專(zhuān)利名稱(chēng)：一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種距離測(cè)量裝置。
技術(shù)背景 距離的測(cè)量對(duì)國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有重要意義。無(wú)論軍事還是民用領(lǐng)域 都有著廣泛的需求，許多領(lǐng)域都在不斷引用最新技術(shù)來(lái)提高測(cè)距水平。由于激光具有發(fā)散 角小，激光脈沖持續(xù)時(shí)間短，瞬時(shí)功率極大(可以達(dá)兆瓦以上)、方向性好、單色亮度高的特 點(diǎn)，因而可以達(dá)到極遠(yuǎn)的測(cè)程。用激光做光源的測(cè)距儀具有速度快、精度高、體積小、測(cè)程 遠(yuǎn)、非接觸等優(yōu)點(diǎn)。激光測(cè)距已經(jīng)被應(yīng)用了許多年，其種類(lèi)繁多，但按其原理來(lái)分，主要有脈 沖測(cè)距、相位測(cè)距和光學(xué)三角測(cè)距。脈沖激光測(cè)距機(jī)和相位測(cè)距具有體積小、重量輕、集成 度高、精度高、速度快、易操作等特點(diǎn)。光學(xué)三角測(cè)距技術(shù)是以激光器或發(fā)光二極管為光源， 在三角法測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合電子學(xué)處理方法發(fā)展而成的多維動(dòng)態(tài)測(cè)距技術(shù)。三角法 是一種幾何的方法，被測(cè)物體所在的位置就是被測(cè)三角形的一個(gè)頂點(diǎn)，而作為測(cè)量系統(tǒng)的 一部分，三角形的另外兩個(gè)頂點(diǎn)間的距離或角度信息是事先已知的。通過(guò)測(cè)量三角形角的 大小或者三角形基線的長(zhǎng)短，就可以得到被測(cè)物體的距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、精度較高、支架非結(jié)構(gòu)性形變對(duì) 測(cè)量結(jié)果無(wú)影響的攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置。本發(fā)明的攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置包括支架、一臺(tái)中型或大型攝影攝像 機(jī)、激光器以及反光鏡；攝像機(jī)和激光器安裝在支架上，反光鏡位于攝像機(jī)鏡頭前的支架 上。本發(fā)明還可以包括反光鏡通過(guò)轉(zhuǎn)軸安裝在支架上，支架上還設(shè)置有反光鏡角度調(diào)節(jié)旋鈕和位置調(diào)節(jié) 旋鈕。激光器的中軸線與攝像機(jī)的中軸線相互垂直。反光鏡上有橫向中心刻線、縱向中心刻線和相對(duì)于中心刻線對(duì)稱(chēng)的矩形刻線。反光鏡上有橫向中心刻線、縱向中心刻線和相對(duì)于中心刻線對(duì)稱(chēng)的圓形刻線。本發(fā)明的光學(xué)和視覺(jué)技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距裝置通過(guò)在支架上設(shè)置一臺(tái)中型或大型 攝影攝像機(jī)、激光器以及反光鏡，實(shí)現(xiàn)對(duì)景物距離的測(cè)量。是基于光學(xué)三角測(cè)距原理，設(shè)計(jì) 的一種光學(xué)和視覺(jué)技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距裝置。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、支架非結(jié)構(gòu)性形變對(duì) 測(cè)量結(jié)果無(wú)影響的特點(diǎn)?？捎糜诰嚯x測(cè)量。


圖1光學(xué)和視覺(jué)技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2景物距離計(jì)算原理圖。
圖3反光鏡旋轉(zhuǎn)方案計(jì)算原理圖。圖4反光鏡正面示意圖。圖5帶圓形刻線反光鏡正面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述結(jié)合圖1、圖4和圖5。本光學(xué)和視覺(jué)技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距裝置主要由支架1、一臺(tái) 中型或大型攝影攝像機(jī)2、激光器3以及反光鏡4組成。其中所述的反光鏡4位于攝像機(jī)2 鏡頭前的支架1上。角度調(diào)節(jié)旋鈕5調(diào)節(jié)反光鏡4繞轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)角度調(diào)節(jié)。位置調(diào) 節(jié)旋鈕7用以調(diào)節(jié)反光鏡4與攝像機(jī)2的相對(duì)位置，反光鏡4的橫向中心線由橫向中心刻 線8標(biāo)示出來(lái)，反光鏡4的縱向中心線由縱向中心刻線9標(biāo)示出來(lái)，反光鏡4上有相對(duì)于中 心刻線8、9對(duì)稱(chēng)的矩形刻線10或圓形刻線11。