專利名稱：基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法。
背景技術(shù)：
遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)采用激光測(cè)距與網(wǎng)絡(luò)視頻相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)用戶在客戶操作端即可觀看現(xiàn)場(chǎng)畫面，對(duì)點(diǎn)選的畫面中任意兩點(diǎn)間的實(shí)際距離進(jìn)行測(cè)定，方便用戶在遠(yuǎn)程對(duì)遠(yuǎn)程測(cè)距終端所在地點(diǎn)的任意物體長(zhǎng)度、兩點(diǎn)距離的測(cè)定。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)在工程測(cè)量、港口、公路地鐵建設(shè)測(cè)量、農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)管分析、地質(zhì)安全等方面應(yīng)用方面具有良好的應(yīng)用前景。然而在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)距激光點(diǎn)在視頻畫面中目測(cè)定位時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)以下問(wèn)題，對(duì)遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的正常使用造成了比較大的影響。1)量程較長(zhǎng)時(shí)，即接近100米時(shí)，激光點(diǎn)強(qiáng)度減弱，難于捕捉；2)日照強(qiáng)度過(guò)高，即照度過(guò)高時(shí)，激光點(diǎn)與環(huán)境光對(duì)比不強(qiáng)烈，難于捕捉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)在使用中存在的激光點(diǎn)不易辨識(shí)問(wèn)題，提出了一種基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法，所述的方法采用的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)包含三部分一、遠(yuǎn)程測(cè)距終端。遠(yuǎn)程測(cè)距終端包含雙光同軸激光測(cè)距傳感器、角度傳感器、高精度云臺(tái)、一體化攝像機(jī)、編解碼模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊。雙光同軸激光測(cè)距傳感器完成對(duì)被測(cè)物兩端的距離采集；高精度云臺(tái)完成對(duì)雙光同軸激光測(cè)距傳感器和一體化攝像機(jī)的承載；角度傳感器實(shí)時(shí)傳遞角度值，一體化攝像機(jī)完成對(duì)被測(cè)物的圖像采集和激光點(diǎn)的捕捉；網(wǎng)絡(luò)模塊負(fù)責(zé)將采集到的信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到控制平臺(tái)上。遠(yuǎn)程測(cè)距終端可存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)， 并可索引視頻錄像，可將測(cè)量值疊加于視頻字幕。遠(yuǎn)程測(cè)距終端可直接被測(cè)距客戶端連接， 實(shí)現(xiàn)測(cè)距功能，亦可提供開發(fā)包供第三方應(yīng)用調(diào)用二、中心平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)功能包括設(shè)備注冊(cè)、管理功能、控制信令轉(zhuǎn)發(fā)、視頻轉(zhuǎn)發(fā)，測(cè)距客戶端接入?？刂破脚_(tái)可將實(shí)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。三、測(cè)距客戶端。顯示遠(yuǎn)程測(cè)距現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的視頻和數(shù)據(jù)，控制遠(yuǎn)程測(cè)距終端的云臺(tái)轉(zhuǎn)向并聚焦需測(cè)定的物體，利用鼠標(biāo)點(diǎn)取畫面中所需測(cè)量實(shí)際距離的兩點(diǎn)，測(cè)距客戶端可顯示兩點(diǎn)間的實(shí)際距離及探頭距離該點(diǎn)的實(shí)際距離(量程)。