[发明专利]一种提高三角测距精度的方法

说明书

一种提高三角测距精度的方法，包括计算公式：其中，S、F表示像素位置取值范围，A、B、C是系数因子，X_i是像素序号，Y_i是像素幅值，Y_th是像素阈值，X是质心位置。

技术领域

本发明属于测量技术领域，特别涉及一种提高三角测距精度的方法。

背景技术

激光三角测距原理是，激光器发出一束激光打在被测量物体上反射回来，经过镜头成像于CCD(成像屏幕)上，由几何关系三角形相似得到被测距离为

z＝bf/x式中，

b为激光器光轴与接收镜头光轴之间的距离；

f为接收镜头的焦距；

x为接收像点到镜头光轴的距离。

其中，b和f已知，则只要测出x的值就可以求出距离z。

x的测量利用高分辨率线阵CCD来完成，具有很高的精确度。但是在现有的激光三角测距或者测位移方案中，对激光光源以及光学系统的设计有很高的要求，一般情况下是通过了较为复杂的光学结构系统辅助设计来提高整个测量系统的测量精度。同时，在这种方案中对软件算法有很高的要求，现有方案有多项式插值法、灰质中心计算方法、平方灰质中心计算方法、回差灰质中心计算方法等四种方法。这些方法的缺点是，干扰和噪声影响比较大、图像波动比较大、数据的计算量比较大、精度和稳定性较差、色敏性差。

发明内容

本发明的实施例之一，一种提高三角测距精度的方法，包括计算公式：

其中，S、F表示像素位置取值范围，

A、B、C是系数因子，

X_i是像素序号，Y_i是像素幅值，

Y_th是像素阈值，

X是质心位置。

本发明基于传统算法的优化方法，提高系统的测量精度且降低硬件成本，实现激光三角测距的高精度测量。通过该方法的应用使得激光三角测量方案在原有的传统算法的基础上性能能够大大提升。具体有益效果如下：

通过减去所有参与运算的像素的阈值，来减少软件的运算量；

通过改变不同位置数据对质心的影响，来提高像素中心计算的偏差度，从而提高数据稳定性；

减少产品色差，产品的色敏性得到很大程度的；

技术实现过程简单，方案实现成本较低，可操作性强。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1根据本发明实施例之一的测量曲线图。

图2根据本发明实施例之一的参与质心计算的所有像素对结果的贡献率示意图。

图3根据本发明实施例之一的回差灰度质心中的回差设定示意图。

图4根据本发明实施例之一的回差减阈值灰度质心算法中的回差示意图。

图5根据本发明实施例之一的激光测距传感器在相同距离下不同颜色目标物光斑图像示意图。

图6根据本发明实施例之一的回差灰度质心算法不同像素影响因子示意图。

图7根据本发明实施例之一的回差减阈值灰度质心算法不同像素影响因子示意图。