具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚的列出的那些步骤或模块,而是可包括没有清楚的列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
本发明提供了一种检测物体距离的数据处理系统,包括:目标测距装置、处理器和存储有计算机程序的存储器,其中,目标测距装置包括目标发射器1、第一凸透镜2、第一凸透镜对应的控制装置3、第二凸透镜5和目标接收器6,当所述计算机程序被所述处理器执行时,实现以下步骤,如图1和图2所示:
S100,获取所述第一凸透镜2对应的初始焦距f0和所述目标接收器6对应的初始光斑面积S0,所述初始光斑面积为所述第一凸透镜2的焦距为f0时,所述目标接收器6对应的光斑面积。
具体地,所述初始焦距为本领域技术人员预先设置好的焦距,本领域技术人员知晓,现有技术中,任一可选的初始焦距均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
具体的,所述光斑面积为目标光束通过所述第一凸透镜2,照射在待检测物体4表面且经过所述待检测物体4反射,并穿过所述第二凸透镜5至所述目标接收器6时,所述目标接收器6生成的光斑的面积,其中,本领域技术人员知晓,现有技术中任一获取接收器生成的光斑的面积的方法,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
进一步的,所述目标光束为所述目标发射器1发射的光束。
具体的,所述第一凸透镜2设置在所述目标发射器1与所述待检测物体4之间,其中,所述第一凸透镜2与所述目标发射器1之间的距离小于所述第一凸透镜2与所述待检测物体4之间的距离。
进一步的,所述第一凸透镜2为可变焦距透镜。
优选的,所述第一凸透镜2为液体变焦距透镜,相较于普通可变焦透镜,液体可变焦透镜的结构紧凑,设计小巧,具有多种驱动方式,使用起来较为灵活方便。
具体的,所述第二凸透镜5设置在所述目标接收器6与所述待检测物体4之间,其中,所述第二凸透镜5与所述目标接收器6之间的距离小于所述第二凸透镜5与所述待检测物体4之间的距离。
进一步的,所述第二凸透镜5为固定焦距的双凸透镜。
具体的,所述目标发射器1与所述处理器通信连接。
具体的,所述目标接收器6与所述处理器通信连接。
具体的,经过所述目标发射器1的中心的直线与经过所述第二凸透镜5的中心的直线以及经过所述目标接收器6的中心的直线相交于一点。
具体的,所述第一凸透镜对应的控制装置3为控制所述第一凸透镜2的焦距变化的装置,本领域技术人员知晓,现有技术中任一可选的控制凸透镜的焦距发生变化的装置,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
进一步的,所述第一凸透镜对应的控制装置3与所述处理器通信连接。
上述,第一凸透镜为变焦透镜,可以对第一凸透镜对应的控制装置发出指令,高度自适应的调整焦距,操作灵活,精准度高,待检测物体反射的激光光束经过第二凸透镜的汇聚照射到接收器中,接收器可以生成完整的光斑,对光斑面积进行处理,有利于提高获取透镜焦距的精准度,进而有利于提高获取发射器与待检测物体的垂直距离的精准度。
S200,根据f0和S0,获取f0对应的第一目标焦距f′和f′对应的第一目标光斑面积S′,所述第一目标光斑面积为所述第一凸透镜2的焦距为f′时,所述目标接收器6对应的光斑面积。
在一具体的实施例中,在S200步骤中包括如下步骤:
S201,获取第一预设焦距差值Δf1,本领域技术人员知晓,现有技术中任一可选的第一预设焦距差值,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
S202,当接收到焦距变化指令时,根据所述第一凸透镜对应的控制装置3,获取第一关键焦距F1和F1对应的第一关键光斑面积G1,所述第一关键光斑面积为所述第一凸透镜2的焦距为F1时,所述目标接收器6对应的光斑面积,其中,F1符合如下条件:
F1=f0+Δf1。
S203,当G1<S0时,根据F1和所述第一凸透镜对应的控制装置3,获取第一中间焦距列表f={f1,f2,……,fi,……,fm}和f对应的第一中间光斑面积列表S={S1,S2,……,Si,……,Sm},fi为第i个第一中间焦距,Si为fi对应的第一中间光斑面积,i=1,2……m,m为第一中间焦距的数量,所述第一中间光斑面积为所述第一凸透镜2的焦距为所述第一中间焦距时,所述目标接收器6对应的光斑面积,其中,fi符合如下条件:
fi=F1+(i-1)×Δf1。
具体的,Sm符合如下条件:
Sm>Sm-1且Sm-2>Sm-1;可以理解为:首先获取f1和f1对应的S1,其次获取f2和f2对应的S2,再次获取f3和f3对应的S3,将S1、S2、S3进行比对,以此类推,获取fm和fm对应的Sm,当Sm>Sm-1且Sm-2>Sm-1时,不再获取fm+1。
