线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质

摘要

一种线阵感光器件激光定位方法，包括：获取线阵感光器件测得的当前帧；判断所述当前帧是否为有效帧，否则执行“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”；计算所述有效帧的中心位置并作为激光位置而输出。一种线阵感光器件激光定位装置，包括：获取模块，用于获取线阵感光器件测得的当前帧；判断模块，用于判断所述当前帧是否为有效帧；计算模块，用于计算所述有效帧的中心位置并作为激光位置而输出。本发明提供的线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质，可精确地确定入射激光的位置，从而实现测量物体的精确定位。

权利要求

1.一种线阵感光器件激光定位方法，其特征在于，包括：获取线阵感光器件测得的当前帧；

判断所述当前帧是否为有效帧，否则执行“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”；

计算所述有效帧的中心位置并作为激光位置而输出；

所述“判断所述当前帧是否为有效帧”包括：判断所述当前帧的脉冲强度是否超过脉冲强度阈值，否则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”；判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律，否则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”；

其中，所述“判断所述当前帧的脉冲强度是否超过脉冲强度阈值”包括：求取所述当前帧与前一有效帧的差值帧；

计算所述差值帧中的有效光点及其数量，所述有效光点的光强值超过光强下阈值；

判断所述有效光点的数量是否大于脉冲强度阈值，是则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”；

所述“判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律”包括：求取所述当前帧与前一有效帧的差值帧；

计算所述差值帧中的有效光点及其数量，所述有效光点的光强值超过光强下阈值；

判断所述有效光点的数量是否大于2倍的数量阈值，是则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”，其中，所述数量阈值标记为K；

所述“计算所述有效帧的中心位置”包括：根据光强值由大到小地选取所述有效光点中的前K个点值；

将所述前K个点值排列成钟型曲线，计算所述钟型曲线的中心位置即为所述有效帧的中心位置。

2.根据权利要求1所述的线阵感光器件激光定位方法，其特征在于，所述“判断所述当前帧是否为有效帧”还包括：判断所述当前帧的光强值是否超过光强上阈值，是则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”。

3.根据权利要求1所述的线阵感光器件激光定位方法，其特征在于，所述“判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律”还包括：将所述有效光点按预设波形的点值分布规律排列成光点曲线；

计算所述光点曲线与所述预设波形的近似度；

判断所述近似度是否超过比例阈值，是则所述当前帧的波形分布符合所述预设波形规律。

4.一种线阵感光器件激光定位装置，基于权利要求1-3中任一项所述的线阵感光器件激光定位方法，其特征在于，包括：获取模块，用于获取线阵感光器件测得的当前帧；

判断模块，用于判断所述当前帧是否为有效帧；

计算模块，用于计算所述有效帧的中心位置并作为激光位置而输出；

所述判断模块包括：

光强判断子模块，用于判断所述当前帧的光强值是否超过光强上阈值；

脉冲判断子模块，用于判断所述当前帧的脉冲强度是否超过脉冲强度阈值；

波形判断子模块，用于判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律。

5.一种终端，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以使所述终端实现权利要求1～3中任一项所述的线阵感光器件激光定位方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有权利要求5所述的终端所执行的所述计算机程序。

说明书

线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储

介质

技术领域

[0001] 本发明属于工程控制技术领域，具体地来说，是一种线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质。

背景技术

[0002] 伴随着自动化技术的发展，逐渐出现了一些工程机械，用于释放建筑生产力，减轻工人的劳动负担。由此，建筑行业出现了新的发展趋势，自动化生产需要日益增加。现有的工程机械，亦有采用感光元件进行定位测量，但现有的测量方法十分简陋，难以实现精确定位，严重地影响工程机械的加工精度。

发明内容

[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质，可精确地确定入射激光的位置，从而实现测量物体的精确定位。

[0004] 本发明的目的通过以下技术方案来实现：

[0005] 一种线阵感光器件激光定位方法，包括：

[0006] 获取线阵感光器件测得的当前帧；

[0007] 判断所述当前帧是否为有效帧，否则执行“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”；

[0008] 计算所述有效帧的中心位置并作为激光位置而输出。

[0009] 作为上述技术方案的改进，所述“判断所述当前帧是否为有效帧”包括：

[0010] 判断所述当前帧的光强值是否超过光强上阈值，是则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”；

[0011] 判断所述当前帧的脉冲强度是否超过脉冲强度阈值，否则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”；

[0012] 判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律，否则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”。

[0013] 作为上述技术方案的进一步改进，所述“判断所述当前帧的脉冲强度是否超过脉冲强度阈值”包括：

[0014] 求取所述当前帧与前一有效帧的差值帧；

[0015] 计算所述差值帧中的有效光点及其数量，所述有效光点的光强值超过光强下阈值；

[0016] 判断所述有效光点的数量是否大于脉冲强度阈值，是则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”。

