[发明专利]立体距离测定方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种距离测定方法及其系统，尤其涉及一种利用光学影像运算的立体距离测定方法及其系统。

背景技术

常用的距离测量方式，包含有直接测量法以及间接测量法。在直接测量法方面，量测者可以直接以尺具量测物体与物体之间的距离，而此种测量方法往往因为量测者的操作方式不同而产生误差。而间接测量法方面，可以使用标竿配合仪器来进行测量，通过计算其对应角度推算出物体与物体之间的距离。虽然此种方式的准确度较直接使用尺具量测高，但仍因场地以及两个量测者等限制，在实际操作上仍有不便的地方。

近年来，许多其他距离检测方式被开发出来，例如使用声波、无线电波或者激光等。其中，激光距离测量方式因为具有准确度高、能清楚标定检测点、量测方便等优点，被广泛应用于交通、建筑、地形勘测等方面。以激光测距仪(laser rangefinder)为例，其基本原理是以一激光发射器对目标物射出一激光束，再通过一激光接收器以接收由该目标物反射回来的信号，将取得的信号进行计算分析发出激光束与接收反射信号之间的时间差，可求得激光测距仪与目标物之间的距离。然而，一般激光测距仪一次只能测量单一目标点与激光测距仪的距离，无法针对多个检测点进行检测点之间的距离测量，仍限制了激光测距方式的应用领域。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决传统激光测距仪无法进行多个检测点之间进行距离测量的问题。为达上述目的，本发明提供一种立体距离测定系统，包括有一光源发射装置，一聚焦元件，一感光记忆元件，以及一电性连接于该感光记忆元件的运算单元。该光源发射装置发射至少一形成一投射平面的光线组以投射至一待测物体表面，该光线组包含有多个分别以一预设的第一路径函数并沿一直线排列射出至该待测物体表面形成检测点的光束线。该聚焦元件包含有一供该待测物体表面反射的该光线组的光束线通过的焦点。该感光记忆元件接收通过该聚焦元件的焦点的光线组的光束线并形成一感测影像。该运算单元取得该感光记忆元件的感测影像，根据该感光记忆元件上每个该光束线成像位置与该聚焦元件的焦点位置得到相对应的第二路径函数，计算该每一相对应第一路径函数与该第二路径函数的交点位置。

于一实施例中，该光源发射装置包含有一以一发光路径射出该光线组的发光源，以及一位于该发光路径上的第一绕射光学元件。该光源发射装置包含有一位于该发光源与该第一绕射光学元件之间发光路径的第二绕射光学元件。

于一实施例中，该光线组投射出的光束线具有一供该运算单元解读的图形码。

于一实施例中，该聚焦元件的焦点位于该投射平面上。

于一实施例中，该多个该光线组所形成的多个投射平面相互交集于一相交轴上，该相交轴通过该聚焦元件的焦点。该光源发射装置包含有一以一发光路径射出该光线组的发光源，以及一位于该发光路径的第一绕射光学元件，该投射平面相互交集的相交轴通过该第一绕射光学元件。

于一实施例中，该立体距离测定系统更包含有一设置于该聚焦元件与该待测物体表面之间的滤镜，该滤镜容许只有该光束线频率的光线进入该聚焦元件。

于一实施例中，该立体距离测定系统更包含有一容设该光源发射器、该聚焦元件、该感光记忆体以及该运算单元的壳体。

本发明更提供一种立体距离测定方法，包含步骤有：

步骤a)：提供至少一形成一投射平面的光线组以投射至一待测物体表面，该光线组包含有多个分别以一预设的第一路径函数并沿一直线排列射出至该待测物体表面形成检测点的光束线；

步骤b)：由该待测物体表面反射的该光线组的光束线通过一聚焦元件的焦点而于一感光记忆元件形成一感测影像；

步骤c)：根据该感光记忆元件上每个该光束线成像位置与该聚焦元件的焦点位置得到相对应的第二路径函数；以及

步骤d)：计算该每一相对应第一路径函数与该第二路径函数的交点位置即该待测物体的检测点的空间位置。

于一实施例中，该步骤b)中更包含有容许只有该光束线频率的光线进入该聚焦元件的步骤。

于一实施例中，该立体距离测定方法更包含步骤f)：通过该感光记忆元件取得由该待测物体表面反射的自然光影像。

于一实施例中，该立体距离测定方法于该步骤b)与该步骤c)之间更包含有比对步骤f)该感光记忆元件的自然光影像以及步骤b)该感光记忆元件的感测影像，取得一只有该光线组的影像的步骤。

于一实施例中，该立体距离测定方法更包含步骤e)：根据不同该待测物体检测点的空间位置以计算出该不同检测点之间的距离。