測(cè)距客戶端可通過(guò)中心平臺(tái)控制遠(yuǎn)程測(cè)距終端，亦可不通過(guò)中心平臺(tái)直接連接遠(yuǎn)程測(cè)距終端進(jìn)行測(cè)量。本發(fā)明將激光測(cè)距傳感器替換為雙光同軸激光測(cè)距傳感器模組。如此，測(cè)距客戶端視頻畫面中可清晰地觀看到綠色激光，利用綠色激光點(diǎn)選取測(cè)量起點(diǎn)及終點(diǎn)，最終返回測(cè)量結(jié)果。雙光同軸激光測(cè)距傳感器包含紅色激光發(fā)射/接收模塊、綠色激光發(fā)射接收模塊、反射透鏡、反射鏡及組裝結(jié)構(gòu)件，紅色激光測(cè)距傳感器放置于反射透鏡后，使紅色激光可穿過(guò)反射透鏡，綠色激光發(fā)射端平行于紅色激光放置，通過(guò)反射鏡將綠色激光入射反射透鏡的反射面，并盡量實(shí)現(xiàn)全反射，結(jié)構(gòu)件調(diào)節(jié)反射后的綠色激光與紅色激光重合，在遠(yuǎn)端仍然同心，遠(yuǎn)端反射回的紅色激光可順利通過(guò)反射透鏡回到紅色激光接收端。這樣，在任意量程上，均可以更易觀看到的綠色激光來(lái)表示紅色激光的位置。組裝結(jié)構(gòu)件用于將紅色激光發(fā)射/接收模塊、綠色激光發(fā)射接收模塊、反射透鏡、反射鏡，調(diào)節(jié)射出的紅色激光及綠色激光達(dá)到同心重合，并實(shí)現(xiàn)緊固。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對(duì)遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)在使用中存在的激光點(diǎn)不易辨識(shí)問(wèn)題，提供一種基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法和系統(tǒng)，本發(fā)明采用將綠色激光與紅色測(cè)距激光同軸發(fā)射的方式，實(shí)現(xiàn)利用綠色激光點(diǎn)對(duì)紅色激光點(diǎn)標(biāo)示，測(cè)量者可輕易捕捉到綠色激光點(diǎn)，并控制通過(guò)控制綠色激光選取起點(diǎn)及終點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)用戶在客戶操作端即可觀看現(xiàn)場(chǎng)畫面，通過(guò)綠色激光辨識(shí)并點(diǎn)選的畫面中任意兩點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際距離的測(cè)定、存儲(chǔ)備案、疊加視頻字幕等功能。從而解決遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)中長(zhǎng)量程情況下、強(qiáng)環(huán)境光情況下的激光點(diǎn)可視定位問(wèn)題。本發(fā)明提高了遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的性能和使用效果，使遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量點(diǎn)可視距離極大加長(zhǎng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了包括正午高強(qiáng)度日光條件的激光點(diǎn)可視， 使遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)形成了全天候全量程遠(yuǎn)程精確測(cè)距。


圖1為本發(fā)明的示意圖。圖2為本發(fā)明的雙光同軸激光測(cè)距傳感器示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本發(fā)明的的方法采用的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)包括如下部分A、遠(yuǎn)程測(cè)距終端遠(yuǎn)程測(cè)距終端包含雙光同軸激光測(cè)距傳感器、角度傳感器、高精度云臺(tái)、一體化攝像機(jī)、編解碼模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊。雙光同軸激光測(cè)距傳感器完成對(duì)被測(cè)物兩端的距離采集；高精度云臺(tái)承載激光傳感器、角度傳感器和攝像機(jī)；角度傳感器實(shí)時(shí)傳遞角度值，角度傳感器有多種實(shí)現(xiàn)方式，包括在云臺(tái)上加裝光柵編碼返回角度，或采用多軸的角度傳感器在云臺(tái)上裝載；一體化攝像機(jī)完成對(duì)被測(cè)物的圖像采集，測(cè)量者通過(guò)傳送到測(cè)距客戶端的圖像實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色激光點(diǎn)的捕捉，并實(shí)施測(cè)量操作；網(wǎng)絡(luò)模塊負(fù)責(zé)將采集到的信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到控制平臺(tái)上。遠(yuǎn)程測(cè)距終端可存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，并可索引視頻錄像，可將測(cè)量值疊加于視頻字幕。B、中心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能包括設(shè)備注冊(cè)、管理功能、控制信令轉(zhuǎn)發(fā)、視頻轉(zhuǎn)發(fā)，測(cè)距客戶端接入?？刂破脚_(tái)可將實(shí)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。C、測(cè)距客戶端顯示遠(yuǎn)程測(cè)距現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的視頻和數(shù)據(jù)，控制遠(yuǎn)程測(cè)距終端的云臺(tái)轉(zhuǎn)向并聚焦需測(cè)定的物體，利用鼠標(biāo)點(diǎn)取畫面中所需測(cè)量實(shí)際距離的兩點(diǎn)(使綠色激光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)點(diǎn))，測(cè)距客戶端可顯示兩點(diǎn)間的實(shí)際距離及探頭距離該點(diǎn)的實(shí)際距離(量程)。 測(cè)距客戶端可通過(guò)中心平臺(tái)控制遠(yuǎn)程測(cè)距終端，亦可不通過(guò)中心平臺(tái)直接連接遠(yuǎn)程測(cè)距終端進(jìn)行測(cè)量。實(shí)例采用測(cè)距客戶端通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的雙光同軸激光測(cè)距傳感器、高精度云臺(tái)、攝像機(jī)進(jìn)行操控。首先通過(guò)調(diào)節(jié)云臺(tái)，使攝像機(jī)指向被測(cè)物，找到被測(cè)物體，再調(diào)節(jié)云臺(tái)，將綠色激光點(diǎn)打在被測(cè)物的起點(diǎn)和終點(diǎn)，通過(guò)激光測(cè)距儀得到起點(diǎn)與遠(yuǎn)程測(cè)距終端距離a、終點(diǎn)與遠(yuǎn)程測(cè)距終端距離b，通過(guò)角度傳感器得到起點(diǎn)和遠(yuǎn)程測(cè)距終端連線與終點(diǎn)和遠(yuǎn)程測(cè)距終端連線的夾角α，從而利用余弦定理公式計(jì)算出起點(diǎn)和終點(diǎn)間的實(shí)際距離L，同時(shí)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)L的字幕疊加、存儲(chǔ)及顯示。如圖2所示，本發(fā)明的雙光同軸激光測(cè)距傳感器包括紅色激光發(fā)射/接收模塊、綠色激光發(fā)射接收模塊、反射透鏡、反射鏡及組裝結(jié)構(gòu)件，紅色激光測(cè)距傳感器放置于反射透鏡后，使紅色激光可穿過(guò)反射透鏡，綠色激光發(fā)射端平行于紅色激光放置，通過(guò)反射鏡將綠色激光入射反射透鏡的反射面，并盡量實(shí)現(xiàn)全反射，結(jié)構(gòu)件調(diào)節(jié)反射后的綠色激光與紅色激光重合，在遠(yuǎn)端仍然同心，遠(yuǎn)端反射回的紅色激光可順利通過(guò)透過(guò)反射透鏡回到紅色激光接收端，根據(jù)反射和投射不同波長(zhǎng)激光的需要，可為反射透鏡進(jìn)行針對(duì)性的鍍膜。這樣， 在任意量程上，均可以更易觀看到的綠色激光來(lái)表示紅色激光的位置。組裝結(jié)構(gòu)件用于將紅色激光發(fā)射\接收模塊、綠色激光發(fā)射接收模塊、反射透鏡、反射鏡，調(diào)節(jié)射出的紅色激光及綠色激光達(dá)到同心重合，并實(shí)現(xiàn)緊固。本發(fā)明的工作原理如下綠色激光相對(duì)于紅色激光更易于被人眼辨識(shí)，200mw紅色激光光柱的亮度和5mw綠色激光的亮度差不多。