[0017] 作为上述技术方案的进一步改进，所述“判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律”包括：

[0018] 求取所述当前帧与前一有效帧的差值帧；

[0019] 计算所述差值帧中的有效光点及其数量，所述有效光点的光强值超过光强下阈值；

[0020] 判断所述有效光点的数量是否大于2倍的数量阈值(所述数量阈值标记为K)，是则执行所述“获取所述线阵感光器件测得的当前帧”。

[0021] 作为上述技术方案的进一步改进，所述“计算所述有效帧的中心位置”包括：

[0022] 根据光强值由大到小地选取所述有效光点中的前K个点值；

[0023] 将所述前K个点值排列成钟型曲线，计算所述钟型曲线的中心位置即为所述有效帧的中心位置。

[0024] 作为上述技术方案的进一步改进，所述“判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律”包括：

[0025] 求取所述当前帧与前一有效帧的差值帧；

[0026] 计算所述差值帧中的有效光点及其数量，所述有效光点的光强值超过光强下阈值；

[0027] 将所述有效光点按预设波形的点值分布规律排列成光点曲线；

[0028] 计算所述光点曲线与所述预设波形的近似度；

[0029] 判断所述近似度是否超过比例阈值，是则所述当前帧的波形分布符合所述预设波形规律。

[0030] 一种线阵感光器件激光定位装置，包括：

[0031] 获取模块，用于获取线阵感光器件测得的当前帧；

[0032] 判断模块，用于判断所述当前帧是否为有效帧；

[0033] 计算模块，用于计算所述有效帧的中心位置并作为激光位置而输出。

[0034] 作为上述技术方案的改进，所述判断模块包括：

[0035] 光强判断子模块，用于判断所述当前帧的光强值是否超过光强上阈值；

[0036] 脉冲判断子模块，用于判断所述当前帧的脉冲强度是否超过脉冲强度阈值；

[0037] 波形判断子模块，用于判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律。

[0038] 一种终端，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以使所述终端实现以上任一项所述的线阵感光器件激光定位方法。

[0039] 一种计算机可读存储介质，其存储有所述终端所执行的所述计算机程序。

[0040] 本发明的有益效果是：

[0041] 通过本发明提供的线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质，可精确地确定入射激光的位置，从而实现测量物体的精确定位。

[0042] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0044] 图1是本发明实施例1提供的线阵感光器件激光定位方法的流程图；

[0045] 图2是本发明实施例2提供的线阵感光器件激光定位方法的流程图；

[0046] 图3是本发明实施例2提供的线阵感光器件激光定位方法的流程图；

[0047] 图4是本发明实施例3提供的线阵感光器件激光定位方法的流程图；

[0048] 图5是本发明实施例4提供的线阵感光器件激光定位方法的流程图；

[0049] 图6是本发明实施例5提供的线阵感光器件激光定位方法的流程图；

[0050] 图7是本发明实施例6提供的线阵感光器件激光定位装置的结构示意图；

[0051] 图8是本发明实施例7提供的终端的结构示意图。

[0052] 主要元件符号说明：

[0053] 100-线阵感光器件激光定位装置，110-获取模块，120-判断模块，121-光强判断子模块，122-脉冲判断子模块，123-波形判断子模块，130-计算模块，200-终端，210-存储器，220-处理器，230-输入单元，240-显示单元。

具体实施方式

[0054] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质进行更全面的描述。附图中给出了线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质的优选实施例。但是，线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质的公开内容更加透彻全面。

[0055] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

[0056] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在线阵感光器件激光定位方法、装置、终端与计算机可读存储介质的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0057] 实施例1

[0058] 请参阅图1，本实施例提供一种线阵感光器件激光定位方法，该方法包括以下步骤：

[0059] A：获取线阵感光器件测得的当前帧。

[0060] 线阵感光器件具有图像传感器，用于感应光线而成像，并将图像转变为可供传输的信号输出。示范性地，线阵感光器件可包括线阵CIS、线阵CCD、线阵CMOS等类型。

[0061] 示范性地，线阵感光器件感应激光，从而生成当前帧。应当理解，激光射入线阵感光器件时，于线阵感光器件表面形成光斑。当前帧即对应于该光斑，具有复数个光点的图像信息。

[0062] B：判断所述当前帧是否为有效帧，否则执行步骤A。

[0063] 步骤B用于判别并剔除环境因素的干扰，提高激光位置的定位精度，避免发生误判。示范性地，判断依据包括光强度、光点分布曲线、光斑分布面积等要素。根据上述判断依据，过强的环境光、位置分布不当造成的干扰光等得以剔除。仅保留光强度、光点分布曲线等要素均符合要求的当前帧作为有效帧，从而保证定位精确。

