测距系统及测量距离的方法技术方案

本发明专利技术提供一种测距系统及测量距离的方法，测距系统包括发光组件、光学元件、图像传感器、内建数据资料库以及运算单元。发光组件提供光束。反射的部分光束适于通过光学元件，图像传感器具有图像传感区以接收光束。内建数据资料库储存有多种不同的形变形式以及多种不同的该形变形式所对应的距离的数值。运算单元比较不同时间下图像传感区所接收通过光学元件的光束所产生的第一图像与第二图像的形变差异度，以获得待测物的距离变化量。

Ranging System and Method of Measuring Distance

【技术实现步骤摘要】
测距系统及测量距离的方法本申请是申请案号201510190600.3的分案申请，所述申请案是在2015年04月21日提出申请，并且，所述申请案的专利技术名称为测距系统及测量距离的方法。
本专利技术有关于一种测距系统及测量距离的方法，且特别是能根据所撷取待测物的图像而测量待测物距离的测距系统及测量距离的方法。
技术介绍
目前测量距离的方法有多种，一般可以透过声波(SoundWave)、红外线(Infrared)、激光(Laser)的应用，通过已知的声速、光速作为已知条件，测量声波或光波碰到待测物的往返时间即能够换算声波或光波所行走的距离。另外，也可以通过多个摆放于不同位置的图像传感器分别撷取同一待测物不同角度的图像，比对这些图像的相关性来定出图像上各点的相对位置以叠合这些图像，而后在已知这些图像传感器之间的间距与焦距长度的前提下，得以进一步判读出待测物的位置。不过，在上述几种现有的方法中，透过声波或红外线等方式测量待测物的距离容易因为所发射的声波或红外线的波束发散而受到干扰，因此应用范围较具限制。另外，透过多个摆放于不同位置的图像传感器来测量待测物距离的方法，容易因为这些图像传感器之间的摆放位置关系复杂而产生误差，导致图像精度受到影响且测量的成本也较高。
技术实现思路
本专利技术有关于一种测距系统及测量距离的方法，且特别是能根据所撷取图像的形变区域相对于未形变区域的形变量而测量待测物距离的测距系统及测量距离的方法。本专利技术其中一实施例所提供的一种测距系统，测距系统包括发光组件、光学元件、图像传感器、内建数据资料库以及运算单元。发光组件提供光束。反射的部分光束适于通过该光学元件。图像传感器具有图像传感区以接收通过该光学元件的部份光束及接收未通过光学元件的部份光束而形成一图像，该图像包括由图像传感区所接收通过光学元件的部分光束所产生的形变区域与图像传感区所接收未通过该光学元件的部分光束所产生的未形变区域，其中该光学元件部分重叠该图像传感区。内建数据资料库储存有多种不同的形变形式以及多种不同的该形变形式所对应的距离的数值。运算单元比较图像的形变区域与未形变区域的差异，以获得待测物的距离变化量。优选地，该图像传感器包括一控制单元，该控制单元控制发光组件提供该光束至该待测物，以及控制发光组件未提供该光束至该待测物。优选地，当该待测物位于一第一位置时，该图像传感器在该光束入射至该待测物时撷取一第一亮图像，该图像传感器在该光束未入射至该待测物时撷取一第一暗图像，该图像传感器根据该第一亮图像及该第一暗图像以计算出一第一差值图像，该第一差值图像包括对应该光学元件所部分重叠的该图像传感区的第一形变区域及对应该光学元件所未重叠的该图像传感区的第一未形变区域。优选地，当该待测物位于一第二位置时，该图像传感器在撷取一第二亮图像以及一第二暗图像，该图像传感器根据该第二亮图像以及该第二暗图像而计算一第二差值图像，该第二差值图像包括对应该光学元件所部分重叠的该图像传感区的第二形变区域及对应该光学元件所未重叠的该图像传感区的第二未形变区域。优选地，该运算单元计算该第一形变区域相对于第一未形变区域的形变量以及计算该第二形变区域相对于第二未形变区域的形变量，据以获得该第一位置以及该第二位置的距离变化量，以获得该待测物的距离变化量。本专利技术其中一实施例提供一种测量距离的方法，当待测物位于第一位置时，撷取第一图像，第一图像包括第一形变区域以及第一未形变区域。