線段求取質心，同 時，根據(jù)實測記錄該不完整質心對應的真實距離，從而獲取超出理論值的測距范圍。
[0026] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0027] 1)本發(fā)明中激光發(fā)射器經激光整型模塊整型發(fā)出的線束激光，照射到前方目標物 體表面反射所成的像為折線線段或曲線線段，經過DSP處理單元進行數(shù)據(jù)處理得到待測距 離，本發(fā)明可以一次測量一個寬角度范圍內多個點的距離，提高了測量精度，使得測量距離 更加快速精確。
[0028] 2)本發(fā)明結構簡單，用戶成本低，在通信、航空、智能家居，尤其是機器人測距領域 有很高的應用價值。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明所述的測距裝置結構示意圖
[0030] 圖2為本發(fā)明所述的測距裝置側視圖
[0031] 圖3為本發(fā)明所述的在Y軸方向測距方法原理圖 [0032]圖4為本發(fā)明所述的在X軸方向測距方法原理圖
[0033]圖5為本發(fā)明所述的測距裝置在不同距離墻面上成像的折線線段示意圖 [0034]圖6為本發(fā)明所述的測距裝置正對著墻面成像的折線線段示意圖
[0035] 圖7為本發(fā)明所述的測距裝置斜對著墻面得到的折線線段示意圖
[0036] 圖中符號表示：1:激光發(fā)射器;2:DSP電路;3:FIFO模塊;4:成像透鏡;5:普通攝像 頭芯片;6:連接導線;7:基座;8: DSP處理單元;9:濾光片；10:激光整型模塊
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
[0038]如圖1所示，一種基于線束激光器和普通攝像頭芯片的多點測距裝置，該裝置包括 激光發(fā)射器1、激光整型模塊10、成像透鏡組4、普通攝像頭芯片5及DSP處理單元8;激光發(fā)射 器1經激光整型模塊10整型為線束激光，線束激光照射到前方寬角度范圍內待測目標物體 表面，發(fā)生漫反射，反射的光會映射為不同的折線線段或曲線線段，上述折線線段或曲線線 段與當前視場角內的物體經成像透鏡組4共同成像于普通攝像頭芯片5上，普通攝像頭芯片 5把圖像數(shù)據(jù)傳輸給DSP處理單元8,實現(xiàn)光信號轉換為電信號，經DSP處理單元8采集上述成 像的折線線段或曲線線段，并計算其質心，根據(jù)角度關系進而計算出待測距離。
[0039]所述的激光整型模塊10安裝在激光發(fā)射器1的后端，用于將點束激光整型為線束 激光；
[0040]本實施例中激光整型模塊10為成型透鏡組，在本發(fā)明的其他實施例中，激光整型 模塊10也可以為振動片、還可以為旋轉棱鏡。
[0041 ] DSP處理單元8包括FIFO模塊3、連接導線6、DSP電路2;成像透鏡組4進一步包括一 濾光片9,濾光片9安裝在所述透鏡組4前端，用以濾掉特定波長的光。
[0042]如附圖2所示，該測距裝置進一步包括一基座7,所述激光發(fā)射器1、成像透鏡組4、 普通攝像頭芯片5及DSP處理單元8固定在該基座上，基座8與普通攝像頭芯片所在平面成一 定角度，本實施例中所成的角度可以為84.3°;激光發(fā)射器1到成像透鏡組4的距離可以為5 cm〇
[0043]本實施例中普通攝像頭芯片5為CCD圖像傳感器，在本發(fā)明的其他實施例中，普通 攝像頭芯片5可以為CMOS圖像傳感器。
[0044]具體來說，本發(fā)明還提供一種上述激光測距裝置的測距方法：
[0045]上述激光測距裝置的測距方法為：
