本發(fā)明涉及激光測距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可精確的計算出激光雷達實際測量距離的方法。

背景技術(shù)：

三角測距法即光源、被測物面、光接收系統(tǒng)三點共同構(gòu)成一個三角形光路，由激光器發(fā)出的光線，經(jīng)過匯聚透鏡聚焦后入射到被測物體表面上，光接收系統(tǒng)接收來自入射點處的散射光，并將其成像在光電位置探測器敏感面上，通過光點在成像面上的位移來測量被測物面移動距離的一種測量方法。單點式激光三角法測量可分為直射式和斜射式兩種結(jié)構(gòu)，光源與光接收系統(tǒng)如何設(shè)置主要按測試目標(biāo)的要求、測量系統(tǒng)構(gòu)造等靈活選擇。

采用斜射式激光三角測距法，原理如圖1所示。激光器發(fā)射的平行光線，經(jīng)過會聚透鏡聚焦后形成一束光，該光束垂直射到被測物體表面。待測目標(biāo)面的相對移動或其表面變化都會導(dǎo)致入射光點沿入射光軸前后移動測量激光的散射光經(jīng)接收透鏡垂直照射到光電位置探測器上如果入射光點在光電成像器形成了位移x，則待測目標(biāo)面沿軸方向的相對位移為d。依據(jù)三角測距法的位置關(guān)系我們可根據(jù)下式計算出d的值:

式中:

s-入射光點與接收透鏡入光點的距離;

f-接收透鏡入光點到成像面的垂直距離;

β-入射激光光軸與接收透鏡光軸的夾角。

說明：上面的原理是激光三角測距的標(biāo)準(zhǔn)原理，需要的參數(shù)有f（鏡頭焦距），s（鏡頭光心到激光中心的距離），β（激光線與光心距的夾角）；而且這些參數(shù)中s、β的數(shù)值不能得到很精確的值，再加上光學(xué)鏡頭存在畸變，因此，采用上述的方案是不能有效地測試裝置到物體的距離。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種測量精度高的激光雷達測距方法，通過所述方法計算的距離更為準(zhǔn)確。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種測量精度高的激光雷達測距方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

使用標(biāo)準(zhǔn)測量儀器獲取第一光電成像器成像位置X₀對應(yīng)的目標(biāo)物體實際距離為d0以及第二光電成像器成像位置X₁對應(yīng)的目標(biāo)物體實際距離為d1，將（X₀， d0）和（X₁，d1）作為標(biāo)定點對數(shù)據(jù)，X為實際的激光器位置值；

通過逼近法獲取未知的實際激光器位置X對應(yīng)的目標(biāo)物體實際距離d：

d0的權(quán)值為，d1的權(quán)值為。

進一步的技術(shù)方案在于：未知點X必需落在標(biāo)定數(shù)據(jù)中的2個點之間；未知點X離X₀、X₁中的那個點越近，權(quán)值越大。

進一步的技術(shù)方案在于：標(biāo)定用圖像采用5領(lǐng)域平滑法進行處理，處理方法如下：

。

進一步的技術(shù)方案在于：標(biāo)定用圖像中的像素進行細分，增加圖像的解釋度，在激光測距模塊中，將每個像素改變?yōu)?0個像素，

像素位置0的參數(shù)有X0（位置值）、Val0(位置值)，像素位置1的參數(shù)有X1（位置值）、Val1（位置值），閾值為valThreshold，則差分公式如下：

通過差分法求取左右邊界來求取波峰位置，即波峰位置是左右邊界的中心。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：該方法避免了激光器鏡頭畸變的影響，以及一些裝置的影響，僅僅依靠標(biāo)定數(shù)據(jù)進行測距，距離測量更為準(zhǔn)確。

此外，通過使用5領(lǐng)域平滑法對圖像進行處理，消除了亮度過大以及多小的像素點，圖像變得平滑，有利于圖像目標(biāo)點的提取；由于激光目標(biāo)點呈現(xiàn)對稱性（正態(tài)分布），波峰位置存在很大的噪音，不能有效的求出波峰值，因此通過差分法求取左右邊界來求取波峰位置，即波峰位置是左右邊界的中心。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是激光器三角測距原理圖；