计算第一形变区域以及第一未形变区域的形变量据以获得第一位置与测距系统之间的第一距离。优选地，所述测量距离的方法还包括：当该待测物位于一第二位置时，撷取一第二图像，该第二图像包括一第二形变区域以及一第二未形变区域；计算该第二形变区域以及该第二未形变区域的形变量据以获得该第二位置与该测距系统之间的一第二距离；以及计算该第一距离与该第二距离之间的差值，以获得该第一位置及该第二位置的间距。优选地，该测量距离的方法适用于一测距系统，其中该测距系统包括一图像传感器、一光学元件、一发光组件以及一运算单元，该光学元件部分地遮蔽图像传感器的一图像传感区，其中该第一形变区域对应该光学元件所部分重叠的该图像传感区，该第一未形变区域对应光学元件所未重叠的图像传感区。优选地，所述测量距离的方法还包括：当该待测物位于该第一位置时，透过交错地提供一光束入射至该待测物和未提供该光束入射至该待测物；撷取一第一亮图像；撷取一第一暗图像；分析该第一亮图像以及该第一暗图像的灰度值；以及对该第一亮图像以及该第一暗图像执行图像相减，以产生一第一差值图像，该第一差值图像包括该第一形变区域以及该第一未形变区域。优选地，所述测量距离的方法还包括：当该待测物位于该第二位置时，透过交错地提供一光束入射至该待测物和未提供该光束入射至该待测物；撷取一第二亮图像；撷取一第二暗图像；分析该第二亮图像以及该第二暗图像的灰度值；对该第二亮图像以及该第二暗图像执行图像相减，以产生一第二差值图像，该第二差值图像包括该第二形变区域以及该第二未形变区域。本专利技术有关于一种测距系统及测量距离的方法，且特别是能根据不同时间下所撷取图像的相对形变量而测量待测物的距离变化。本专利技术另一实施例所提供的一种测距系统，测距系统包括发光组件、光学元件、图像传感器、内建数据资料库以及运算单元。发光组件提供光束。反射的光束适于通过光学元件。图像传感器具有图像传感区以接收通过光学元件的光束。内建数据资料库储存有多种不同的形变形式以及多种不同的该形变形式所对应的距离的数值。运算单元比较不同时间下图像传感区所接收通过该光学元件的光束所产生的第一图像与第二图像的形变差异度，以获得待测物的距离变化量。优选地，该待测物分别于不同的时间位于一第一位置及一第二位置，该待测物的距离变化量为该第一位置及该第二位置的间距。优选地，当该待测物位于该第一位置时，该图像传感器撷取一第一亮图像以及一第一暗图像，当该待测物位于该第二位置时，该图像传感器在撷取一第二亮图像以及一第二暗图像，该图像传感器根据该第一亮图像以及该第一暗图像而计算一第一差值图像且根据该第二亮图像以及该第二暗图像而计算一第二差值图像。优选地，该运算单元比较该第一差值图像与该第二差值图像的形变差异度。本专利技术另一实施例提供一种测量距离的方法，当一待测物位于第一位置时，撷取第一图像。当待测物位于第二位置时，撷取第二图像。计算第一图像以及第二图像的形变差异度据以获得第一位置及第二位置之间的间距。优选地，该测量距离的方法适用于一测距系统，其中该测距系统包括一图像传感器、一光学元件、一发光组件、一内建数据资料库以及一运算单元，该光学元件全面地遮蔽该图像传感器的一图像传感区。优选地，撷取该第一图像的步骤还包括：提供一光束入射至该待测物；撷取一第一亮图像；未提供该光束入射至该待测物；撷取一第一暗图像；分析该第一亮图像以及该第一暗图像的灰度值；以及对该第一亮图像以及该第一暗图像执行图像相减，以产生一第一差值图像。优选地，撷取该第二图像的步骤还包括：提供该光束入射至该待测物；撷取一第二亮图像；未提供该光束入射至该待测物；撷取一第二暗图像；分析该第二亮图像以及该第二暗图像的灰度值；对该第二亮图像以及该第二暗图像执行图像相减，以产生一第二差值图像；以及计算该第一差值图像以及该第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测距系统，其特征在于，包括：一发光组件，提供一光束；一光学元件，反射的部分该光束适于通过该光学元件；一图像传感器，具有一图像传感区以接收通过该光学元件的部份该光束及接收未通过该光学元件的部份该光束而形成一图像，，该图像包括由该图像传感区所接收通过该光学元件的部分该光束所产生的一形变区域与该图像传感区所接收未通过该光学元件的部分该光束所产生的一未形变区域，其中该光学元件部分重叠该图像传感区；一内建数据资料库，储存有多种不同的形变形式以及多种不同的该形变形式所对应的距离的数值；以及一运算单元，根据所述内建数据资料库所储存的数据，比较该图像的该形变区域与该未形变区域的差异，以获得一待测物的距离变化量。

