[發明專利]一種用于提高激光測距精度的多點投影裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 202010421679.7
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111443354A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 劉夏;羅斯特;劉冬山;侯俊科;蔣科強
• 申請（專利權）人: 深圳市慧視智圖科技有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481;G01S7/4865;G03B21/00
• 代理公司: 深圳市友邦專利代理事務所(普通合伙) 44600
• 代理人: 王玲玲

1.一種用于提高激光測距精度的多點投影裝置，包括激光測距裝置(1)，所述激光測距裝置(1)內部設有數據處理單元(2)、信號控制單元(3)、激光發射單元(4)、激光接收單元(5)、光學掃描單元(6)和光學接收單元(7)，所述激光發射單元(4)、激光接收單元(5)、光學掃描單元(6)分別電連接信號控制單元(3)，所述信號控制單元(3)、激光接收單元(5)分別電連接數據處理單元(2)，所述光學掃描單元(6)設置在激光發射單元(4)的輸出端，光學接收單元(7)設置在激光接收單元(5)的輸入端，其特征在于：所述光學掃描單元(6)包括準直透鏡組(61)、光束多點調制模組(62)和模組控制器(63)，所述準直透鏡組(61)設置在激光發射單元(4)的輸出端，將激光發射單元(4)散射出的激光光束轉換為平行光束，所述光束多點調制模組(62)設置在準直透鏡組(61)的輸出端，將上述平行光束轉化為一定角度的光束，所述模組控制器(63)分別電連接信號控制單元(3)和光束多點調制模組(62)，用于調整光束多點調制模組(62)射出光束的角度。

2.根據權利要求1所述的一種用于提高激光測距精度的多點投影裝置，其特征在于：所述光束多點調制模組(62)為MEMS振鏡，所述模組控制器(63)為振鏡電機驅動板。

3.根據權利要求1所述的一種用于提高激光測距精度的多點投影裝置，其特征在于：所述光束多點調制模組(62)包括最少一個棱鏡，所述模組控制器(63)為用于測量棱鏡偏移角度的碼盤和用于驅動棱鏡發生角度偏移的驅動器，所述碼盤和驅動器分別連接至數據處理單元(2)。

4.根據權利要求1所述的一種用于提高激光測距精度的多點投影裝置，其特征在于：所述光束多點調制模組(62)包括偏振光柵(621)和液晶盒(622)，所述液晶盒(622)級聯在偏振光柵(621)的入射面，所述模組控制器(63)為電壓調制電路板，所述電壓調制電路板電連接液晶盒(622)。

5.一種測量檢測激光測距裝置到被測物體之間的實際距離的測量方法，其特征在于：依次包含以下步驟：

S1、通過激光發射單元(4)依次發出最少三束激光光束，三束所述激光通過光學掃描單元(6)依次以不同角度照射至被測物體表面，經被測物體表面反射后通過光學接收單元(7)被激光接收單元(5)接收；

S2、數據處理單元(2)根據激光接收單元(5)所采集的數據分別得出每一束激光光束的測距數值，結合每束光束的射出角度計算得出每個測量點的空間坐標數據；

S3、將S2得出的空間坐標數據求平均后得到該空間坐標的平均值數據，并將S2得出的空間坐標數據減去其平均值數據后構造埃爾米特矩陣，得出最小特征值和特征向量，并根據最小特征值和特征向量得出平面方程的系數；

S4、將S3得出的平面方程系數代入點到平面的投影距離公式得到激光測距裝置到被測物體之間的實際距離。

6.根據權利要求5所述的一種用于測量激光測距裝置到被測物體之間的實際距離的測量方法，其特征在于：所述步驟S2中的空間坐標數據包括X軸、Y軸、Z軸的數據。

7.根據權利要求6所述的一種用于測量激光測距裝置到被測物體之間的實際距離的測量方法，其特征在于：步驟S3中先將得到的空間坐標數據構造列向量矩陣A，然后計算得出X、Y、Z方向的平均值，并重新構造除去平均值的列向量矩陣B，根據列向量矩陣B構造埃米爾特矩陣，計算得到埃米爾特矩陣中各子項的數據，并對該數據進行分解得到特征值矩陣和特征向量矩陣，計算后得出平面方程系數。

8.一種用于測量激光測距裝置到被測物體之間的焦距距離的測量方法，其特征在于：依次包含以下步驟：

S11、通過激光發射單元(4)依次發出最少三束激光光束，三束所述激光通過光學掃描單元(6)依次以不同角度照射至被測物體表面，經被測物體表面反射后通過光學接收單元(7)被激光接收單元(5)接收；

S12、數據處理單元(2)根據激光接收單元(5)所采集的數據分別得出每一束激光光束的測距數值，結合每束光束的射出角度計算得出每個測量點的空間坐標數據；

S13、將S12得出的空間坐標數據求平均后得到該空間坐標的平均值數據；

S14、將S13得出的空間坐標平均值數據求歐式距離得到焦距距離。