一種采用紅外光源的光學(xué)測(cè)距裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測(cè)距裝置，具體是一種采用紅外光源的光學(xué)測(cè)距裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的光學(xué)測(cè)距方法，分為直接方法和相位測(cè)距，直接方法即測(cè)量光往返目標(biāo)所需要時(shí)間，然后通過(guò)光速和大氣折射率計(jì)算出距離，相位測(cè)距即測(cè)出發(fā)射和接收光波的相位差得到目標(biāo)的距離。由于直接測(cè)量方法中的測(cè)量光往返目標(biāo)所需要時(shí)間的測(cè)定對(duì)計(jì)時(shí)器的精度要求很高，所以常用的光學(xué)測(cè)距方法是相位測(cè)距。在現(xiàn)有的光學(xué)測(cè)距方法中，測(cè)定目標(biāo)物與出射光一定要垂直，否則返回信號(hào)過(guò)于微弱將無(wú)法得到精確距離；另一方面，現(xiàn)有光學(xué)測(cè)距方法對(duì)環(huán)境的依賴性較高，如，若被測(cè)目標(biāo)表面漫反射過(guò)于嚴(yán)重，則無(wú)法接收返回信號(hào)；若被測(cè)目標(biāo)物體表面形狀凹凸不平時(shí)，也可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量光線無(wú)法返回接收器從而造成無(wú)法測(cè)距的結(jié)果?，F(xiàn)有光學(xué)測(cè)距方法所需要的裝置，或造價(jià)昂貴或結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以提升生產(chǎn)效率和降低成本，推廣普及困難。
[0003]申請(qǐng)人的實(shí)用新型專利2015200596024“一種光學(xué)測(cè)距裝置”包括光源，該光源對(duì)被測(cè)距物體表面提供光線；還包括光格柵，光線透過(guò)光格柵射向被測(cè)距物體；以及攝像頭，該攝像頭獲取投影在被測(cè)距物體上的光斑圖像；光格柵位于光源前方，攝像頭置于光源側(cè)面的任何位置并朝向被測(cè)物體。該裝置包括光格柵，可以最大限度克服被測(cè)距物體表面不平整導(dǎo)致測(cè)距失誤的問(wèn)題。如果對(duì)光源的要求很高，光源投射出來(lái)的光線可直接到達(dá)被測(cè)距物體表面，直接使用其圖像就可以達(dá)到測(cè)距目的，再使用光格柵就多此一舉了。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型是針對(duì)2015200596024 “一種光學(xué)測(cè)距裝置”的改進(jìn)，而提供一種采用紅外光源的光學(xué)測(cè)距裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、快捷且精度適宜的測(cè)距要求。
[0005]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:
[0006]一種采用紅外光源的光學(xué)測(cè)距裝置，包括紅外光源，該光源對(duì)被測(cè)距物體表面提供光線；以及攝像頭，該攝像頭獲取被測(cè)距物體上的圖像；攝像頭置于紅外光源側(cè)面的任何位置并朝向被測(cè)物體。
[0007]所述紅外光源的波長(zhǎng)為9.6微米。
[0008]所述紅外光源、攝像頭兩者位置相對(duì)固定，這樣投射出來(lái)的光和攝像頭獲取的成像才能保持一致性，以方便測(cè)量。
[0009]應(yīng)用本實(shí)用新型光學(xué)測(cè)距裝置的測(cè)距方法為:首先固定好紅外光源和攝像頭，將被測(cè)距物體設(shè)置在距離紅外光源已知的a處，被測(cè)距物體與紅外光源和攝像頭在同一固定軸線上，打開紅外光源，通過(guò)攝像頭獲取a處被測(cè)距物體表面圖像的最大長(zhǎng)度為X像素，假設(shè)光線的發(fā)散角為W，通過(guò)等式tan (W) =a/x，可計(jì)算出發(fā)散角W的值作為基準(zhǔn)；之后被測(cè)距物體再出現(xiàn)在其他位置時(shí)，只需將被測(cè)距物體與紅外光源和攝像頭在同一固定軸線上，通過(guò)同一個(gè)攝像頭獲取被測(cè)距物體成像最大長(zhǎng)度為y像素，假設(shè)被測(cè)距物體與紅外光源的距離為b，可由光源發(fā)散角W的三角函數(shù)得出tan(W)=a/x=b/y，則可計(jì)算出b=a/xXy，得出被測(cè)距物體與光源的最小距離。
[0010]本實(shí)用新型的原理是:紅外光源的光線照向被測(cè)距物體，被測(cè)距物體表面面向紅外光源的一側(cè)會(huì)在攝像頭內(nèi)形成圖像。由于光的發(fā)散性，成像大小會(huì)與距離成正比，此時(shí)使用攝像頭獲取被測(cè)距物體表面的成像并計(jì)算該圖像最大長(zhǎng)度后，可依據(jù)事先測(cè)定的發(fā)散角計(jì)算出被測(cè)距物體與光源的最小距離。
