本發(fā)明屬于距離測量裝置的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用激光進(jìn)行測距的裝置。

背景技術(shù)：

激光測距技術(shù)是利用激光對目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測定的技術(shù)，隨著光學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展，激光測距技術(shù)已經(jīng)成熟而且大范圍應(yīng)用于諸如工業(yè)，軍事，民用等領(lǐng)域的距離測量。與傳統(tǒng)測距方法相比較，激光測距技術(shù)具有精度高，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，測量準(zhǔn)直性好鞥優(yōu)點(diǎn)。

目前，民用市場領(lǐng)域激光測距儀已經(jīng)得到了大量應(yīng)用，為人民的日常生活帶來極大方便。然而目前市面上通用的手持激光測距儀也還存在體積偏大，不方便攜帶，價(jià)格昂貴，功能單一，智能化程度低等缺點(diǎn)。

如專利申請201620124796.6所公開的一種激光測距設(shè)備，所述激光測距設(shè)備包括：激光發(fā)收裝置、減速齒輪驅(qū)動(dòng)裝置和旋轉(zhuǎn)裝置，其中，所述激光發(fā)收裝置用于向被測目標(biāo)發(fā)送投射光束，并接收經(jīng)所述被測目標(biāo)反射的反射光束，并生成相關(guān)測距信息；所述減速齒輪驅(qū)動(dòng)裝置與所述旋轉(zhuǎn)裝置連接，以驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)裝置與所述激光發(fā)收裝置連接，以帶動(dòng)所述激光發(fā)收裝置旋轉(zhuǎn)。

所以亟需一種能夠與智能終端(如手機(jī))相結(jié)合的激光測距裝置，由智能終端為激光測距裝置提供電能，智能管理，展示和功能擴(kuò)展，這樣可以極大的降低激光測距裝置的成本，提高便攜性，同時(shí)又能在激光測距的智能化方面取得極大突破。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的首要目地是克服上述問題，提供一種小型便攜式激光測距裝置，該測距裝置能夠與智能終端進(jìn)行及時(shí)通訊，以便于信息的交互。

本發(fā)明的另一個(gè)目地在于提供一種小型便攜式激光測距裝置，該測距裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，且不需要電源，能夠有效地利用智能終端進(jìn)行測距，極大的降低了成本，且便于攜帶及使用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種小型便攜式激光測距裝置，該測距裝置包括有激光發(fā)射及接收裝置，其特征在于該測距裝置設(shè)置有外接接口，所述外接接口能夠與智能終端的音頻接口進(jìn)行插接，以與智能終端進(jìn)行通訊。

該裝置由智能終端的音頻口提供電能，同時(shí)通過同一的音頻口，該激光測距裝置能與智能終端進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。使用者在智能終端的界面上能方便的對激光測距裝置進(jìn)行控制和管理；而最終測量的相應(yīng)數(shù)據(jù)也能直觀的展示在智能終端的顯示屏上。

進(jìn)一步，智能終端可以設(shè)置有對應(yīng)的APP，能極大的拓展激光測距裝置的功能，諸如速度測量，空間CAD構(gòu)建，數(shù)學(xué)函數(shù)等功能。同時(shí)，通過智能終端接入互聯(lián)網(wǎng)云端，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)上傳和下載，實(shí)現(xiàn)距離加時(shí)間二維數(shù)據(jù)的獲得。

進(jìn)一步，所述測距裝置主要包括：音頻接口、電源模塊、控制模塊、激光發(fā)送模塊，激光接收模塊，所述外接接口為音頻接口，所述激光發(fā)射及接收裝置為激光發(fā)送模塊，激光接收模塊，所述激光發(fā)送模塊，激光接收模塊連接于控制模塊，所述音頻接口連接于電源模塊及控制模塊。

所述的音頻接口包括有左聲道R，右聲道L，麥克風(fēng)MIC及接地端GND四個(gè)信號通路，將其中一路作為電源供應(yīng)，另外的兩路分別作為接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的通道，該音頻接口與智能終端的音頻接口連接。

所述的電源模塊，為整個(gè)激光測距裝置提供電源供應(yīng)，由于從音頻端口某一通道傳送的信號一般為方波，而且電壓并不能直接滿足系統(tǒng)電源供應(yīng)，故需先將方波電壓整流，升壓和穩(wěn)壓處理，才能為整個(gè)激光測距裝置系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓供應(yīng)。所述的電源模塊包括升壓電路，整流電路，穩(wěn)壓電路。升壓電路將從音頻端口獲得電源信號進(jìn)行升壓，整流電路將升壓后的信號進(jìn)行整流獲得一個(gè)初步穩(wěn)定的直流電壓，穩(wěn)壓電路將初步穩(wěn)定的直流電壓進(jìn)一步穩(wěn)定，并獲得一個(gè)系統(tǒng)供電所需要的精準(zhǔn)的直流電壓。

