[发明专利]一种用于提高激光测距精度的多点投影装置及其测量方法

权利要求书

1.一种用于提高激光测距精度的多点投影装置，包括激光测距装置(1)，所述激光测距装置(1)内部设有数据处理单元(2)、信号控制单元(3)、激光发射单元(4)、激光接收单元(5)、光学扫描单元(6)和光学接收单元(7)，所述激光发射单元(4)、激光接收单元(5)、光学扫描单元(6)分别电连接信号控制单元(3)，所述信号控制单元(3)、激光接收单元(5)分别电连接数据处理单元(2)，所述光学扫描单元(6)设置在激光发射单元(4)的输出端，光学接收单元(7)设置在激光接收单元(5)的输入端，其特征在于：所述光学扫描单元(6)包括准直透镜组(61)、光束多点调制模组(62)和模组控制器(63)，所述准直透镜组(61)设置在激光发射单元(4)的输出端，将激光发射单元(4)散射出的激光光束转换为平行光束，所述光束多点调制模组(62)设置在准直透镜组(61)的输出端，将上述平行光束转化为一定角度的光束，所述模组控制器(63)分别电连接信号控制单元(3)和光束多点调制模组(62)，用于调整光束多点调制模组(62)射出光束的角度。

2.根据权利要求1所述的一种用于提高激光测距精度的多点投影装置，其特征在于：所述光束多点调制模组(62)为MEMS振镜，所述模组控制器(63)为振镜电机驱动板。

3.根据权利要求1所述的一种用于提高激光测距精度的多点投影装置，其特征在于：所述光束多点调制模组(62)包括最少一个棱镜，所述模组控制器(63)为用于测量棱镜偏移角度的码盘和用于驱动棱镜发生角度偏移的驱动器，所述码盘和驱动器分别连接至数据处理单元(2)。

4.根据权利要求1所述的一种用于提高激光测距精度的多点投影装置，其特征在于：所述光束多点调制模组(62)包括偏振光栅(621)和液晶盒(622)，所述液晶盒(622)级联在偏振光栅(621)的入射面，所述模组控制器(63)为电压调制电路板，所述电压调制电路板电连接液晶盒(622)。

5.一种测量检测激光测距装置到被测物体之间的实际距离的测量方法，其特征在于：依次包含以下步骤：

S1、通过激光发射单元(4)依次发出最少三束激光光束，三束所述激光通过光学扫描单元(6)依次以不同角度照射至被测物体表面，经被测物体表面反射后通过光学接收单元(7)被激光接收单元(5)接收；

S2、数据处理单元(2)根据激光接收单元(5)所采集的数据分别得出每一束激光光束的测距数值，结合每束光束的射出角度计算得出每个测量点的空间坐标数据；

S3、将S2得出的空间坐标数据求平均后得到该空间坐标的平均值数据，并将S2得出的空间坐标数据减去其平均值数据后构造埃尔米特矩阵，得出最小特征值和特征向量，并根据最小特征值和特征向量得出平面方程的系数；

S4、将S3得出的平面方程系数代入点到平面的投影距离公式得到激光测距装置到被测物体之间的实际距离。

6.根据权利要求5所述的一种用于测量激光测距装置到被测物体之间的实际距离的测量方法，其特征在于：所述步骤S2中的空间坐标数据包括X轴、Y轴、Z轴的数据。

7.根据权利要求6所述的一种用于测量激光测距装置到被测物体之间的实际距离的测量方法，其特征在于：步骤S3中先将得到的空间坐标数据构造列向量矩阵A，然后计算得出X、Y、Z方向的平均值，并重新构造除去平均值的列向量矩阵B，根据列向量矩阵B构造埃米尔特矩阵，计算得到埃米尔特矩阵中各子项的数据，并对该数据进行分解得到特征值矩阵和特征向量矩阵，计算后得出平面方程系数。

8.一种用于测量激光测距装置到被测物体之间的焦距距离的测量方法，其特征在于：依次包含以下步骤：

S11、通过激光发射单元(4)依次发出最少三束激光光束，三束所述激光通过光学扫描单元(6)依次以不同角度照射至被测物体表面，经被测物体表面反射后通过光学接收单元(7)被激光接收单元(5)接收；

S12、数据处理单元(2)根据激光接收单元(5)所采集的数据分别得出每一束激光光束的测距数值，结合每束光束的射出角度计算得出每个测量点的空间坐标数据；

S13、将S12得出的空间坐标数据求平均后得到该空间坐标的平均值数据；

S14、将S13得出的空间坐标平均值数据求欧式距离得到焦距距离。