本發(fā)明涉及一種測(cè)距的裝置,特別涉及一種在智能設(shè)備上使用發(fā)射雙光束來(lái)測(cè)距的裝置及方法。
背景技術(shù):
在大多數(shù)情況下,使用激光測(cè)距是通過(guò)計(jì)算發(fā)射與接收激光光束時(shí)間差的方法來(lái)實(shí)施,這類(lèi)方法成本高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,也不方便對(duì)具體的一個(gè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行測(cè)距;使用超聲波測(cè)距則對(duì)使用環(huán)境和測(cè)量對(duì)象有一定的要求,而且結(jié)構(gòu)也無(wú)法微小化。隨著智能設(shè)備如智能手機(jī)或智能平板電腦不斷發(fā)展,其處理器運(yùn)算能力和存儲(chǔ)能力的大幅提升及照相軟硬件技術(shù)的不斷提高,拍攝所得到的照片的成像清晰度、分辨率及自動(dòng)對(duì)焦能力也大幅提高,人們希望使用這些智能設(shè)備擴(kuò)展應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的功能。所以人們也亟待一種在智能設(shè)備上,通過(guò)拍攝照片來(lái)方便快速地測(cè)量與被拍攝物體之間距離的裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種在智能設(shè)備上通過(guò)拍攝照片來(lái)快速測(cè)量與被拍攝物體之間距離的裝置及方法。
為了達(dá)到所述目的,本發(fā)明一種使用發(fā)射雙光束測(cè)距的裝置,該測(cè)量裝置包括一個(gè)帶有攝像功能的智能設(shè)備和一個(gè)內(nèi)置于該智能設(shè)備中的雙光束發(fā)生器,所述的雙光束發(fā)生器包含第一光束發(fā)生器、第二光束發(fā)生器、光束水平角度調(diào)節(jié)器、微控制器、電源、控制開(kāi)關(guān)、連接器和殼體,由于該雙光束發(fā)生器內(nèi)置在智能設(shè)備中,其微控制器、電源、控制開(kāi)關(guān)、連接器和殼體及其連接方法均可以由該智能設(shè)備提供。
所述的智能設(shè)備包括具備運(yùn)算和存儲(chǔ)能力并帶有攝像功能的智能手機(jī)、智能平板電腦、智能眼鏡、vr頭戴式虛擬顯示設(shè)備、智能無(wú)人飛行器、智能機(jī)器人和車(chē)載智能系統(tǒng)。
第一光束發(fā)生器和第二光束發(fā)生器分別放置在雙光束發(fā)生器的兩端。
第一光束發(fā)生器和第二光束發(fā)生器所發(fā)射的光束為低發(fā)散光束,進(jìn)一步的說(shuō)就是,無(wú)論被拍照物體距離智能設(shè)備是遠(yuǎn),還是近,第一光束發(fā)生器和第二光束發(fā)生器所發(fā)射的光束照射在被拍攝物體上時(shí),始終保持為直徑較小的圓形或橢圓形光點(diǎn)。
第一光束發(fā)生器發(fā)射的光束所成的中心線和該智能設(shè)備照相鏡頭的軸線平行。
第二光束發(fā)生器發(fā)射光束的初始狀態(tài)為其所發(fā)射光束的中心線和第一光束發(fā)生器發(fā)射光束的中心線成平行狀態(tài),進(jìn)一步的說(shuō)就是,在第二光束發(fā)生器發(fā)射光束的初始工作狀態(tài)下,無(wú)論被拍攝物體距離智能設(shè)備是遠(yuǎn),還是近,第一光束發(fā)生器和第二光束發(fā)生器之間的距離和其發(fā)射光束照在被拍攝物體上產(chǎn)生兩個(gè)光點(diǎn)的中心點(diǎn)之間的距離是相等的。
第二光束發(fā)生器所發(fā)射的光束通過(guò)光束水平角度調(diào)節(jié)器可以水平方向調(diào)節(jié)發(fā)射角度,所有第二光束發(fā)生器所發(fā)射光束的中心線和第一光束發(fā)生器所發(fā)射光束的中心線在同一平面上;在微控制器控制下,該光束水平角度調(diào)節(jié)器工作而使第二光束發(fā)生器發(fā)射光束中心線的角度改變時(shí),智能設(shè)備的處理器和存儲(chǔ)器記錄該水平方向角度改變值。
為了提高本發(fā)明測(cè)距裝置的測(cè)量精度和便利性,第一光束發(fā)生器和第二光束發(fā)生器之間的距離可以通過(guò)該智能設(shè)備的輔助結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié),第一光束發(fā)生器和第二光束發(fā)生器之間的距離為0.01~5米。
