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

背景技術：

主流的激光測距裝置一般集成控制、顯示、傳感、通信功能，設備結構復雜，成本高。目前，移動終端如手機、平板等也開始與測距模塊配合，應用于激光測距，這種測距模塊一般采用相位法進行測距。

而通過相位法進行測距，要求發(fā)射激光并且接收到從目標物體表面反射回來的光信號，如果接收光信號太小會導致較大的測距誤差甚至是不能測量。通常這類測距模塊有一個較大的接收鏡頭，也使得整個測距模塊的體積較大，而將移動終端應用于激光測距的本意是期望達到整個測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測距模塊的應用難以推廣。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述缺陷，本發(fā)明有必要提供一種操作簡單并能夠準確實現(xiàn)測距的激光測距系統(tǒng)、裝置、組合裝置，以及激光測距方法。

一種激光測距系統(tǒng)，包括：

激光發(fā)射模塊，用于向待測物發(fā)射激光；

拍攝模塊，用于拍攝激光在待測物形成的光斑圖像；以及，

測距模塊，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)待測距離L＝d/θ得到待測距離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角，ɑ為光斑最大擴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，還包括標定模塊，用于標定激光的最大發(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為標準靶位，θ₁為激光在標準靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標準靶位之間的距離。

一種激光測距裝置，用于與移動終端配合使用進行測距，移動終端用于拍攝激光形成的光斑，所述激光測距裝置包括：

激光發(fā)射模塊，用于向待測物發(fā)射激光；

通信模塊，用于與移動終端進行通信；以及，

測距模塊，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)待測距離L＝d/θ得到待測距離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為所述移動終端的拍攝裝置的水平視場角，ɑ為光斑最大擴散方向與水平方向的夾角，P為所述移動終端的拍攝裝置的水平像素，m為所述移動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)議與所述移動終端連接；及/或，

藍牙通信單元，用于通過藍牙通信協(xié)議與所述移動終端連接；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)議與所述移動終端連接。

優(yōu)選地，還包括標定模塊，用于標定激光的最大發(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為標準靶位，θ₁為激光在標準靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標準靶位之間的距離。

一種激光測距組合裝置，包括如上述的激光測距裝置及移動終端，所述移動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、藍牙通信協(xié)議、WI-FI通信協(xié)議中的至少一種與所述移動終端連接。

優(yōu)選地，所述移動終端通過音頻接口為所述激光測距裝置供電。

一種激光測距方法，包括以下步驟：

向待測物發(fā)射激光；

拍攝激光在待測物形成的光斑；

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)待測距離L＝d/θ得到待測距離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角，ɑ為光斑最大擴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，激光測距方法還包括：

標定激光的最大發(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為標準靶位，θ₁為激光在標準靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標準靶位之間的距離。

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距離，操作簡單，準確性高，提高了測距效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對本發(fā)明實施例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，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明第一實施例提供的一種激光測距系統(tǒng)的結構圖；

圖2是本發(fā)明激光測距原理示意圖；

圖3是本發(fā)明第二實施例提供的另一種激光測距系統(tǒng)的結構圖；

圖4是本發(fā)明第三實施例提供的一種激光測距組合裝置的結構圖；

圖5是第四實施例提供的另一種激光測距組合裝置的結構圖；

圖6是本發(fā)明第五實施例提供的一種激光測距方法的流程圖；

圖7是本發(fā)明第六實施例提供的另一種激光測距方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(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，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術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語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參看圖1，本發(fā)明的第一實施例提供一種激光測距系統(tǒng)100，包括：

激光發(fā)射模塊10，用于向待測物發(fā)射激光；

拍攝模塊20，用于拍攝激光在待測物形成的光斑圖像；以及，

測距模塊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)待測距離L＝d/θ得到待測距離L。

請參看圖2，激光測距的原理示意圖，其中，激光從O點發(fā)出，最大發(fā)散角為θ，光斑的最大直徑為d，對于實際距離L，有L＝(d/2)/tan(θ/2)。對于小角度(θ≤0.1745，對應10°)，tanθ＝θ，誤差不超過1％，因此可以通過公式L＝d/θ得到待測距離。

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的水平視場角，ɑ為光斑最大擴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)。

本實施例通過測距模塊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，能夠簡單快速地獲得待測距離，提高了測距效率。

請參看圖3，基于本發(fā)明第一實施例的第二實施例，系統(tǒng)還包括標定模塊40，用于標定激光的最大發(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為標準靶位，θ₁為激光在標準靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標準靶位之間的距離。

本實施例根據(jù)已知的系統(tǒng)與標準靶位的距離，計算得到激光的最大發(fā)散角θ，并對系統(tǒng)進行標定，提高了測距的準確性。

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

所述激光測距裝置200包括：

激光發(fā)射模塊201，用于向待測物發(fā)射激光；

通信模塊202，用于與移動終端110進行通信；以及，

測距模塊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)待測距離L＝d/θ得到待測距離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為所述移動終端的拍攝裝置的水平視場角，ɑ為光斑最大擴散方向與水平方向的夾角，P為所述移動終端的拍攝裝置的水平像素，m為所述移動終端的拍攝裝置的放大倍數(shù)。

進一步地，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)議與所述移動終端110連接；及/或，

藍牙通信單元，用于通過藍牙通信協(xié)議與所述移動終端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)議與所述移動終端110連接。

另一實施例中，所述移動終端110通過音頻接口為激光測距裝置200供電。

本實施例通過測距模塊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，能夠簡單快速地獲得待測距離，提高了測距效率。

請參看圖5，基于本發(fā)明第三實施例的第四實施例，激光測距裝置200還包括標定模塊40，用于標定激光的最大發(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為標準靶位，θ₁為激光在標準靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標準靶位之間的距離。

本實施例根據(jù)已知的系統(tǒng)與標準靶位的距離，計算得到激光的最大發(fā)散角θ，并對系統(tǒng)進行標定，提高了測距的準確性。

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

步驟S100、向待測物發(fā)射激光；

步驟S200、拍攝激光在待測物形成的光斑；

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)待測距離L＝d/θ得到待測距離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角，ɑ為光斑最大擴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)。

本實施例通過測距模塊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，能夠簡單快速地獲得待測距離，提高了測距效率。

請參看圖7，基于第五實施例的第六實施例，激光測距方法在還包括：

步驟S400、標定激光的最大發(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為標準靶位，θ₁為激光在標準靶位的發(fā)散角，L₁為系統(tǒng)與標準靶位之間的距離。

本實施例根據(jù)已知的系統(tǒng)與標準靶位的距離，計算得到激光的最大發(fā)散角θ，并對系統(tǒng)進行標定，提高了測距的準確性。

本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，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施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實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，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，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，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本發(fā)明實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。