[0064] 示范性地，若所述当前帧被判断为非有效帧，除重新执行步骤A外，并可向用户报告该异常情况，以便用户进行手动调节测量系统，使重新获取的当前帧符合有效帧的要求。

[0065] 示范性地，若所述当前帧被判断为非有效帧，除重新执行步骤A外，并可径行向执行元件发出调节指令，使执行元件执行动作而调节测量系统(包括激光源与线阵感光元件)，使重新获取的当前帧符合有效帧的要求。

[0066] C：计算所述有效帧的中心位置并作为激光位置而输出。

[0067] 有效帧经过步骤B甄别后，符合激光定位的光斑分布规律。有效帧的中心位置即为光斑的中心位置，从而获得光斑在线阵感光器件上的精确位置，进而根据入射光路求取对应的入射点、入射角等相关参数，为工程领域的定位控制提高参考。

[0068] 示范性地，本实施例提供的方法可用于建筑地面的定位检测，以测量地面的起伏情况，为调节工程机械的铅垂度提供参考。线阵感光器件水平布置，激光由设置于地面的激光水平仪发生。由该方法即可精确测定入射激光在线阵感光器件上的位置，从而计算反射点的实际位置，进而实现对地面形状的建模。

[0069] 实施例2

[0070] 在实施例1的基础上，本实施例公开一种线阵感光器件激光定位方法，其区别特征在于，步骤B进一步具体化。以下仅对区别特征进行详细介绍，实施例1已述之处，在此不再赘述。

[0071] 请参阅图2，在本实施例中，步骤B包括以下步骤：

[0072] B1：判断所述当前帧的光强值是否超过光强上阈值，是则执行步骤A。

[0073] 光强上阈值为有效帧的上限值，即有效帧的光强值不超过光强上阈值。若当前帧的光强值超过光强上阈值，表明环境光过强，非属有效的激光范围。该当前帧应当予以剔除，避免造成误判干扰。

[0074] 示范性地，若当前帧的光强值超过光强上阈值，除重新执行步骤A外，并可自动或手动降低环境光强的影响。例如，可通过调节环境光罩(如窗帘、隔幕等)的隔光效果，减少入射的环境光(如太阳光)，从而减少环境光强的干扰。

[0075] B2：判断所述当前帧的脉冲强度是否超过脉冲强度阈值，否则执行步骤A。

[0076] 脉冲强度阈值为有效帧的脉冲强度的下限值，超过脉冲强度阈值的当前帧方为有效帧。示范性地，脉冲强度阈值用于判断当前帧中是否具有足够数量的足够强度的光点，脉冲强度阈值为自然数，从而形成光点数量的临界判断值。

[0077] B3：判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律，否则执行步骤A。

[0078] 预设波形规律为预先测定的理想激光光斑(对应于有效帧)的分布规律，根据实际激光的应用工况而定。将当前帧的波形分布与预设波形规律进行比对，根据近似程度判断当前帧是否为有效帧。近似程度越高，定位精度越佳。

[0079] 应当理解，在一个实际的实施例中，至少包含B1、B2及B3中的一个步骤。在一个较佳的实施例中，可包含B1、B2及B3的全部步骤，具有突出的干扰判断精度与定位精度。应当理解，B1、B2、B3之间的顺序并未限制，可根据实际需要进行安排。

[0080] 请参阅图3，示范性地，步骤B2可包括以下步骤：

[0081] B21：求取所述当前帧与前一有效帧的差值帧。差值帧由所述当前帧与前一有效帧相减而得，用于计算判断所述当前帧的变化情况。该步骤可有效剔除相对于前一有效帧未发生变化的光点，减少计算负担。

[0082] B22：计算所述差值帧中的有效光点及其数量，所述有效光点的光强值超过光强下阈值。将差值帧中的所有光点的光强值与光强下阈值相比较，大于光强下阈值的光点即为有效光点。

[0083] B23：判断所述有效光点的数量是否大于脉冲强度阈值，是则执行步骤A。

[0084] 实施例3

[0085] 在实施例2的基础上，本实施例公开一种线阵感光器件激光定位方法，其区别特征在于，步骤B3进一步具体化。以下仅对区别特征进行详细介绍，实施例2已述之处，在此不再赘述。

[0086] 请参阅图4，在本实施例中，步骤B3包括以下步骤：

[0087] B31：求取所述当前帧与前一有效帧的差值帧。

[0088] 特别地，在兼具步骤B2与B3的实施例中，步骤B31可与步骤B21并合，从而简化处理过程。

[0089] B32：计算所述差值帧中的有效光点及其数量，所述有效光点的光强值超过光强下阈值。

[0090] 特别地，在兼具步骤B2与B3的实施例中，步骤B31可与步骤B21并合，从而简化处理过程。

[0091] B33：判断所述有效光点的数量是否大于2倍的数量阈值(数量阈值标记为K)，是则执行步骤A。

[0092] 数量阈值根据线阵感光元件与激光源(例如激光水平仪)的特性而决定，该值属于自然数。若有效光点的数量大于2倍的数量阈值，则表明有效光点的数量过多而形成均匀或近似均匀分布的光斑，不符合激光光斑的有效分布规律，当前帧为非有效帧。

