TWI774210B

TWI774210B - 測距裝置及其偵測方法

Info

Publication number: TWI774210B
Application number: TW110102684A
Authority: TW
Inventors: 陳嘉亨; 紀明昇; 陳誌偉
Original assignee: 大陸商信泰光學（深圳）有限公司; 亞洲光學股份有限公司
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2022-08-11
Also published as: TW202229922A

Abstract

一種測距裝置及其偵測方法。首先，利用測距儀可執行一第一測距模式與一第二測距模式，且測距儀具有一防震模組。當執行第一測距模式時，電性連接防震模組以進行測距，進而取得一第一測距結果，其中防震模組之最大移動補償量為一第一最大移動補償量。當執行第二測距模式時，電性連接防震模組以進行測距，進而取得一第二測距結果，其中防震模組之最大移動補償量為一第二最大移動補償量且第一最大移動補償量大於第二最大移動補償量。

Description

測距裝置及其偵測方法

本發明係有關於一種測距裝置及其偵測方法，且特別有關於一種在具有防手震功能之測距儀中進行距離偵測之方法及其裝置。

近年來，雷射測距儀(Laser rangefinder)取代了傳統的測距方法成為測距系統的主流，雷射測距儀可以向待測距的物體發射雷射脈衝並開始計時，接收到反射光時停止計時。這段時間即可以轉換為雷射器與目標之間的距離。由於雷射其特有原理，即使測量目標不方便接近，透過儀器也是可以進行測量。

由於雷射測距儀使用方式上可以由量測者手持裝置來進行距離測量，量測者些微的抖動都有可能影響測量的準確度。因此，光學防震被應用至雷射測距儀，來減少震動帶給量測結果的不良影響。光學防震的原理是利用內置的鏡片或感光元件來對測距儀水平或上下的動作來逆向修正。

舉例來說，光學防震雷射測距儀可以應用在一般測距的情況中，且光學防震的功能可以解決使用者因為徒手持機造成的震動或是按下測距按鈕的不自主移動時，導致雷射光偏離目標物的情況，尤其當目標物為不易命中的細小目標物時，如瞄準高爾夫旗杆的情況下，使用者通常會習慣性大範圍的往復移動測距儀來掃描搜尋旗杆位置，由於光學防震因等速度移動時其感測器(陀螺儀感測器(Gyro sensor)或加速計感測器(G-Sensor))加速度值為0而造成的停滯時間，會使得測距儀對旗杆的命中率大幅下降，而導致光學防震的逆向修正功能造成了反效果。第1圖顯示當測距儀左右來回移動時雷射測距儀所取得的訊號結果100，其中該第1圖的縱座標為電壓值(V)，而橫座標為時間(T)，而當電壓值(V)的振幅越大則代表該光學防震的移動補償量越大。如圖所示，垂直移動訊號110與水平移動訊號120皆偏離其相應之垂直方向中心112與水平方向中心122。

有鑑於此，本發明提供測距裝置及其測距方法。

本發明實施例之一種測距方法。首先，利用一測距裝置可執行一第一測距模式與一第二測距模式，且測距裝置具有一防震模組。當執行第一測距模式時，電性連接防震模組以進行測距，進而取得一第一測距結果，其中防震模組之最大移動補償量為一第一最大移動補償量。當執行第二測距模式時，電性連接防震模組以進行測距，進而取得一第二測距結果，其中防震模組之最大移動補償量為一第二最大移動補償量且第一最大移動補償量大於第二最大移動補償量。

在一些實施例中，當執行第一測距模式時，測距裝置電性連接防震模組，依據測距裝置之一第一位移量而進行一移動補償計算，而使防震模組具有第一最大移動補償量且取得第一測距結果。當執行第二測距模式時，測距裝置電性連接防震模組，依據測距裝置之一第二位移量而進行移動補償計算，而使防震模組具有第二最大移動補償量，且測距裝置取得相應複數候選目標物之一候選距離。由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果。

在一些實施例中，測距裝置可以包括一模式切換模組，用以切換第一測距模式或第二測距模式，其中，測距裝置更包括一處理器用於執行第二測距模式時，電性連接防震模組，測距裝置移動一第二位移量而進行移動補償計算，而使防震模組具有第二最大移動補償量，且測距裝置取得相應複數候選目標物之一候選距離，其中，模式切換模組更包含可設定由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果。

在一些實施例中，可以判斷測距裝置是否進入第二測距模式。當測距裝置進入第二測距模式時，於該第二測距模式中電性連接防震模組，且令防震模組進行第二最大移動補償量之移動補償，其中，第二最大移動補償量接近於零。

在一些實施例中，可以判斷測距裝置之一位移量是否超過一預設值，而判斷執行第一測距模式或第二測距模式。當測距裝置之位移量小於預設值時，判斷測距裝置進入第一測距模式。當測距裝置之位移量大於預設值時，判斷測距裝置進入第二測距模式。

