[發(fā)明專利]一種提高三角測距精度的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011051693.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112198521A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許永童;許用疆;謝勇;張姣姣
• 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: G01S17/48
• 分類號: G01S17/48
• 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: 孟旭彤

一種提高三角測距精度的方法，包括計算公式：其中，S、F表示像素位置取值范圍，A、B、C是系數(shù)因子，X_i是像素序號，Y_i是像素幅值，Y_th是像素閾值，X是質(zhì)心位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高三角測距精度的方法。

背景技術(shù)

激光三角測距原理是，激光器發(fā)出一束激光打在被測量物體上反射回來，經(jīng)過鏡頭成像于CCD(成像屏幕)上，由幾何關(guān)系三角形相似得到被測距離為

z＝bf/x式中，

b為激光器光軸與接收鏡頭光軸之間的距離；

f為接收鏡頭的焦距；

x為接收像點到鏡頭光軸的距離。

其中，b和f已知，則只要測出x的值就可以求出距離z。

x的測量利用高分辨率線陣CCD來完成，具有很高的精確度。但是在現(xiàn)有的激光三角測距或者測位移方案中，對激光光源以及光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計有很高的要求，一般情況下是通過了較為復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)輔助設(shè)計來提高整個測量系統(tǒng)的測量精度。同時，在這種方案中對軟件算法有很高的要求，現(xiàn)有方案有多項式插值法、灰質(zhì)中心計算方法、平方灰質(zhì)中心計算方法、回差灰質(zhì)中心計算方法等四種方法。這些方法的缺點是，干擾和噪聲影響比較大、圖像波動比較大、數(shù)據(jù)的計算量比較大、精度和穩(wěn)定性較差、色敏性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例之一，一種提高三角測距精度的方法，包括計算公式：

其中，S、F表示像素位置取值范圍，

A、B、C是系數(shù)因子，

X_i是像素序號，Y_i是像素幅值，

Y_th是像素閾值，

X是質(zhì)心位置。

本發(fā)明基于傳統(tǒng)算法的優(yōu)化方法，提高系統(tǒng)的測量精度且降低硬件成本，實現(xiàn)激光三角測距的高精度測量。通過該方法的應(yīng)用使得激光三角測量方案在原有的傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上性能能夠大大提升。具體有益效果如下：

通過減去所有參與運(yùn)算的像素的閾值，來減少軟件的運(yùn)算量；

通過改變不同位置數(shù)據(jù)對質(zhì)心的影響，來提高像素中心計算的偏差度，從而提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性；

減少產(chǎn)品色差，產(chǎn)品的色敏性得到很大程度的；

技術(shù)實現(xiàn)過程簡單，方案實現(xiàn)成本較低，可操作性強(qiáng)。

附圖說明

通過參考附圖閱讀下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明示例性實施方式的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將變得易于理解。在附圖中，以示例性而非限制性的方式示出了本發(fā)明的若干實施方式，其中：

圖1根據(jù)本發(fā)明實施例之一的測量曲線圖。

圖2根據(jù)本發(fā)明實施例之一的參與質(zhì)心計算的所有像素對結(jié)果的貢獻(xiàn)率示意圖。

圖3根據(jù)本發(fā)明實施例之一的回差灰度質(zhì)心中的回差設(shè)定示意圖。

圖4根據(jù)本發(fā)明實施例之一的回差減閾值灰度質(zhì)心算法中的回差示意圖。

圖5根據(jù)本發(fā)明實施例之一的激光測距傳感器在相同距離下不同顏色目標(biāo)物光斑圖像示意圖。

圖6根據(jù)本發(fā)明實施例之一的回差灰度質(zhì)心算法不同像素影響因子示意圖。

圖7根據(jù)本發(fā)明實施例之一的回差減閾值灰度質(zhì)心算法不同像素影響因子示意圖。