所述的電源模塊中，亦可以包含充電電路和電池，所述的激光測距裝置可以使用音頻端口為電池充電，那么在不依賴外部智能終端的情況下，其依然可以獨(dú)立工作。

所述的控制模塊，是激光測距裝置的核心。該控制模塊包括但不限于使用MCU，DSP，ARM，F(xiàn)PGA等CPU；控制模塊通過音頻的雙向通訊通道與移動(dòng)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，同時(shí)與激光發(fā)送模塊和激光接收模塊相連；控制模塊主要完成的功能包括：系統(tǒng)控制策略，信號采樣，數(shù)據(jù)分析和處理，通訊解碼單元，通訊編碼單元，DA或PWM輸出。

所述的激光發(fā)送模塊，包括相應(yīng)的激光頭和電光轉(zhuǎn)換電路，激光頭發(fā)射測距所需要的激光，該包括但不限于可見激光和非可見激光，所述的發(fā)射激光到達(dá)被測物體后，會(huì)被被測物體反射，從而進(jìn)入激光接收模塊。

所述的激光接收模塊，包括光學(xué)放大鏡頭，光學(xué)處理通路和光電轉(zhuǎn)換裝置，用于接收被側(cè)物體反射的激光信號。

激光測距的原理簡述為：計(jì)量測量激光束從激光發(fā)送模塊到被測物體后被反射回激光接收模塊的時(shí)間T，根據(jù)光的傳輸速度C則可求出激光測距裝置與被測物體的距離L＝C*T/2。

所述的智能終端，目前被廣泛應(yīng)用的包括智能手機(jī)，平板電腦及專業(yè)智能便攜終端。所述的智能終端能搭載運(yùn)行安卓，WINDOWS，iOS等智能操作系統(tǒng)。在這些操作系統(tǒng)上，能方便的運(yùn)行所述激光測距裝置的APP。

本發(fā)明直接由智能終端實(shí)現(xiàn)激光測距裝置的電源供應(yīng)，操作控制，信息展示，功能拓展，聯(lián)網(wǎng)等功能，可以極大的降低單一激光測距裝置的成本和大小，使傳統(tǒng)孤立的激光測距裝置智能化，給用戶帶來更大的價(jià)值和用戶體驗(yàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所實(shí)施的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所實(shí)施控制模塊與智能終端通訊及控制框圖。

圖3是本發(fā)明所實(shí)施音頻接口的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，作為一種實(shí)施實(shí)例，圖1為本激光測距裝置工作系統(tǒng)框圖。該框圖包含了本發(fā)明工作原理的三個(gè)基本組成部分：含有音頻接口的便攜式激光測距裝置11；被測物體14；搭載與激光測距裝置配套工作APP的智能終端18。

被測物體14，是一種可見的實(shí)物，能具有可靠的反射面反射從激光測距裝置11發(fā)送出來的激光，被測物體14可以上固定的也可以上移動(dòng)的。對于固定的被測物體14，可以對其進(jìn)行連續(xù)和單次激光測距，以獲得更為精準(zhǔn)的距離平均值。而對于移動(dòng)的被測物體14，通過對其連續(xù)的測距，可以獲得其移動(dòng)速度。

激光測距裝置11，主要有控制模塊12，電源模塊15，激光發(fā)送模塊13，激光接收模塊14.電源模塊15，負(fù)責(zé)為整個(gè)激光測距裝置內(nèi)部電路提供電能，電源模塊15的電源來源通過音頻接口從智能終端18獲得，通過升壓，整流，穩(wěn)壓，可以獲得穩(wěn)定的輸出電壓。控制模塊12，是整個(gè)激光測距裝置11的核心，其主要功能為：通過音頻口與智能終端18進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交互；通過相應(yīng)的接口與激光發(fā)送模塊13和激光接收模塊16相連，控制激光發(fā)送模塊13和激光接收模塊16配合工作，以相應(yīng)的控制策略和測距算法獲得激光測距裝置11與被測物體14之間的距離，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過DA或PWM轉(zhuǎn)換，以得到智能終端18能識(shí)別的信號。激光發(fā)送模塊13的主要作用為根據(jù)接收到的控制模塊12的控制命令，將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，產(chǎn)生測距所需的激光。激光接收模塊14的主要作用為接收由激光發(fā)送模塊13發(fā)送至被測物體14并被返回的激光信號，該激光信號會(huì)首先被光學(xué)鏡頭進(jìn)行放大，集中，同時(shí)經(jīng)過相應(yīng)的棱角轉(zhuǎn)換將接收到的激光信號轉(zhuǎn)換成電信號，一般使用雪崩二極管作為接收光電轉(zhuǎn)換單元。激光接收模塊14會(huì)將相應(yīng)的電信號傳送至控制模塊12。