【技术特征摘要】
1.一种测距系统，其特征在于，包括：一发光组件，提供一光束；一光学元件，反射的部分该光束适于通过该光学元件；一图像传感器，具有一图像传感区以接收通过该光学元件的部份该光束及接收未通过该光学元件的部份该光束而形成一图像，，该图像包括由该图像传感区所接收通过该光学元件的部分该光束所产生的一形变区域与该图像传感区所接收未通过该光学元件的部分该光束所产生的一未形变区域，其中该光学元件部分重叠该图像传感区；一内建数据资料库，储存有多种不同的形变形式以及多种不同的该形变形式所对应的距离的数值；以及一运算单元，根据所述内建数据资料库所储存的数据，比较该图像的该形变区域与该未形变区域的差异，以获得一待测物的距离变化量。2.如权利要求1所述的测距系统，其特征在于，该图像传感器包括一控制单元，该控制单元控制发光组件提供该光束至该待测物，以及控制发光组件未提供该光束至该待测物。3.如权利要求2所述的测距系统，其特征在于，当该待测物位于一第一位置时，该图像传感器在该光束入射至该待测物时撷取一第一亮图像，该图像传感器在该光束未入射至该待测物时撷取一第一暗图像，该图像传感器根据该第一亮图像及该第一暗图像以计算出一第一差值图像，该第一差值图像包括对应该光学元件所部分重叠的该图像传感区的第一形变区域及对应该光学元件所未重叠的该图像传感区的第一未形变区域。4.如权利要求3所述的测距系统，其特征在于，当该待测物位于一第二位置时，该图像传感器在撷取一第二亮图像以及一第二暗图像，该图像传感器根据该第二亮图像以及该第二暗图像而计算一第二差值图像，该第二差值图像包括对应该光学元件所部分重叠的该图像传感区的第二形变区域及对应该光学元件所未重叠的该图像传感区的第二未形变区域。5.如权利要求4所述的测距系统，其特征在于，该运算单元计算该第一形变区域相对于第一未形变区域的形变量以及计算该第二形变区域相对于第二未形变区域的形变量，据以获得该第一位置以及该第二位置的距离变化量，以获得该待测物的距离变化量。6.一种测距系统，其特征在于，包括：一发光组件，提供一光束；一光学元件，反射的该光束适于通过该光学元件；一图像传感器，具有一图像传感区以接收通过该光学元件的该光束；一内建数据资料库，储存有多种不同的形变形式以及多种不同的该形变形式所对应的距离的数值；以及一运算单元，根据所述内建数据资料库所储存的数据，比较不同时间下该图像传感区所接收通过该光学元件的该光束所产生的一第一图像与一第二图像的形变差异度，以获得一待测物的距离变化量。7.如权利要求6所述的测距系统，其特征在于，该待测物分别于不同的时间位于一第一位置及一第二位置，该待测物的距离变化量为该第一位置及该第二位置的间距。8.如权利要求7所述的测距系统，其特征在于，当该待测物位于该第一位置时，该图像传感器撷取一第一亮图像以及一第一暗图像，当该待测物位于该第二位置时，该图像传感器在撷取一第二亮图像以及一第二暗图像，该图像传感器根据该第一亮图像以及该第一暗图像而计算一第一差值图像且根据该第二亮图像以及该第二暗图像而计算一第二差值图像。9.如权利要求8所述的测距系统，其特征在于，该运算单元比较该第一差值图像与该第二差值图像的形变差异度。10.一种测量距离的方法，其特征在于，包括：当一待测物位于一第一位置时，撷取一第一图像，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恕先，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71