其主要原因包括，其一是人眼對(duì)532nm 的敏感度要比635 660nm大8倍左右，再加上眼睛所以綠光的視覺(jué)效果要比紅光大10倍左右，所以人眼對(duì)綠光的敏感度比紅光的要高好多；其二是由于綠光波長(zhǎng)短，其在大氣中散射比紅光多。由此，在遠(yuǎn)程測(cè)距終端上，本發(fā)明將云臺(tái)搭載的激光測(cè)距傳感器替換為雙光同軸激光測(cè)距傳感器，從而使實(shí)際測(cè)距時(shí)的激光點(diǎn)更易于捕捉。測(cè)距操作時(shí)，攝像機(jī)所拍攝到畫面通過(guò)壓縮編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、解碼在客戶端顯示，雙光同軸激光測(cè)距傳感器在開始測(cè)距時(shí)同時(shí)開啟紅色激光與綠色激光，通過(guò)測(cè)距客戶端控制云臺(tái)，將綠色激光點(diǎn)打在被測(cè)物的起點(diǎn)和終點(diǎn)，通過(guò)激光測(cè)距儀得到起點(diǎn)與遠(yuǎn)程測(cè)距終端距離a、終點(diǎn)與遠(yuǎn)程測(cè)距終端距離b， 通過(guò)角度傳感器得到起始點(diǎn)和遠(yuǎn)程測(cè)距終端連線與終止點(diǎn)和遠(yuǎn)程測(cè)距終端連線的夾角α， 從而利用余弦定理公式計(jì)算出起始點(diǎn)和終止點(diǎn)間的實(shí)際距離L，同時(shí)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)L的字幕疊加、存儲(chǔ)及顯示。本發(fā)明使用雙光同軸激光測(cè)距傳感器實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距，雙光同軸激光測(cè)距傳感器采用紅色激光測(cè)距、采用綠色激光供人眼觀看定位目標(biāo)，射出的紅色激光與綠色激光被調(diào)節(jié)在同一軸線上，在遠(yuǎn)程測(cè)距終端的任意量程上，測(cè)距客戶端通過(guò)畫面中呈現(xiàn)的綠色激光點(diǎn)定位起始點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的激光遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述的方法采用的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)包含三部分A、遠(yuǎn)程測(cè)距終端遠(yuǎn)程測(cè)距終端包含雙光同軸激光測(cè)距傳感器、角度傳感器、高精度云臺(tái)、一體化攝像機(jī)、編解碼模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊；雙光同軸激光測(cè)距傳感器完成對(duì)被測(cè)物兩端的距離采集；高精度云臺(tái)完成對(duì)雙光同軸激光測(cè)距傳感器和一體化攝像機(jī)的承載；角度傳感器實(shí)時(shí)傳遞角度值；一體化攝像機(jī)完成對(duì)被測(cè)物的圖像采集和激光點(diǎn)的捕捉；網(wǎng)絡(luò)模塊負(fù)責(zé)將采集到的信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到控制平臺(tái)上；遠(yuǎn)程測(cè)距終端存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，并索引視頻錄像，將測(cè)量值疊加于視頻字幕；遠(yuǎn)程測(cè)距終端直接被測(cè)距客戶端連接，實(shí)現(xiàn)測(cè)距功能， 亦提供開發(fā)包供第三方應(yīng)用調(diào)用；B、中心平臺(tái)中心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能包括設(shè)備注冊(cè)、管理功能、控制信令轉(zhuǎn)發(fā)、視頻轉(zhuǎn)發(fā)， 