S204,当G1>S0时,根据所述第一凸透镜对应的控制装置3,获取第二关键焦距F2和F2对应的第二关键光斑面积G2,所述第二关键光斑面积为所述第一凸透镜2的焦距为F2时,所述目标接收器6对应的光斑面积,其中,F2符合如下条件:
F2=f0-Δf。
S205,当G2<S0时,根据F2和所述第一凸透镜对应的控制装置3,获取f={f1,f2,……,fi,……,fm}和f对应的S={S1,S2,……,Si,……,Sm},其中,fi符合如下条件:
fi=F2-(i-1)×Δf1。
具体的,Sm符合如下条件:
Sm>Sm-1且Sm-2>Sm-1;可以理解为:首先获取f1和f1对应的S1,其次获取f2和f2对应的S2,再次获取f3和f3对应的S3,将S1、S2、S3进行比对,以此类推,获取fm和fm对应的Sm,当Sm>Sm-1且Sm-2>Sm-1时,不再获取fm+1。
S206,获取f′=fm-1,S′=Sm-1。
S207,当G2>S0时,获取f′=f0,S′=S0。
具体的,在获取所述第一中间焦距列表和所述第一中间焦距列表对应的第一中间光斑面积列表的过程中,如果,所述第一中间焦距对应的第一中间光斑面积呈逐渐减小的趋势,直至所述第一中间焦距与所述第一凸透镜2的最小焦距或与所述第一凸透镜2的最大焦距相同时,获取所述第一中间焦距为最终目标焦距,执行S500步骤。
具体的,本领域技术人员知晓,现有技术中任一获取可变焦透镜的最大焦距和最小焦距的方法,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
上述,按照预设方向和预设焦距差值调整焦距,并获取关键光斑面积,当关键光斑面积比当前光斑面积大时,按照预设方向的反方向和预设焦距差值调整焦距,获取第一目标焦距和第一目标光斑面积,相较于现有技术,对光斑面积进行比对,获取第一目标焦距和第一目标光斑面积,系统处理的数据量较小,且光斑为完整的光斑,对第一目标光斑进行处理,获取最终目标焦距,有利于提高系统的运行效率,提高获取最终目标焦距的精准度,进而有利于提高获取发射器与待检测物体的垂直距离的精准度。
S300,当ΔS≤ΔS1时,将f′作为所述第一凸透镜2的最终目标焦距,其中,ΔS1为预设的光斑面积差阈值,ΔS符合如下条件:
ΔS=|S′-S|,其中,S为f′对应的预设光斑面积,预设光斑面积为本领域技术人员预先设置好的光斑面积,本领域技术人员知晓,现有技术中任一可选的预设光斑面积和预设的光斑面积差阈值,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
S400,当ΔS>ΔS1时,对f′进行处理,获取所述第一凸透镜2的最终目标焦距。
具体的,在S400步骤中包括如下步骤:
S401,根据f′,获取f′对应的第四中间焦距列表H={H1,H2,……,Hx,……,Hp},Hx={Hx1,Hx2,……,Hxy,……,Hxq}和H对应的第四中间光斑面积列表W={W1,W2,……,Wx,……,Wp},Wx={Wx1,Wx2,……,Wxy,……,Wxq},Hxy为f′对应的第x个第四中间焦距列表中第y个第四中间焦距,Wxy为Hxy对应的第四中间光斑面积,y=1,2……q,q为第四中间焦距列表中第四中间焦距的数量,x=1,2……p,p为第四中间焦距列表的数量,第四中间光斑面积为所述第一凸透镜2的焦距为第四中间焦距时,所述目标接收器6对应的光斑面积,其中,Hxy符合如下条件:
|Hx(y+1)-Hxy|=Δf1/2x且|Hxy-Hx(y-1)|=Δf1/2x;
当x=1时,|H11-f′|=Δf1/21;
当x≠1时,|Hx1-H(x-1)(q-1)|=Δf1/2x;
Wxp满足如下条件:
Wxq>Wx(q-1)且Wx(q-2)>Wx(q-1);
Wp(q-1)<W(p-1)(q-1)且|Wp(q-1)-S|≤ΔS1且|W(p-1)(q-1)-S|>ΔS1;可以理解为:首先获取H1和H1对应的W1,当W1中最小的第四中间光斑面积与预设光斑面积的面积差的绝对值小于或等于预设的光斑面积差阈值时,不再获取H2,否则,获取H2和H2对应的W2,以此类推。
具体的,本领域技术人员知晓,在S401步骤中,根据第一目标焦距,获取第四中间焦距列表和第四中间焦距列表对应的第四中间光斑面积列表的方法参照S200步骤中,根据第一关键焦距,获取第一中间焦距列表和第一中间焦距列表对应的第一中间光斑面积的方法,在此不再赘述。
S403,将Hp(q-1)作为所述第一凸透镜2的最终目标焦距。
上述,对第一目标光斑面积进行处理,逐渐减小焦距的调整幅度,获取每次调整焦距后的光斑面积,对光斑面积进行处理,进一步判断是否需要继续调整焦距,有利于提高系统的运行效率,节省资源,提高获取目标焦距的精准度,进而有利于提高获取发射器与待检测物体的垂直距离的精准度。
