[实用新型]线形光测距装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测距装置，尤其涉及一种利用线形光来测量目标距离的装置。

背景技术

为了四处行进或者在预备信息不足的地方执行作业，保洁机器人或自移动机器人需要具有自主规划路径，检测障碍物并避免碰撞的能力。为此，测量到障碍物的距离以估算位置是自移动机器人应该具备的基本能力。此外，在例如安保系统的入侵感测系统中，测量到目标物的距离的能力也是必需的。

业已使用了各种方法来进行上述距离测量。在其中，利用线形光和成像装置(例如，相机)进行测距的方法非常有效。该方法所需计算量较小并能用于亮度较小的场所(例如，阴暗室内)。

根据该方法，如图1所示，利用光源10主动将线形光照射到障碍物30上，并且利用传感器20获得反射光的图像。然后，可以根据三角法测量法从图2A中的图像高度来计算光发射位置与障碍物30之间的距离。图2B-D进一步示出了发光位置到障碍物之间距离对成像的影响。

出于成本的考虑，优选使用价格更为低廉的逐行扫描图像传感器和存储空间有限的存储器。但逐行读取整帧图像后再计算与障碍物的距离会降低测距装置的反应速度，并且需要能够存储整帧图像的存储容量。。

因此，需要一种能够解决上述至少一个问题的线性光测距装置。

实用新型内容

为了解决上述至少一个问题，本实用新型提供了一种线形光测距装置，能够通过简单地将逐行扫描图像传感器旋转90度而在整帧图像被完全读取之前就进行与障碍物之间的距离计算。由此解决现有技术中由于使用逐行扫描图像传感器带来的精度不足问题。另外，优选的逐行计算还能够降低测距装置对存储空间和处理能力的要求。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种线形光测距装置，包括：向被测空间投射线形光的光源；对由所述被测空间内的障碍物反射的线形光进行成像的逐行扫描图像传感器，所述逐行扫描图像传感器旋转90度放置并与所述光源之间具有预定的相对空间位置关系；控制器，分别与所述光源和所述图像传感器连接，用于在从所述图像传感器上读取完整当前帧之前就开始基于读取的像素行来计算与所述障碍物的距离。优选地，述控制器在读取所述图像传感器的一行像素后就开始基于该像素行计算与所述障碍物的距离。

由此，通过简单地将逐行扫描图像传感器旋转90度设置，就能够实现对距离的逐行计算，由此提升测距装置的测距速度。

另外，由于无需存储整帧图像就可以开始计算，因此能够降低本公开的测距装置对存储空间的需求，以进一步降低成本。

利用本实用新型的测距装置，能够在选用逐行扫描图像传感器的同时保证测距速度，还能够进一步降低系统对存储空间的需求，由此实现低成本高精度的测距。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了现有测距系统的示意图。

图2A-D示出了计算障碍物深度距离的原理图。

图3是三角测量法中采用的基本几何原理的简化原理图。

图4A和4B示出了投射的线形光在图像传感器上成像的两个例子。

图5A-5C示出了投射的线形光在旋转了90度的逐行扫描图像传感器上成像的例子。

图6示出了根据本实用新型的一个实施例的线形光测距装置的示意图。

图7示出了本实用新型的逐行扫描图像传感器的优选成像过程。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了现有测距系统的示意图。图中的测距系统包括光源10和成像装置(例如，相机)20。光源10主动发射光，光照射到障碍物30上被反射，并由相机20捕捉并成像关于障碍物30所反射的图像的信息。在这里，发射的光可以是线形光。优选地，光源10可以是激光源，以保证线形光在被测空间范围内的会聚性。更优选地，光源10可以是近红外激光源，由此保证测距系统能够适应各种光照条件而不与可见光相混淆。另外，光源10还可以包括用于将所述激光器产生的激光变为线形光的光学装置。