[0011]本實(shí)用新型只需被測(cè)距物體的表面圖像能被攝像頭捕獲到，即可完成測(cè)距。這樣可以避免測(cè)距目標(biāo)物與出射光的角度要求問(wèn)題和反射光接收問(wèn)題，更無(wú)需使用高精度的計(jì)時(shí)器裝置、昂貴的激光發(fā)射器和復(fù)雜的測(cè)距裝置，由此可以大大降低測(cè)距儀的制造難度與制造成本。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉?？蓱?yīng)用在生產(chǎn)線上測(cè)定產(chǎn)品在操作臺(tái)上的位置，遙控飛行器在狹窄空間內(nèi)飛行時(shí)測(cè)定飛行器與墻壁的距離，測(cè)定低于音速移動(dòng)物體的距離(比如體感游戲)等場(chǎng)合。比如當(dāng)用戶手指在攝像頭前活動(dòng)時(shí)，本發(fā)明可以判定手指是否處于攝像頭前指定的空間區(qū)域內(nèi)，這樣即可在攝像頭前形成一個(gè)人機(jī)交互區(qū)域。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為實(shí)施例光學(xué)測(cè)距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為實(shí)施例光學(xué)測(cè)距裝置的參數(shù)示意圖。
[0015]圖中，1.紅外光源2.光線3.攝像頭4.已知a距離的被測(cè)距物體5.未知b距離的被測(cè)距物體。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本【實(shí)用新型內(nèi)容】作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0017]實(shí)施例
[0018]參照?qǐng)D1-2，一種采用紅外光源的光學(xué)測(cè)距裝置，包括紅外光源1，該紅外光源I對(duì)被測(cè)距物體表面提供光線；以及攝像頭3，該攝像頭3獲取被測(cè)距物體上的圖像；攝像頭3置于紅外光源I側(cè)面的任何位置并朝向被測(cè)物體。
[0019]所述紅外光源I的波長(zhǎng)為9.6微米。
[0020]所述紅外光源1、攝像頭3兩者位置相對(duì)固定，這樣投射出來(lái)的光和攝像頭3獲取的成像才能保持一致性，以方便測(cè)量。
[0021]應(yīng)用本實(shí)施例光學(xué)測(cè)距裝置的測(cè)距方法為:首先固定好紅外光源I和攝像頭3，將被測(cè)距物體4設(shè)置在距離紅外光源I已知的a處，被測(cè)距物體4與紅外光源I和攝像頭3在同一固定軸線上，打開紅外光源1，通過(guò)攝像頭3獲取a處被測(cè)距物體4表面圖像的最大長(zhǎng)度為X像素，假設(shè)光線2的發(fā)散角為W，通過(guò)等式tan (W)=a/x，可計(jì)算出發(fā)散角W的值作為基準(zhǔn)；之后被測(cè)距物體4再出現(xiàn)在其他位置時(shí)，只需將未知b距離的被測(cè)距物體5與紅外光源I和攝像頭3在同一固定軸線上，通過(guò)同一個(gè)攝像頭3獲取被測(cè)距物體5成像最大長(zhǎng)度為y像素，可由光源發(fā)散角W的三角函數(shù)得出tan (W) =a/x=b/y，貝Ij可計(jì)算出b=a/xXy，得出被測(cè)距物體5與紅外光源I的最小距離。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用紅外光源的光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于: 包括紅外光源，該光源對(duì)被測(cè)距物體表面提供光線； 以及攝像頭，該攝像頭獲取被測(cè)距物體上的圖像； 攝像頭置于紅外光源側(cè)面的任何位置并朝向被測(cè)物體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)測(cè)距裝置，其特征在于:所述紅外光源的波長(zhǎng)為9.6微米。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種采用紅外光源的光學(xué)測(cè)距裝置，包括紅外光源，該光源對(duì)被測(cè)距物體表面提供光線；以及攝像頭，該攝像頭獲取被測(cè)距物體上的圖像；攝像頭置于紅外光源側(cè)面的任何位置并朝向被測(cè)物體。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉?？蓱?yīng)用在生產(chǎn)線上測(cè)定產(chǎn)品在操作臺(tái)上的位置，遙控飛行器在狹窄空間內(nèi)飛行時(shí)測(cè)定飛行器與墻壁的距離，測(cè)定低于音速移動(dòng)物體的距離（比如體感游戲）等場(chǎng)合。比如當(dāng)用戶手指在攝像頭前活動(dòng)時(shí)，本實(shí)用新型可以判定手指是否處于攝像頭前指定的空間區(qū)域內(nèi)，這樣即可在攝像頭前形成一個(gè)人機(jī)交互區(qū)域。
【IPC分類】G01C11/32, G01C3/00
【公開號(hào)】CN204788348
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520520559
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】黃敬先
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日