搭載與激光測距裝置配套工作APP的智能終端18是與本發(fā)明配套實(shí)現(xiàn)的，但是并不包括在本發(fā)明內(nèi)，其硬件為包含有音頻接口的智能設(shè)備，包括但不限于智能手機(jī)，平板電腦，筆記本電腦，掌上電腦，PAD等具有按鍵和觸控感應(yīng)的硬件終端。該硬件終端的操作系統(tǒng)包括但不限于Andriod操作系統(tǒng)，IOS操作系統(tǒng)，塞班操作系統(tǒng)，黑莓操作系統(tǒng)，windows相關(guān)操作系統(tǒng)等。該智能終端能與互聯(lián)網(wǎng)可靠連接，所以基于以上平臺(tái)的APP(應(yīng)用程序)，可以實(shí)現(xiàn)對激光測距裝置11的開，關(guān)，啟動(dòng)測量，停止測量，連續(xù)測量，單次測量等基本操作。同時(shí)，能以更直觀，更多樣化，更多歷史數(shù)據(jù)的形式展現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)。

該所述的APP能實(shí)現(xiàn)諸如數(shù)學(xué)函數(shù)功能，空間CAD構(gòu)建，含有距離數(shù)據(jù)，時(shí)間數(shù)據(jù)，位置數(shù)據(jù)三位一體的實(shí)時(shí)云端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。這些可以擴(kuò)展及開源的功能可以極大的擴(kuò)展所述的激光測距11的功能，完成更智能化的應(yīng)用。

如圖2所示，為本發(fā)明所述的激光測距裝置11中控制模塊12與智能終端18通訊及控制框圖。圖中，控制模塊12主要完成的功能包括采樣功能23，系統(tǒng)控制策略27，數(shù)據(jù)分析處理及通訊邏輯28，解碼單元24，編碼單元29。其中，控制模塊12的實(shí)現(xiàn)包括但不限于使用MCU、ARM、DSP、FPGA、CPLD等可編程或非可編程控制器。采樣功能23處理激光測距發(fā)送模塊與激光測距接收模塊的相關(guān)信息，將模塊信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以供數(shù)據(jù)分析處理單元28使用。數(shù)據(jù)分析處理和通訊單元28主要執(zhí)行測距算法和通訊算法。測距算法一般使用相位法和頻率法。通訊算法主要根據(jù)與智能設(shè)備18的通訊協(xié)議及濾波處理，將相應(yīng)的數(shù)字量進(jìn)行濾波，平滑，排列。系統(tǒng)控制策略27主要功能為各模式的切換及硬件的控制，包括休眠模式，單次測距模式，連續(xù)測距模式，故障模式等。解碼單元24和編碼及輸出單元29為將相應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換及編解碼處理，方便與智能終端18通過音頻端口進(jìn)行通訊。

智能終端18包含有兩個(gè)主要的部分，一部分為頂層的智能操控應(yīng)用平臺(tái)，即為上文中所述的APP，提供友好的直觀的操作界面和功能擴(kuò)展。另外一部分為底層的編解碼單元，包括編碼單元25和解碼單元30。因?yàn)橐纛l端口一般是用于傳送模擬信號，所以需要相應(yīng)的編解碼單元進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)。

如圖3所示，為本發(fā)明所述的音頻接口的詳細(xì)描述。圖3左側(cè)顯示，音頻端口包括：GND、MIC、R、L四個(gè)通道，GND為統(tǒng)一的接地端。使用L作為電源信號傳送，而使用R和MIC通道作為輸入RX和輸出TX信號。這里需要說明的是，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于圖3所示，可以使用音頻端口中的所有通道做功能交換，例如我們也可以使用MIC作為電源信號傳輸，而使用R、L作為通訊的輸入輸出信號。

圖3右側(cè)為基于音頻端口電源供應(yīng)的電路圖。圖中所描述的Vin為音頻接口中L和GND通道信號。通過變壓器升壓，產(chǎn)生一個(gè)較高的脈動(dòng)電平，通過二極管的整流和電容的濾波，然后經(jīng)過穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，可以獲得激光測距裝置11系統(tǒng)工作所需要的電源。通常的，該電源電壓為3.3V或1.6V或5V。

總之，本發(fā)明直接由智能終端實(shí)現(xiàn)激光測距裝置的電源供應(yīng)，操作控制，信息展示，功能拓展，聯(lián)網(wǎng)等功能，極大地降低單一激光測距裝置的成本和體積，使傳統(tǒng)孤立的激光測距裝置智能化，給用戶帶來更大的價(jià)值和用戶體驗(yàn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。