[0046] 1)獲取圖像數(shù)據(jù):調整激光發(fā)射器的發(fā)射方向與普通攝像頭芯片所在平面成某一 角度，激光發(fā)射器經過激光整型模塊發(fā)出的線束激光照射到前方寬角度范圍內待測目標物 體表面，發(fā)生漫反射，反射的折線或曲線與當前視場角內的物體經成像透鏡組共同成像于 普通攝像頭芯片上，反射的折線或曲線成像為多條高亮度的折線線段或者曲線線段，其他 背景成像為比較低亮度的數(shù)據(jù)，普通攝像頭芯片記錄對應方向的一幀數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并將 該幀圖像數(shù)據(jù)傳輸給DSP處理單元，該幀圖像記錄了當前時間鏡頭視場角內的數(shù)字化了的 圖像數(shù)據(jù)；
[0047] 2)處理圖像數(shù)據(jù):DSP處理單元對步驟1)中所述的圖像數(shù)據(jù)進行處理，首先用數(shù)字 算法消除圖像畸變，而后進行數(shù)據(jù)平滑消除噪點，最后設定門限進行二值化；
[0048] 3)再次根據(jù)步驟1)中所述的折線線段或曲線線段的左右關系對圖像平滑進而消 除噪點，將各條折線線段或曲線線段調整為自左向右的折線，使得同一個X坐標上只有一個 高亮線段存在；
[0049 ] 4)求取每一個X坐標上的高亮線段的質心:將同一個X坐標的高亮線段的點坐標加 起來進行平均，可以得到對應X坐標的質心為Y;經過本步計算，從左到右的任意一個X坐標 上，只可能有不超過1個的Y高亮質心點;對于某個X，如果有1個Y質心點，代表這個方向上的 距離在測距范圍內，如果沒有Y質心點，代表這個方向上的距離不在測距范圍內。
[0050] 如同算法原理所述，在普通攝像頭芯片所成的圖像中X軸方向的每一列代表一個 成像角度，而Y軸成像坐標代表測距距離對應當前位置的垂直距離。
[0051] 5)根據(jù)自左至右的所有(X，Y)計算測量角度和測量距離：
[0052] a)對于某一個(X，Y)，根據(jù)Y軸坐標求垂直距離d，如圖3所示：已知激光發(fā)射器到普 通攝像頭芯片鏡頭組的距離為P，普通攝像頭芯片鏡頭在Y軸視場角為2a，普通攝像頭芯片 鏡頭中軸與激光發(fā)射器夾角為9，n為激光點在Y軸上的坐標，y為Y軸方向上普通攝像頭芯片 成像的總點數(shù)，
[0053]求解如下:設L = BE，那么 根據(jù)三角形相似原理推出： f
公式(1)
[0055] 根據(jù)公式（1)得
[0056] 由公式(2)得出
[0057] 又因為
公式(4)
[0058] 得出垂直距離d，
公式(5)
[0059] 另外，對于最近測量點G，當G的理論值n = y時，帶入公式(5)，可求得最近測量量程 dc，
[0060] b)已知普通攝像頭芯片鏡頭在X軸上視場角為邪，圖像數(shù)據(jù)在X軸的中心點為0,如 圖4所示:每一個X代表一個方向，X方向與Y方向所成的方向角為y，對于x=m，y = n的坐標 點來說，
公式(6)，推出測量距離dx，
-公式(7)
[0061] 步驟a)中已經求取了本方向的垂直距離為d，結合公式（5)和公式（7)，可以求dx， 獲取測距結果（y，d x)為在y方向的距離dx;
[0063] c)重復步驟a)及步驟b )，計算完自左向右整個邠寬角度范圍內的2X個點的測距角 度及測距距離并將整個邪范圍內的2X個點的測距結果輸出。
[0064]步驟3)中進一步包括折線粗細和垂直距離的關系進行自校準步驟:假設激光在目 標物體上形成的光斑比較固定，那么在普通攝像頭芯片上成像時，在不同的距離成像的折 線線段或曲線線段的粗細也不同，如附圖5所示，圖中左邊為激光照射到不同距離的墻面 上，從左到右依次為由遠到近；圖的右邊為成像的不同粗細的折線線段示意圖，線段從左到 右依次為由細到粗;記錄下在不同距離成像的的折線線段或曲線線段粗細特性和垂直距離 的關系作為自校準指標，排除掉錯誤測距。
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