本發(fā)明的另一個(gè)方案是提供一種使用發(fā)射雙光束測(cè)量與被拍攝物體之間距離的方法,它包括下列步驟:
s1開(kāi)啟智能設(shè)備的攝像功能;
s2在智能設(shè)備顯示部件中取景;
s3開(kāi)啟第一光束發(fā)生器,使用者調(diào)整拍攝角度,使其發(fā)射的光束照射到被拍攝物體的測(cè)距點(diǎn)上;
s4智能設(shè)備照相機(jī)對(duì)焦,使該測(cè)距點(diǎn)在顯示部件中清晰顯示;
s5開(kāi)啟第二光束發(fā)生器,在光束水平角度調(diào)節(jié)器的作用下,第二光束發(fā)生器發(fā)射的光束由初始位置向第一光束發(fā)生器方向偏轉(zhuǎn),當(dāng)測(cè)距點(diǎn)上第一光束發(fā)生器發(fā)射光束照射所成光點(diǎn)的中心點(diǎn)和第二光束發(fā)生器發(fā)射光束照射所成光點(diǎn)的中心點(diǎn)重合時(shí),光束水平角度調(diào)節(jié)器停止工作;
s6智能設(shè)備的處理器和存儲(chǔ)器記錄該水平方向角度改變值;
s7第一光束發(fā)生器和第二光束發(fā)生器停止光束發(fā)射;
s8光束水平調(diào)節(jié)器工作,使第二光束發(fā)生器回到初始狀態(tài);
s9依據(jù)光束水平角度調(diào)節(jié)器的水平方向角度改變值,計(jì)算獲取第二光束發(fā)生器發(fā)射光束中心線的偏轉(zhuǎn)角度值;
s10通過(guò)光束偏轉(zhuǎn)角度值和第一光束發(fā)生器第二光束發(fā)生器之間的實(shí)際距離值,使用三角函數(shù)計(jì)算公式,計(jì)算獲取距離值。
通過(guò)同樣的方法,本發(fā)明可以對(duì)被拍攝場(chǎng)景中一個(gè)物體或多個(gè)物體,以及其中單個(gè)物體上一個(gè)具體的點(diǎn)及多個(gè)具體的點(diǎn),進(jìn)行測(cè)距工作。
根據(jù)本發(fā)明,使用者無(wú)需攜帶其他輔助測(cè)量用具就可以快速地對(duì)被拍攝物體進(jìn)行距離測(cè)量;由于使用三角計(jì)算法,可以對(duì)被拍攝物體上具體一個(gè)點(diǎn)的位置進(jìn)行較精確距離測(cè)量;本發(fā)明測(cè)距裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,適合在智能設(shè)備上應(yīng)用;本發(fā)明的雙光束發(fā)生器有控制開(kāi)關(guān),當(dāng)其關(guān)閉后,不影響智能設(shè)備的單獨(dú)使用。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明測(cè)距裝置在智能手機(jī)上應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明測(cè)距裝置在智能手機(jī)上應(yīng)用的工作示意圖。
圖3是本發(fā)明測(cè)距裝置在智能手機(jī)上伸開(kāi)后應(yīng)用的示意圖。
圖4a是本發(fā)明測(cè)量方法計(jì)算示意圖。
圖4b是本發(fā)明測(cè)量方法三角函數(shù)計(jì)算示意圖。
具體實(shí)施方法
參考圖1圖2一種使用發(fā)射雙光束測(cè)距的裝置,該測(cè)量裝置包括一個(gè)帶有攝像功能的智能設(shè)備100和一個(gè)內(nèi)置于該智能設(shè)備100中的雙光束發(fā)生器200,所述的雙光束發(fā)生器包含第一光束發(fā)生器201、第二光束發(fā)生器202、光束水平角度調(diào)節(jié)器(未圖示)、微控制器(未圖示)、電源(未圖示)、控制開(kāi)關(guān)(未圖示)、連接器(未圖示)和殼體(未圖示),由于該雙光束發(fā)生器200內(nèi)置在智能設(shè)備100中,其微控制器、電源、控制開(kāi)關(guān)、連接器和殼體及其連接方法均可以由該智能設(shè)備100提供。
所述的智能設(shè)備100包括具備運(yùn)算和存儲(chǔ)能力并帶有攝像功能的智能手機(jī)、智能平板電腦、智能眼鏡、vr頭戴式虛擬顯示設(shè)備、智能無(wú)人飛行器、智能機(jī)器人和車(chē)載智能系統(tǒng)。
第一光束發(fā)生器201和第二光束發(fā)生器202分別放置在雙光束發(fā)生器200的兩端。
