激光測距裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種激光測距裝置，包括：感光元件；設(shè)置在所述感光元件上方的入光孔；設(shè)置在所述感光元件一側(cè)的激光發(fā)射單元，所述激光發(fā)射單元用于發(fā)射與所述感光元件垂直的激光束。本發(fā)明可以保證測量快速識(shí)別、精度高、成本低。
【專利說明】激光測距裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及條碼識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種激光測距裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的測距方法一般采用發(fā)射激光進(jìn)行測距，激光測距一般采用兩種方式來測量距離:脈沖法和相位法。脈沖法測距的過程是通過測距裝置發(fā)射出的激光經(jīng)被測量物體的反射后又被測距裝置接收，測距裝置同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間。光速和往返時(shí)間的乘積的一半就是測距裝置和被測量物體之間的距離。相位式測距是用無線電波段的頻率，對激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測定調(diào)制光往返被測量物體一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長，換算此相位延遲所代表的距離。
[0003]然而脈沖法一般只適用于長距離測距，而條碼掃描多是短距離，脈沖法測距在短距離會(huì)因?yàn)榉瓷鋾r(shí)間過短無法精確計(jì)算出距離。相位式測距雖然適用于短距離高精度測量，但是儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本昂貴，體積大，不適合用于條碼掃描引擎配合使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種激光測距裝置，可以精確地測量條碼識(shí)讀頭到目標(biāo)的距離。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種激光測距方法，可以利用上述激光測距裝置精確地測量條碼識(shí)讀頭到目標(biāo)的距離。
[0006]相應(yīng)的一種激光測距裝置，包括:
感光元件；
設(shè)置在所述感光元件上方的入光孔；
設(shè)置在所述感光元件一側(cè)的激光發(fā)射單元，所述激光發(fā)射單元用于發(fā)射與所述感光元件垂直的激光束。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述激光發(fā)射單元的發(fā)射端設(shè)置有柱狀透鏡。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述入光孔設(shè)置有前置鏡片。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述感光元件上方設(shè)置有遮光板，所述入光孔設(shè)置在所述遮光板上。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述入光孔的中心在所述感光元件上的豎直投影位于所述感光元件的中心。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述感光元件包括(XD。
[0012]相應(yīng)的一種利用上述激光測距裝置的激光測距方法，該方法包括以下步驟: 激光發(fā)射單元發(fā)射激光束，并在目標(biāo)物體上成像為第一圖像；
感光元件捕獲所述第一圖像穿過入光孔的光線，并在其上成像為第二圖像；
計(jì)算所述第二圖像與所述入光孔在所述感光元件上豎直投影間的距離CE ；
計(jì)算所述激光發(fā)射單元與目標(biāo)物體之間的距離AB，其計(jì)算公式為:ΛΒ = ?xDE，其中，AE為激光發(fā)射單元與所述入光孔在所述感光元件上豎直
投影間的距離，DE為入光孔與感光元件之間的距離。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過激光的傳播路線與裝置本身構(gòu)成兩個(gè)相似三角形，根據(jù)相似三角形的關(guān)系測量出條碼識(shí)讀頭到目標(biāo)的距離，可以保證測量快速識(shí)別、精度高、成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施方式。激光測距裝置包括激光發(fā)射單元A、感光元件10、入光孔D。激光發(fā)射單元A和感光元件10并排設(shè)置在一起，激光發(fā)射單元A設(shè)置在感光元件10的一側(cè)，感光元件10優(yōu)選地采用線狀CCD，激光發(fā)射單元A發(fā)出的激光垂直于感光元件10，并在目標(biāo)物上形成第一圖像B。為了保證第一圖像B在感光元件10上成像清晰，優(yōu)選地在激光發(fā)射單元A的發(fā)射端設(shè)有柱狀透鏡。在感光元件10的上方設(shè)置有入光孔D，感光元件10上方設(shè)置有遮光板，入光孔D設(shè)置在遮光板上。感光元件10上有入光孔D在感光元件10上的投影E，優(yōu)選地，入`光孔D的中心在感光元件10上的豎直投影位于感光元件10的中心。根據(jù)光直線傳播的原理，第一圖像B會(huì)通過入光孔D在入光孔D在感光元件10的投影E相對于激光發(fā)射單元A的另一側(cè)形成第二圖像C。為了防止灰塵進(jìn)入感光元件10內(nèi)影響感光效果，入光孔D處設(shè)有前置鏡片。
[0017]采用上述激光測距裝置進(jìn)行測量，首先激光發(fā)射單元A發(fā)射激光束，并在目標(biāo)物體上成像為第一圖像B。感光元件捕獲第一圖像B穿過入光孔D的光線，并在其上成像為第二圖像C。感光元件10通過處理器利用圖像處理方法計(jì)算得出第二圖像C與入光孔D在感光元件10上豎直投影間的距離CE。激光發(fā)射單元A、第一圖像B和第二圖像C形成的三角形，與入光孔D、入光孔D在感光元件10的投影E和第二圖像C形成的三角形互為相似三角形，因此計(jì)算所述激光發(fā)射單元A與目標(biāo)物體之間的距離AB，其計(jì)算公式為:
AB =皿二~DE，其中，AE為激光發(fā)射單元A與入光孔D在感光元件10上豎直投影E
間的距離，是固定已知的，DE為入光孔D與感光元件10之間的距離，是已知固定的。
[0018]綜上所述，本發(fā)明通過激光的傳播路線與裝置本身構(gòu)成兩個(gè)相似三角形，根據(jù)相似三角形的關(guān)系測量出條碼識(shí)讀頭到目標(biāo)的距離，可以保證測量快速識(shí)別、精度高，測距裝置成本低。
[0019]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
[0020]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光測距裝置，其特征在于，包括: 感光元件； 設(shè)置在所述感光元件上方的入光孔； 設(shè)置在所述感光元件一側(cè)的激光發(fā)射單元，所述激光發(fā)射單元用于發(fā)射與所述感光元件垂直的激光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射單元的發(fā)射端設(shè)置有柱狀透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距裝置，其特征在于，所述入光孔設(shè)置有前置鏡片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距裝置，其特征在于，所述感光元件上方設(shè)置有遮光板，所述入光孔設(shè)置在所述遮光板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距裝置，其特征在于，所述入光孔的中心在所述感光元件上的豎直投影位于所述感光元件的中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距裝置，其特征在于，所述感光元件包括CCD。
7.一種利用如權(quán)利要求1至6之任意一項(xiàng)所述的激光測距裝置的激光測距方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 激光發(fā)射單元發(fā)射激光束，并在目標(biāo)物體上成像為第一圖像； 感光元件捕獲所述第一圖像穿過入光孔的光線，并在其上成像為第二圖像； 計(jì)算所述第二圖像與所述入光孔在所述感光元件上豎直投影間的距離CE ； 計(jì)算所述激光發(fā)射單元與目標(biāo)物體之間的距離AB，其計(jì)算公式為:AB=(AE+CE)/CEXDE其中，AE為激光發(fā)射單元與所述入光孔在所述感光元件上豎直投影間的距離，DE為入光孔與感光元件之間的距離。
【文檔編號(hào)】G01C3/26GK103557835SQ201310536281
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】劉榮生, 劉繼軍, 施曉迪 申請人:福建新大陸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)有限公司