測(cè)距客戶端接入；控制平臺(tái)將實(shí)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；C、測(cè)距客戶端顯示遠(yuǎn)程測(cè)距現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的視頻和數(shù)據(jù)，控制遠(yuǎn)程測(cè)距終端的云臺(tái)轉(zhuǎn)向并聚焦需測(cè)定的物體，利用鼠標(biāo)點(diǎn)取畫面中所需測(cè)量實(shí)際距離的兩點(diǎn)，測(cè)距客戶端可顯示兩點(diǎn)間的實(shí)際距離及探頭距離該點(diǎn)的實(shí)際距離；測(cè)距客戶端通過(guò)中心平臺(tái)控制遠(yuǎn)程測(cè)距終端，或不通過(guò)中心平臺(tái)直接連接遠(yuǎn)程測(cè)距終端進(jìn)行測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法， 其特征在于所述的雙光同軸激光測(cè)距傳感器包括紅色激光發(fā)射/接收模塊、綠色激光發(fā)射接收模塊、反射透鏡、反射鏡及組裝結(jié)構(gòu)件；紅色激光測(cè)距傳感器放置于反射透鏡后，使紅色激光可穿過(guò)反射透鏡，綠色激光發(fā)射端平行于紅色激光放置，通過(guò)反射鏡將綠色激光入射反射透鏡的反射面，并盡量實(shí)現(xiàn)全反射，結(jié)構(gòu)件調(diào)節(jié)反射后的綠色激光與紅色激光重合，在遠(yuǎn)端仍然同心，遠(yuǎn)端反射回的紅色激光可順利通過(guò)反射透鏡回到紅色激光接收端，根據(jù)投射不同波長(zhǎng)激光的需要，可為反射透鏡進(jìn)行針對(duì)性的鍍膜；組裝結(jié)構(gòu)件用于將紅色激光發(fā)射\接收模塊、綠色激光發(fā)射接收模塊、反射透鏡、反射鏡，調(diào)節(jié)射出的紅色激光及綠色激光達(dá)到同心重合，并實(shí)現(xiàn)緊固；使用雙光同軸激光測(cè)距傳感器實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距，雙光同軸激光測(cè)距傳感器采用紅色激光測(cè)距、采用綠色激光供人眼觀看定位目標(biāo)，射出的紅色激光與綠色激光被調(diào)節(jié)在同一軸線上，在遠(yuǎn)程測(cè)距終端的任意量程上，測(cè)距客戶端通過(guò)畫面中呈現(xiàn)的綠色激光點(diǎn)定位起始點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法， 其特征在于所述的方法采用測(cè)距客戶端通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的雙光同軸激光測(cè)距傳感器、 高精度云臺(tái)、攝像機(jī)進(jìn)行操控；首先通過(guò)調(diào)節(jié)云臺(tái)，使攝像機(jī)指向被測(cè)物，找到被測(cè)物體，再調(diào)節(jié)云臺(tái)，將綠色激光點(diǎn)打在被測(cè)物的起點(diǎn)和終點(diǎn)，通過(guò)激光測(cè)距儀得到起點(diǎn)與遠(yuǎn)程測(cè)距終端距離a、終點(diǎn)與遠(yuǎn)程測(cè)距終端距離b，通過(guò)角度傳感器得到起點(diǎn)和遠(yuǎn)程測(cè)距終端連線與終點(diǎn)和遠(yuǎn)程測(cè)距終端連線的夾角α，從而利用余弦定理公式計(jì)算出起點(diǎn)和終點(diǎn)間的實(shí)際距離L，同時(shí)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)L的字幕疊加、存儲(chǔ)及顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙光同軸實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距激光點(diǎn)定位方法。本發(fā)明采用將綠色激光與紅色測(cè)距激光同軸發(fā)射的方式，實(shí)現(xiàn)用戶在客戶操作端即可觀看現(xiàn)場(chǎng)畫面，通過(guò)綠色激光辨識(shí)并點(diǎn)選的畫面中任意兩點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際距離的測(cè)定、存儲(chǔ)備案、疊加視頻字幕等功能。從而解決遠(yuǎn)程測(cè)距系統(tǒng)中長(zhǎng)量程情況下、強(qiáng)環(huán)境光情況下的激光點(diǎn)可視定位問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04N7/18GK102419167SQ20111021468
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者曹寧, 李力, 林景輝, 梁篤國(guó), 鄭文 申請(qǐng)人:福建匯川數(shù)碼技術(shù)科技有限公司