[发明专利]测距方法及测距系统

说明书

技术领域

本发明有关于一种测距技术，且特别有关于一种三维测距技术。

背景技术

目前的测距仪器可以分为接触式和非接触式。其中，接触式测距仪器，也就是传统的测距技术，其例子包括坐标量测机(Coordinate Measuring Machine，CMM)。虽然接触式量测技术相当精确，但是由于必须接触待测物的本体，有可能会导致待测物遭到测距仪器的探针的破坏。因此，接触式测距装置不适用于高价值物件的测量。

相比于传统的接触式测距仪器，非接触测距仪器由于运作频率高达数百万，因此使用的领域相当广泛。非接触测距技术又分为主动式与被动式。所谓的主动式非接触测距技术，就是将一能量波投射至待测物，再通过能量波反射来计算待测物与参考点之间的距离。常见的能量波包括一般的可见光、高能光束、超音波与X射线。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种测距系统和一种测距方法，可以利用非接触的方式来测量一个待测物的位置。

本发明提供一种测距系统，包括光源模组、影像获取装置和处理模组。光源模组会向至少一个第一平面和一个第二平面投射具有斑点图样的面光源，并且向一个待测物投射此面光源，使得第一平面、第二平面和待测物朝向光源模组的表面上会呈现斑点图样的影像，其中斑点图样具有多个斑点。另外，影像获取装置会获取第一平面和第二平面上所呈现的斑点图样的影像，而产生第一参考影像信息和第二参考影像信息。此外，影像获取装置还会获取待测物朝向光源模组的表面所呈现的斑点图样的影像，而产生待测物影像信息。处理模组则是耦接至影像获取装置，以取得第一参考影像信息和第二参考影像信息，来计算每一斑点的位移向量。除此之外，处理模组还将待测物影像信息与第一参考影像信息和第二参考影像信息二者其中之一比对，以获得每一斑点在待测物影像信息中的位移信息，并且依据对应的位移向量而计算出待测物与第一平面或第二平面的相对距离。

在本发明另一实施例中，光源模组包括激光光源和扩散元件。激光光源会发射一束激光光束至扩散元件，使得激光光束在扩散元件中发生干涉和衍射现象，而产生上述的面光源。其中，扩散元件为扩散片、毛玻璃或光学衍射元件。

本发明还提供一种测距方法，包括投射具有一斑点图样的面光源到至少一个第一平面和一个第二平面上，而此斑点图样具有多个斑点。接着，分别取得在第一平面和第二平面上所呈现的斑点图样的影像，而获得第一参考影像信息和一第二参考影像信息。由此，本发明可以比对第一参考影像信息和第二参考影像信息，而计算每一斑点的位移向量，其中各斑点的位移向量，指的是每一斑点分别在第一平面和第二平面上位置的变化量。另一方面，将面光源投射到一个待测物上，并且取得待测物朝向面光源的表面上所呈现的斑点图样的影像，而获得一待测物影像信息。此时，本发明可以依据待测物影像信息中每一斑点的位置，以及对应的位移向量，而计算出待测物与第一平面或第二平面之间的相对距离。

在本发明另一实施例中，计算待测物与第一平面或第二平面间的相对距离的步骤，包括将待测物影像信息与第一参考影像信息和第二参考影像信息二者其中之一比对，以获得在待测物影像信息中每一斑点的位移信息。接着，依据所获得各斑点的位移信息和对应的位移向量，而计算出待测物与第一平面或该第二平面间的相对距离。

在另外的实施例中，本发明还可以建立一个调整公式和一个调整值查找表二者至少其中之一。由此，本发明可依据每一斑点在待测物影像信息中的位移信息、对应的位移向量、以及调整公式和调整值查找表二者至少其中之一，而计算出待测物的一个绝对位置。

由于本发明是将一个斑点图样投射在第一平面上和第二平面上，以获得斑点图样中每一斑点的位移向量。由此，本发明就可以将待测物的一个表面上所呈现的斑点图样的影像与第一平面或第二平面上的影像相比，来计算出待测物的位置。上述测距系统中，只需要用到较少的平面，可以有效地简化软件的处理程序。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为依照本发明第一实施例的一种测距系统的示意图。

图2所示为依照本发明较佳实施例的一种具有斑点图样的面光源的示意图。

图3和图4所示为依照本发明较佳实施例的在不同平面上所呈现的斑点图样的影像的示意图。

图5所示为依照本发明较佳实施例的在不同平面上各斑点位置的变化的示意图。