圖2是激光器逼近測距法原理圖；

圖3是像素目標(biāo)優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖；

圖4是二分查表法的原理結(jié)構(gòu)圖；

其中：1、激光器 ；2、光電成像器； 3、像素位置0；4、像素位置1； 5、起始點；6、結(jié)束點 ；7、目標(biāo)物體。

具體實施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

如圖2所示，本發(fā)明實施例公開了一種測量精度高的激光雷達測距方法，具體包括如下步驟：

測量激光經(jīng)物體反射，在光電成像器的成像位置X。通過標(biāo)定的系列點對（x，d），通過逼近法原則，獲取物體的實際距離d。

逼近測距法原理圖中X0對應(yīng)的目標(biāo)物體實際距離d0，x1對應(yīng)的目標(biāo)物體實際距離為d1，（x0， d0）和（x1，d1）為標(biāo)定點對數(shù)據(jù)，X為實際的激光位置值，我們可以根據(jù)逼近法來獲取d的值：

逼近法原理的是距離越近，權(quán)值越大，d0的權(quán)值為，d1的權(quán)值為。

說明：上述的方法，稱之為逼近法，就是使用標(biāo)準(zhǔn)測量儀器（如光柵尺），獲取一組在已知距離下的目標(biāo)點分別對應(yīng)圖像上的，稱之為標(biāo)定數(shù)據(jù)（，）。通過上述公式的獲取未知點X的距離d，如下：

1)未知點X必需落在標(biāo)定數(shù)據(jù)中的2個點的區(qū)間，如A、B；

2)未知點X離A、B中的那個點越近，權(quán)值越大；（未知點X到A、B的距離權(quán)值、，距離越近、權(quán)值越大）

3)利用距離、，以及2）步驟中的權(quán)值、，獲取計算未知點X的距離d；

該方法通過設(shè)置合理的標(biāo)定點陣，避免了鏡頭畸變的影響，以及一些裝置的影響，僅僅依靠標(biāo)定數(shù)據(jù)進行測距。

圖像優(yōu)化:

圖像方面做了5領(lǐng)域平滑法，其方法如下：

經(jīng)過上述方法后，圖像上消除了雜點，如下：

1)消除了亮度過大的像素點；

2)消除了亮度過小的像素點；

因此，圖像變得平滑，有利于圖像目標(biāo)點的提??；

像素目標(biāo)優(yōu)化:

差分法，就是將每個像素進行細分，增加了圖像的解釋度，在激光測距模塊中，我們對相似進行了10等分，即相當(dāng)于將每個像素改變?yōu)?0個像素。差分法的原理圖如圖3：

像素位置0的參數(shù)有X0（位置值）、Val0(位置值)，像素位置1的參數(shù)有X1（位置值）、Val1（位置值），閾值為valThreshold，則差分公式如下：

由于激光目標(biāo)點呈現(xiàn)對稱性（正態(tài)分布），波峰位置存在很大的噪音，不能有效的求出波峰值，因此通過差分法求取左右邊界來求取波峰位置，即波峰位置是左右邊界的中心；

標(biāo)定數(shù)據(jù)進行升序排列，而二分法能夠快速地查找和獲取目標(biāo)的距離；

在獲取激光的峰值位置后，就需將像素值轉(zhuǎn)換為距離值，由于采用逼近法，與之相使用標(biāo)定數(shù)據(jù)相應(yīng)的二分查表法，大大加快了處理的時間。

二分法的原理如圖4所示：

通過二分法，在激光測距中的距離轉(zhuǎn)換中（像素值轉(zhuǎn)換為距離值），二分法的處理流程如下：

1)獲取遍歷的中間序號，5為begin位置，6為end位置；

2)當(dāng)目標(biāo)值小于mid值時，，重復(fù)步驟1，2；

3)當(dāng)目標(biāo)值大于mid值時，，重復(fù)步驟1，2，3；

當(dāng)目標(biāo)符合mid值時，二分法結(jié)束。