[0093] 示范性地，若所述当前帧被判断为非有效帧，除重新执行步骤A外，并可向用户报告该异常情况，以便用户进行手动调节测量系统(即如调节激光源与线阵感光元件之间的位置)，使重新获取的当前帧符合有效帧的要求；亦可径行向执行元件发出调节指令，使执行元件执行动作而调节测量系统(即如调节激光源与线阵感光元件之间的位置)，使重新获取的当前帧符合有效帧的要求。

[0094] 实施例4

[0095] 在实施例3的基础上，本实施例公开一种线阵感光器件激光定位方法，其区别特征在于，步骤C进一步具体化。以下仅对区别特征进行详细介绍，实施例3已述之处，在此不再赘述。

[0096] 请参阅图5，在本实施例中，步骤C包括以下步骤：

[0097] C1：根据光强值由大到小地选取所述有效光点中的前K个点值；

[0098] C2：将所述前K个点值排列成钟型曲线，计算所述钟型曲线的中心位置即为所述有效帧的中心位置。

[0099] 示范性地，钟型曲线具有中间大、两头小的曲线特征。较佳地，钟型曲线符合正态分布规律，曲线的中心位置即为有效帧的中心位置，并作为激光位置而输出。

[0100] 实施例5

[0101] 在实施例2的基础上，本实施例公开一种线阵感光器件激光定位方法，其区别特征在于，步骤B3进一步具体化。以下仅对区别特征进行详细介绍，实施例2已述之处，在此不再赘述。

[0102] 请参阅图6，在本实施例中，步骤B3包括以下步骤：

[0103] B31：求取所述当前帧与前一有效帧的差值帧；

[0104] B32：计算所述差值帧中的有效光点及其数量，所述有效光点的光强值超过光强下阈值；

[0105] B33’：将所述有效光点按预设波形的点值分布规律排列成光点曲线。预设波形完全贴合预先测定的理想激光光斑(对应于有效帧)的分布规律，以光强值作为幅值。换言之，将有效光点沿预设波形的曲线走向分布排列，形成光点曲线。相较于预设波形的幅值，有效光点的光强值有所不同，从而影响光点曲线与预设波形之间的近似度。

[0106] B34：计算所述光点曲线与所述预设波形的近似度。换言之，根据预设波形的幅值与光点曲线的幅值进行计算，从而得到近似度的数值。

[0107] B35：判断所述近似度是否超过比例阈值，是则所述当前帧的波形分布符合所述预设波形规律。所述当前帧为有效帧，其对应的光点曲线的中心位置即为有效帧的中心位置，从而作为激光位置而输出。

[0108] 实施例6

[0109] 请参阅图7，本实施例提供一种线阵感光器件激光定位装置100，该装置包括：

[0110] 获取模块110，用于获取线阵感光器件测得的当前帧；

[0111] 判断模块120，用于判断所述当前帧是否为有效帧；

[0112] 计算模块130，用于计算所述有效帧的中心位置并作为激光位置而输出。

[0113] 示范性地，判断模块120包括：

[0114] 光强判断子模块121，用于判断所述当前帧的光强值是否超过光强上阈值；

[0115] 脉冲判断子模块122，用于判断所述当前帧的脉冲强度是否超过脉冲强度阈值；

[0116] 波形判断子模块123，用于判断所述当前帧的波形分布是否符合预设波形规律。

[0117] 实施例7

[0118] 请参阅图8，本实施例提供一种终端200，该终端200包括存储器210以及处理器220，存储器210用于存储计算机程序，处理器220执行计算机程序以使终端200实现以上所述的线阵感光器件激光定位方法。

[0119] 其中，终端200包括不具备移动通信能力的终端设备(比如计算机、服务器等)，亦包括移动终端(比如智能电话、平板电脑、车载电脑、智能穿戴设备等)。

[0120] 存储器210可包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据终端200的使用所创建的数据(比如音频数据、备份文件等)等。此外，存储器210可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

[0121] 优选地，终端200还包括输入单元230与显示单元240。其中，输入单元230用于接收用户输入的各项指令或参数(包括预设滚动方式、预设时间间隔与预设滚动次数)，包括鼠标、键盘、触控面板及其他输入设备。显示单元240用于显示终端200的各种输出信息(包括网页页面、参数配置界面等)，包括显示面板。

[0122] 在此一并提供一种计算机可读存储介质，其存储有终端所执行的所述计算机程序。

[0123] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。

[0124] 也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。

[0125] 也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0126] 另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

[0127] 所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0128] 在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

[0129] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0130] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。