進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)旋鈕6、7使反光鏡4反射的激光點(diǎn)在攝像機(jī)2上有較好的 成像效果。然后對(duì)得到的圖像進(jìn)行處理，最終得到深度(距離)信息。下面對(duì)距離信息的求取計(jì)算進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹圖2所示為景物距離計(jì)算原理圖，以攝像機(jī)軸線與靶面平面的交點(diǎn)為原點(diǎn)，以反 光鏡縱中心線在靶面平面成像所在直線為X軸，指向被測(cè)點(diǎn)的方向?yàn)閄軸正方向，攝像機(jī)軸 線為y軸，指向反光鏡的方向?yàn)閥軸正方向。圖中F(k，n)為激光器軸線與攝像機(jī)軸線的交 點(diǎn)，P(kl.nl)為被測(cè)點(diǎn)，W3(h3，L3)為被測(cè)點(diǎn)光路與反光鏡的交點(diǎn)，M2 (x2，y2)為P在靶面 上的成像點(diǎn)，Wl(hl，Ll)為反光鏡矩形刻線的前邊在成像光路平面上的點(diǎn)，Ml (xl，yl)為Wl 在靶面上的成像點(diǎn)，W(h，L)為反光鏡中心線在成像光路平面的點(diǎn)，M(x，y)為W在靶面上的 成像點(diǎn)，W2(h2，L2)為反光鏡矩形刻線的前邊在成像光路平面上的點(diǎn)，M2(x2, y2)為W2在 靶面上的成像點(diǎn)，攝像機(jī)焦距為f，反光鏡上矩形刻線縱向邊長(zhǎng)為S，其中f、S為已知量。根 據(jù)透鏡成像原理有公式
權(quán)利要求
1.一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置，包括支架、一臺(tái)中型或大型攝影攝像機(jī)、激 光器以及反光鏡；其特征是攝像機(jī)和激光器安裝在支架上，反光鏡位于攝像機(jī)鏡頭前的 支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置，其特征是反光鏡 通過(guò)轉(zhuǎn)軸安裝在支架上，支架上還設(shè)置有反光鏡角度調(diào)節(jié)旋鈕和位置調(diào)節(jié)旋鈕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置，其特征是激 光器的中軸線與攝像機(jī)的中軸線相互垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置，其特征是反 光鏡上有橫向中心刻線、縱向中心刻線和相對(duì)于中心刻線對(duì)稱(chēng)的矩形刻線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置，其特征是反光鏡 上有橫向中心刻線、縱向中心刻線和相對(duì)于中心刻線對(duì)稱(chēng)的矩形刻線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置，其特征是反 光鏡上有橫向中心刻線、縱向中心刻線和相對(duì)于中心刻線對(duì)稱(chēng)的圓形刻線。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置，其特征是反光鏡 上有橫向中心刻線、縱向中心刻線和相對(duì)于中心刻線對(duì)稱(chēng)的圓形刻線。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種攝像機(jī)與激光結(jié)合的光學(xué)測(cè)距裝置。包括支架、一臺(tái)中型或大型攝影攝像機(jī)、激光器以及反光鏡；攝像機(jī)和激光器安裝在支架上，反光鏡位于攝像機(jī)鏡頭前的支架上。本發(fā)明的光學(xué)和視覺(jué)技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距裝置通過(guò)在支架上設(shè)置一臺(tái)中型或大型攝影攝像機(jī)、激光器以及反光鏡，實(shí)現(xiàn)對(duì)景物距離的測(cè)量。是基于光學(xué)三角測(cè)距原理，設(shè)計(jì)的一種光學(xué)和視覺(jué)技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距裝置。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、支架非結(jié)構(gòu)性形變對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響的特點(diǎn)?？捎糜诰嚯x測(cè)量。
文檔編號(hào)G01C3/10GK102095406SQ20101059199
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者呂曉龍, 梁燕華, 王立輝, 蔡成濤, 鄧超 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)