[发明专利]一种新型激光视觉测量设备及方法

权利要求书

1.一种新型激光视觉测量设备，其特征在于，包括微处理器、至少一个摄像模块、第一激光测距模块、第二激光测距模块、第三激光测距模块，所述摄像模块与所述微处理器电连接，以使所述微处理器可识别所述摄像模块拍得的图片中的像素；所述第一、第二、第三激光测距模块与所述微处理器电连接，以使三个激光测距模块检测到的数据可传送至微处理器；所述的三个激光测距模块的激光发出点置于同一竖直平面上，且该竖直平面与所述摄像模块所处的竖直平面平行或重合，所述第一、第二激光测距模块可转动设置，以使所述三个激光测距模块发射的激光线相交于同一交点。

2.根据权利要求1所述的新型激光视觉测量设备，其特征在于，所述三个激光测距模块的激光发出点置于同一三角形的三个顶点上。

3.根据权利要求1或2所述的新型激光视觉测量设备，其特征在于，还包括机芯安装架，所述第三激光测距模块、摄像模块设置在所述机芯安装架的前端面，所述第一、第二激光测距模块可转动设置在所述机芯安装架的顶端。

4.根据权利要求3所述的新型激光视觉测量设备，其特征在于，还包括第一安装座、第二安装座，所述第一激光测距模块固定设置在所述第一安装座的顶端，所述第二激光测距模块固定设置在所述第二安装座的顶端，所述第一安装座、第二安装座的底端中心分别设置转动圆球，所述转动圆球的底端设置在所述机芯安装架顶端的凹槽内，所述第一安装座、第二安装座的四角与机芯安装架顶端之间设置可伸缩的调节螺栓，以使升降所述调节螺栓时可调整第一安装座、第二安装座的倾斜角度，进而调整第一激光测距模块、第二激光测距模块与水平面之间的夹角。

5.根据权利要求4所述的新型激光视觉测量设备，其特征在于，还包括第三安装座，所述第三激光测距模块的两侧与所述第三安装座之间设置可伸缩的横向调节螺栓，以使所述横向调节螺栓伸缩时可调整所述第三激光测距模块的水平位置。

6.根据权利要求5所述的新型激光视觉测量设备，其特征在于，还包括与所述微处理器电连接的显示设备，以使所述摄像模块拍得的图片可显示在所述显示设备上，并可在显示设备上选择任意两点。

7.根据权利要求4至6之一所述的新型激光视觉测量设备，其特征在于，还包括可移动的聚光挡板，所述聚焦挡板用于承接所述第一、第二、第三激光测距模块发射出的激光线，调整所述第一、第二激光测距模块的倾斜角度、所述聚光挡板的位置，以使所述第一、第二、第三激光测距模块发射出的激光线相交的交点置于所述聚光挡板上。

8.根据权利要求1所述的新型激光视觉测量设备的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、交点测定：打开第一、第二、第三激光测距模块，使得第一、第二、第三激光测距模块发射出的激光线相交于一点，由微处理器记录第一激光测距模块的激光发出点至交点的距离L1、第二激光测距模块的激光发出点至交点的距离L2、第三激光测距模块的激光发出点至交点的距离L3；手动测量第一激光测距模块的激光发出点与第二激光测距模块的激光发出点之间的距离L4、第一激光测距模块的激光发出点与第三激光测距模块的激光发出点之间的间距L5、第二激光测距模块的激光发出点与第三激光测距模块的激光发出点之间的间距L6，并由微处理器进行记录；

B、平行判定：打开第一、第二、第三激光测距模块，使得第一、第二、第三激光测距模块发射出的激光线相交于一点后投射到待测墙面上，获得第一激光线投射点、第二激光线投射点、第三激光线投射点，调整设备前端面四角与待测墙面的距离，使得第一激光测距模块至第一激光线投射点的距离L1’与L1的比值、第二激光测距模块至第三激光线投射点的距离L2’与L2的比值、第三激光测距模块至第三激光线投射点的距离L3’与L3的比值相等，则第一激光测距模块、第二激光测距模块、第三激光测距模块的激光发出点所处的竖直平面与待测墙面平行，即摄像模块所处的竖直平面与待测墙面平行，由微处理器记录此时的L1’、L2’、L3’；

C、计算单一像素对应在墙面横向X方向的实际尺寸值dx、纵向Y方向的实际尺寸值dy：打开摄像模块对待测墙面进行拍照，获得的图片上可显示第一激光线投射点、第二激光线投射点、第三激光线投射点，图片传送至微处理器；由微处理器识别第一激光线投射点在图片中的坐标（X1，Y1）、第二激光线投射点在图片中的坐标（X2，Y2）、第三激光线投射点在图片中的坐标（X3，Y3），微处理器根据L1’与L1之间的差值计算出交点至墙面第一激光线投射点的距离L7，第一激光线投射点与第二激光线投射点之间的距离为L4’，根据相似三角形原理，L1和L7之间的比值应等于L4和L4’之间的比值，微处理器可根据L1、L7、L4的数值计算出L4’，同理可计算出第一激光线投射点与第三激光线投射点之间的距离为L5’、第二激光线投射点与第三激光线投射点之间的距离为L6’，由勾股定理可知，

（(X1-X2)dx）²+（（Y1-Y2）dy）²=L4’²，

（(X1-X3)dx）²+（（Y1-Y3）dy）²=L5’²，

（(X2-X3)dx）²+（（Y2-Y3）dy）²=L6’²；

其中X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3、L4’、L5’、L6’均为已知，根据其中的2个算式即可计算出单一像素对应X方向的实际尺寸值dx、对应Y方向的实际尺寸值dy；

D、自选点测量：操作者在显示设备上点击图片的任意两点，微处理器识别两点的坐标分别为（Xm，Ym）、（Xn，Yn），由（(Xm-Xn)dx）²+（（Ym-Yn）dy）²可通过勾股定理计算出两点之间的距离Lm。