第一光束發(fā)生器201和第二光束發(fā)生器202所發(fā)射的光束為低發(fā)散光束,進(jìn)一步的說(shuō)就是,無(wú)論被拍照物體距離智能設(shè)備是遠(yuǎn),還是近,第一光束發(fā)生器201和第二光束發(fā)生器202所發(fā)射的光束照射在被拍攝物體300上時(shí),始終保持為直徑較小的圓形或橢圓形光點(diǎn)。
第一光束發(fā)生器發(fā)射201的光束所成的中心線211和該智能設(shè)備照相鏡頭101的軸線111平行。
第二光束發(fā)生器202發(fā)射光束的初始狀態(tài)為其所發(fā)射光束的中心線212和第一光束發(fā)生器201發(fā)射光束的中心線成平行狀態(tài),進(jìn)一步的說(shuō)就是,在第二光束發(fā)生器202發(fā)射光束的初始工作狀態(tài)下,無(wú)論被拍攝物體距離智能設(shè)備是遠(yuǎn),還是近,第一光束發(fā)生器201和第二光束發(fā)生器202之間的距離和其發(fā)射光束照在被拍攝物體300上產(chǎn)生兩個(gè)光點(diǎn)的中心點(diǎn)之間的距離是相等的。
第二光束發(fā)生器202所發(fā)射的光束通過(guò)光束水平角度調(diào)節(jié)器可以水平方向調(diào)節(jié)發(fā)射角度,所有第二光束發(fā)生器202所發(fā)射光束的中心線212和第一光束發(fā)生器201所發(fā)射光束的中心線211在同一平面上;在微控制器控制下,該光束水平角度調(diào)節(jié)器工作而使第二光束發(fā)生器發(fā)射光束中心線的角度改變時(shí),智能設(shè)備的處理器和存儲(chǔ)器記錄該水平方向角度改變值。
參考圖3為了提高本發(fā)明測(cè)距裝置的測(cè)量精度和便利性,第一光束發(fā)生器201和第二光束發(fā)生器202之間的距離可以通過(guò)該智能設(shè)備的輔助結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié),第一光束發(fā)生器和第二光束發(fā)生器之間的距離為0.01~5米,當(dāng)?shù)谝还馐l(fā)生器201和第二光束發(fā)生器202之間的距離被調(diào)節(jié)為較小時(shí),可以便于攜帶并方便對(duì)較近的被拍攝物體進(jìn)行測(cè)距工作;當(dāng)?shù)谝还馐l(fā)生器201和第二光束發(fā)生器202被伸開(kāi)后兩者距離被調(diào)節(jié)為較大時(shí),可以對(duì)較遠(yuǎn)的被拍攝物體進(jìn)行測(cè)距工作。
參考圖4a圖4b本發(fā)明的另一個(gè)方案是提供一種使用發(fā)射雙光束測(cè)量與被拍攝物體之間距離的方法,它包括下列步驟:
s1開(kāi)啟智能設(shè)備的攝像功能;
s2在智能設(shè)備顯示部件103中取景;
s3開(kāi)啟第一光束發(fā)生器201,使用者調(diào)整拍攝角度,使其發(fā)射的光束照射到被拍攝物體300的測(cè)距點(diǎn)301上;
s4智能設(shè)備100照相機(jī)對(duì)焦,使該測(cè)距點(diǎn)301在顯示部件103中清晰顯示;
s5開(kāi)啟第二光束發(fā)生器202,在光束水平角度調(diào)節(jié)器的作用下,第二光束發(fā)生器發(fā)射202光束的中心線由初始位置向第一光束發(fā)生器201發(fā)射光束的中心線方向偏轉(zhuǎn),當(dāng)測(cè)距點(diǎn)301上第一光束發(fā)生器201發(fā)射光束照射所成光點(diǎn)的中心點(diǎn)和第二光束發(fā)生器202發(fā)射光束照射所成光點(diǎn)的中心點(diǎn)重合時(shí),光束水平角度調(diào)節(jié)器停止工作;
s6智能設(shè)備100的處理器和存儲(chǔ)器記錄該水平方向角度改變值;
s7第一光束發(fā)生器201和第二光束發(fā)生器202停止光束發(fā)射;
s8光束水平調(diào)節(jié)器工作,使第二光束發(fā)生器202回到初始狀態(tài);
s9依據(jù)光束水平角度調(diào)節(jié)器的水平方向角度改變值,計(jì)算獲取第二光束發(fā)生器202發(fā)射光束中心線212的偏轉(zhuǎn)角度值;
s10通過(guò)光束偏轉(zhuǎn)角度值和第一光束發(fā)生器201第二光束發(fā)生器202之間的實(shí)際距離值,使用三角函數(shù)計(jì)算公式,計(jì)算獲取距離值。
通過(guò)同樣的方法,本發(fā)明可以對(duì)被拍攝場(chǎng)景中一個(gè)物體或多個(gè)物體,以及其中單個(gè)物體上一個(gè)具體的點(diǎn)及多個(gè)具體的點(diǎn),進(jìn)行測(cè)距工作。