[發(fā)明專利]中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810027282.2
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108169757A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許永童
• 申請（專利權(quán)）人: 上海蘭寶傳感科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

1.一種中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)，其特征在于，包括一光發(fā)射裝置、一光闌、一帶通濾光片、一被測物、一窄帶濾光片、一聚焦裝置、一圖像傳感器和一信號處理裝置；所述光發(fā)射裝置向所述被測物發(fā)射光形成一第一光路，所述圖像傳感器沿一第二光路方向接收經(jīng)所述被測物的反射光；所述光發(fā)射裝置、所述光闌、所述帶通濾光片和所述被測物沿所述第一光路依次排列；所述被測物、所述帶通濾光片、所述窄帶濾光片、所述聚焦裝置和所述圖像傳感器沿所述第二光路依次排列；所述光發(fā)射裝置包括一光發(fā)射器和連接于所述光發(fā)射器的一光驅(qū)動電路和一光功率控制電路；所述圖像傳感器連接所述信號處理裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光發(fā)射器包括一發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管采用激光二極管或LED二極管，所述光驅(qū)動電路包括：

所述發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的正極連接一電源輸入端；

一第一三極管，所述第一三極管的集電極連接所述發(fā)光二極管的負極；

一第一電阻，所述第一電阻連接于所述第一三極管的發(fā)射極和一接地端之間；

一第二電阻，所述第二電阻的第一端連接所述電源輸入端，所述第二電阻的第二端連接所述發(fā)光二極管的基極；

一第二三極管，所述第二三極管的集電極連接所述第二電阻的第二端，所述第二三極管的發(fā)射極連接所述接地端；

一光控二極管，所述光控二極管的負極連接所述電源輸入端，所述光控二極管的正極連接所述第二三極管的基極；和

一第三電阻，所述第三電阻的第一端連接所述光控二極管的正極和所述第二三極管的基極，所述第三電阻的第二端連接所述接地端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光功率控制電路包括：

所述發(fā)光二極管；

一第三三極管，所述第三三極管的集電極連接所述發(fā)光二極管的正極，所述第三三極管的發(fā)射極連接所述接地端；和

一第四電阻，所述第四電阻的第一端連接一信號輸入端，所述第四電阻的第二端連接所述第三三極管的基極。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光功率控制電路還包括一濾波電路，所述濾波電路包括兩相互并聯(lián)的濾波電容，所述濾波電路連接于所述電源輸入端與所述接地端之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項所述的中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述聚焦裝置采用一凸透鏡或一CCD鏡頭。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器采用線性CMOS感光器件。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光闌包括一基板和形成于所述基板的一光闌孔，所述光闌孔的中心位置與所述第一光路的光軸位置對應(yīng)。

8.一種基于權(quán)利要求4所述的中心像素高精度識別光測量系統(tǒng)的中心像素高精度識別光測量方法，包括步驟：

S1：通過對所述光功率控制電路的調(diào)節(jié)使得所述光發(fā)射器工作在線性區(qū)；

S2：控制所述光發(fā)射器向所述被測物發(fā)射所述光；

S3：所述圖像傳感器采集所述反射光形成的光信號并將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號后傳送給所述信號處理裝置；

S4：所述信號處理裝置通過一像素中心算法處理所述光信號，獲得當(dāng)前光信號的一像素中心在所述圖像傳感器中的位置；

S5：根據(jù)一三角測量公式計算獲得所述被測物與所述聚焦裝置之間的距離L，所述三角測量公式為：

其中，f表示所述聚焦裝置至所述圖像傳感器的距離；d表示所述光發(fā)射器中心與所述聚焦裝置中心的間距；α表示所述第一光路和所述第二光路的夾角；x表示所述當(dāng)前光信號的像素中心在所述圖像傳感器中的位置；M表示所述圖像傳感器的中心位置；N表示單個像素的尺寸大小；b表示所述圖像傳感器端面與所述聚焦裝置端面的夾角。