,快速集成。

因此,本實施例光學(xué)測距模組基于“飛行時間”相位法測距原理,實現(xiàn)對被測目標(biāo)的距離測量,具有高精度、寬量程、寬動態(tài)范圍的測量性能。本模組組裝結(jié)構(gòu)簡單,便于設(shè)計和生產(chǎn),不需要復(fù)雜的生產(chǎn)工藝即可實現(xiàn),適用于大批量生產(chǎn)。并且本光學(xué)測距模組為模組化產(chǎn)品,可以方便地集成到其他產(chǎn)品上。實用性強(qiáng)??蓱?yīng)用于無人機(jī)定高、避障或者掃地機(jī)建圖,以及軌道交通等領(lǐng)域。

本發(fā)明光學(xué)測距模組基于“飛行時間”相位法測距,在實際測量中測量相位的準(zhǔn)確性直接影響測量距離的準(zhǔn)確性。由于電子器件的工作性能受溫度影響,當(dāng)實際溫度偏離模組的工作溫度時模組內(nèi)電子器件對信號的傳輸存在滯后,會造成相位測量不準(zhǔn)確,最終會造成測量的距離產(chǎn)生偏移。

鑒于此,在本發(fā)明光學(xué)測距模組的一種實施例中,在上述實施例內(nèi)容的基礎(chǔ)上,還包括與所述處理器相連的、用于獲取所述測距模組內(nèi)溫度的溫度采集電路;所述處理器具體用于根據(jù)獲取的溫度值對基礎(chǔ)距離值進(jìn)行修正,計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離值。

處理器根據(jù)采集的模組內(nèi)溫度對基礎(chǔ)距離值進(jìn)行修正。具體的,可根據(jù)如下公式進(jìn)行溫度補償:

DTcorr=Dmeas-a(T-T0)2-b·(T-T0);

其中,DTcorr表示修正后的距離值,Dmeas表示計算得到的基礎(chǔ)距離值,T0表示測距模組的標(biāo)準(zhǔn)工作溫度,T表示當(dāng)前環(huán)境下測得的測距模組內(nèi)溫度??蓞⒖紙D5,為本實施例中測量距離誤差隨溫度變化的曲線。

當(dāng)測距模組應(yīng)用在室外,環(huán)境光較強(qiáng),環(huán)境光進(jìn)入模組內(nèi)被光電傳感器接收,會影響測距精度,這樣會使在不同強(qiáng)度的環(huán)境光背景下,測距精度差別大。鑒于此,在本發(fā)明光學(xué)測距模組的一種實施例中,所述光接收部還用于獲取環(huán)境光強(qiáng)度;所述處理器具體用于根據(jù)獲取的環(huán)境光強(qiáng)度對所述基礎(chǔ)距離值進(jìn)行修正,計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離值。

測量中產(chǎn)生的距離誤差與環(huán)境光強(qiáng)度的依賴關(guān)系是非線性的,但經(jīng)實驗得出,在兩個不同的背景光范圍內(nèi)會表現(xiàn)兩個線性擬合?;谏鲜龅男?zhǔn)測量,對應(yīng)的兩個線性系數(shù)可以用如下線性方程計算:

其中,m0表示第一線性范圍的曲線斜率,m1表示第二線性范圍的曲線斜率,E表示距離誤差,B表示環(huán)境光強(qiáng)度,B1表示兩個線性范圍的環(huán)境光強(qiáng)度分界值。

根據(jù)計算得到的基礎(chǔ)距離值以及當(dāng)前測得的環(huán)境光強(qiáng)度,可以根據(jù)校準(zhǔn)方程計算得到修正后的距離值。

在經(jīng)過環(huán)境光修正后,再根據(jù)測得的模組內(nèi)溫度對距離值進(jìn)行修正。

進(jìn)一步的,目標(biāo)物的反射率對測距模組的距離測量也存在影響。目標(biāo)物的反射率不同,即使在同樣的距離下,光電傳感器探測到的光強(qiáng)會不同,這對距離測量的精度影響也非常大,會使得對同一距離下的不同反射率物體測得不一樣的距離。鑒于此,在本發(fā)明光學(xué)測距模組的一種實施例中,所述處理器具體用于根據(jù)返回光的強(qiáng)度和基礎(chǔ)距離值計算目標(biāo)物的反射率,根據(jù)獲取的目標(biāo)物的反射率對所述基礎(chǔ)距離值進(jìn)行修正,計算得到被測目標(biāo)到所述測距模組的距離值。

目標(biāo)物的反射率不能通過測量直接得到,但可以利用光電傳感器探測到的返回光強(qiáng)度進(jìn)行估計。根據(jù)不同距離下測到的光強(qiáng)度,建立反射率查找表記錄不同反射率下同樣距離下的誤差,這樣在測量時通過查表將反射率對基礎(chǔ)距離值進(jìn)行補償。

優(yōu)選的,在本發(fā)明光學(xué)測距模組的一種實施例中,在進(jìn)行距離測量時,處理器的處理流程如下:

S100:從光接收部獲取基礎(chǔ)距離和返回光的強(qiáng)度,根據(jù)接收到的返回光強(qiáng)度,判斷接收到的光信號是否有效。

若否,即根據(jù)返回光強(qiáng)度判斷接收到的光信號無效,則重新開始測量,并在下次測量中增加或者減少測量時間。

S101:若是,根據(jù)返回光的強(qiáng)度和基礎(chǔ)距離值,查找當(dāng)前距離下被測目標(biāo)的反射率,并判斷被測目標(biāo)的反射率是否在正常范圍內(nèi)。

若反射率過強(qiáng),則重新開始測量,并在下次測量中減少測量時間;

若反射率過低,則重新開始測量,并在下次測量中增加測量時間;

若反射率在正常范圍內(nèi),則根據(jù)反射率對基礎(chǔ)距離值進(jìn)行修正,然后進(jìn)入下一步驟。

S102:根據(jù)獲取的環(huán)境光強(qiáng)度,判斷環(huán)境光強(qiáng)度是否在正常范圍內(nèi)。

若環(huán)境光強(qiáng)度過強(qiáng),則重新開始測量,并在下次測量中減少測量時間;

若環(huán)境光強(qiáng)度正常,則根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度對距離值進(jìn)行修正;

S103:根據(jù)獲取的溫度值對距離值進(jìn)行修正。

計算得到被測目標(biāo)到測距模組的距離值,最后結(jié)束本次測量,

進(jìn)一步的,本實施例光學(xué)測距模組,可參考圖6,還包括用于向所述測距模組內(nèi)各器件供電的電源管理電路。所述測距模組還設(shè)置有接口,用戶可以通過接口與外部設(shè)備連接,下載數(shù)據(jù)。

以上對本發(fā)明所提供的一種光學(xué)測距模組進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述,以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾,這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

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