S500,根据所述第一凸透镜2的最终目标焦距,获取所述待检测物体4对应的目标距离,目标距离为所述第一凸透镜2的焦距为最终目标焦距时,所述目标发射器1与所述待检测物体4之间的垂直距离,其中,本领域技术人员知晓,现有的任一根据凸透镜的焦距获取发射器与待检测物体之间的垂直距离的方法,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述;例如:三角测距法。
在另一具体的实施例中,与上述实施例的区别为,在S200步骤中包括如下步骤:
S201,获取第一中间预设焦距差值Δf1,本领域技术人员知晓,现有技术中任一可选的第一中间预设焦距差值,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
S202,当接收到焦距变化指令时,根据所述第一凸透镜对应的控制装置3,获取第二中间焦距列表f2={f2 1,f2 2,……,f2 j,……,f2 n}和f2对应的第二中间光斑面积列表S2={S2 1,S2 2,……,S2 j,……,S2 n},f2 j为第j个第二中间焦距,S2 j为f2 j对应的第二中间光斑面积,j=1,2……n,n为第二中间焦距的数量,第二中间光斑面积为所述第一凸透镜2的焦距为第二中间焦距时,所述目标接收器6对应的光斑面积,其中,f2 j符合如下条件:
f2 j=f0+j×Δf1;
f2 n符合如下条件:
f2 n=Fmax,Fmax为所述第一凸透镜2的最大焦距,其中,本领域技术人员知晓,现有技术中任一获取凸透镜的最大焦距的方法,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
S203,根据所述第一凸透镜对应的控制装置3,获取第三中间焦距列表f3={f3 1,f3 2,……,f3 k,……,f3 t}和f3对应的第三中间光斑面积列表S3={S3 1,S3 2,……,S3 k,……,S3 t},f3 k为第k个第三中间焦距,S3 k为f3 k对应的第三中间光斑面积,k=1,2……t,t为第三中间焦距的数量,第三中间光斑面积为所述第一凸透镜2的焦距为第三中间焦距时,所述目标接收器6对应的光斑面积,其中,f3 j符合如下条件:
f3 k=f0-k×Δf1;
f3 t符合如下条件:
f3 t=Fmin,Fmin为所述第一凸透镜2的最小焦距,其中,本领域技术人员知晓,现有技术中任一获取凸透镜的最小焦距的方法,均属于本发明的保护范围,在此不再赘述。
S204,遍历S2,获取S2 min,S2 min为S2中最小的第二中间光斑面积。
S205,遍历S3,获取S3 min,S3 min为S3中最小的第三中间光斑面积。
S206,当S0<S2 min且S0<S3 min时,获取f′=f0,S′=S0。
S207,当S2 min<S0且S2 min<S3 min时,获取f′为S2 min对应的第二中间焦距,S′=S2 min。
S208,当S2 min<S0且S3 min<S2 min时,获取f′为S3 min对应的第三中间焦距,S′=S3 min。
具体的,当S2 min与S3 min中最小的中间光斑面积对应的中间焦距与所述第一凸透镜2的最大焦距或与所述第一凸透镜2的最小焦距相同时, 将S2 min与S3 min中最小的中间光斑面积对应的中间焦距作为最终目标焦距,执行S500步骤。
相较于上述实施例,按照不同的方向,获取中间焦距列表和中间光斑面积列表,获取每一个中间光斑面积列表中的最小的中间光斑面积,将最小的光斑面积进行对比,获取最终目标焦距,无需多次进行判断,只需对最小的光斑面积进行对比,节省系统的处理流程,有利于提高系统的运行效率。
本发明提供了一种检测物体距离的数据处理系统,包括:目标测距装置、处理器和存储有计算机程序的存储器,目标测距装置包括目标发射器、第一凸透镜、第一凸透镜对应的控制装置、第二凸透镜和目标接收器,当计算机程序被处理器执行时,实现以下步骤:获取所述第一凸透镜对应的初始焦距和目标接收器对应的初始光斑面积;获取第一目标焦距和第一目标光斑面积;获取第一凸透镜的最终目标焦距;获取待检测物体对应的目标距离;可知,本发明设置可变焦透镜,激光发射器发出的激光经过可变焦透镜照射到待检测物体表面,可以灵活的调整可变焦透镜的焦距,根据目标接收器对应的光斑面积,获取最终目标焦距,根据最终目标焦距获取激光发射器与待检测物体的距离,可以提高检测距离的精准度。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解,可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明开的范围由所附权利要求来限定。