本發明實施例之一種測距裝置至少包括一測距單元與一防震模組。測距單元至少包括一發射模組與一接收模組。發射模組發射一測量光束，並由一目標物反射測量光束到接收模組。防震模組至少包括一處理器，具有第一防震程序及一第二防震程序，利用該發射模組與該接收模組執行該第一防震程序取得測距結果為一第一測距模式；利用該發射模組與該接收模組執行該第二防震程序，以取得測距結果為一第二測距模式。

在一些實施例中，當該處理器於執行該第一測距模式時，電性連接該防震模組，該防震模組之該第一防震程序執行最大移動補償量為一第一最大移動補償量，該處理器依據該測距裝置之一第一位移量而進行一移動補償計算，而使該防震模組具有該第一最大移動補償量且取得該第一測距結果；其中當該處理器於執行該第二測距模式時，電性連接該防震模組，該防震模組之該第二防震程序執行最大移動補償量為一第二最大移動補償量，該處理器依據該測距裝置之一第二位移量而進行該移動補償計算，而使該防震模組具有該第二最大移動補償量，其中，該第一最大移動補償量大於該第二最大移動補償量，且該測距裝置取得相應複數候選目標物之一候選距離，並由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果。

在一些實施例中，處理器根據該測距裝置之一位移量是否大於一預設值而判斷執行該第一測距模式或該第二測距模式，當該測距裝置之位移量小於該預設值，則執行該第一測距模式，反之則執行該第二測距模式；其中，該第二最大移動補償量接近於零。

在一些實施例中，測距裝置具有一模式切換模組，用以切換該第一測距模式或該第二測距模式。其中，當該處理器於執行該第二測距模式時，電性連接該防震模組，該防震模組之最大移動補償量為一第二最大移動補償量，該測距裝置移動一第二位移量而進行該移動補償計算，而使該防震模組具有該第二最大移動補償量，且該測距裝置取得相應複數候選目標物之一候選距離，其中，該模式切換模組更包含可設定由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果

在一些實施例中，該第二測距結果係由該等候選距離中選擇最小者作為該第二測距結果。

本發明上述方法可以透過程式碼方式存在。當程式碼被機器載入且執行時，機器變成用以實行本發明之裝置。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖示，詳細說明如下。

100:訊號結果

110:垂直移動訊號

112:垂直方向中心

120:水平移動訊號

122:水平方向中心

200:測距儀

210:測距單元

212:發射模組

214:接收模組

220:防震模組

222:處理器

S310、S320、S330:步驟

S410、S420:步驟

S510、S520:步驟

S610、S620:步驟

700:訊號結果

710:垂直移動訊號

720:水平移動訊號

ST:第二測距模式時間點

800:觀景窗畫面

A、B、C、D:掃描點

第1圖顯示習知技術下測距儀左右來回移動時雷射測距儀所取得的訊號結果。

第2圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之測距裝置。

第3圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之測距方法。

第4圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之決定測距作業之測距結果之方法。

第5圖為一流程圖係顯示依據本發明另一實施例之測距方法。

第6圖為一流程圖係顯示依據本發明另一實施例之測距方法。

第7圖顯示依據本發明實施例之測距方法實施後所取得的訊號結果。

第8圖顯示一測距儀之距離偵測例子。

第2圖顯示依據本發明實施例之測距裝置。提醒的是，依據本發明實施例之測距裝置可以係具有防震功能之一測距儀200。

如第2圖所示，雷射測距儀200至少包括一測距單元210與一防震模組220。測距單元210至少包括一發射模組212與一接收模組214。發射模組212可以發射一測量光束，並由一目標物反射測量光束到接收模組214。防震模組220至少包括一處理器222。防震模組220係用以執行一第一防震程序。處理器222利用發射模組212與接收模組214電性連接該防震模組220取得一第一測距結果為一第一測距模式，其中在該第一測距模式中，該防震模組之最大移動補償量為一第一最大移動補償量，且利用發射模組212與接收模組214電性連接該防震模組220係用以執行第二防震程序。取得一第二測距結果為一第二測距模式，其中該防震模組之最大移動補償量為一第二最大移動補償量；其中，該第一最大移動補償量大於該第二最大移動補償量。處理器222可以管理測距儀200中硬體與軟體的相關運作，並執行本案之測距方法，相關細節將於後進行說明。

第3圖顯示依據本發明實施例之測距方法。依據本發明實施例之測距方法適用於如第2圖之測距裝置。

如步驟S310，利用測距裝置執行一第一測距模式與一第二測距模式。提醒的是，測距裝置具有一防震模組。如步驟S320，執行第一測距模式，執行一防震模組，並利用測距裝置之發射模組與接收模組進行測距，以取得該第一測距結果。之後，如步驟S330，執行第二測距模式，以執行防震模組，並利用測距裝置之發射模組與接收模組進行測距，進而取得該第二測距結果。值得注意的是，在第一測距模式中，防震模組之最大移動補償量為第一最大移動補償量。在第二測距模式中，防震模組之最大移動補償量為第二最大移動補償量，其中，第一最大移動補償量大於第二最大移動補償量。提醒的是，在第一測距模式中係利用該發射模組與該接收模組執執行一第一防震程序，以取得測距結果。在第二測距模式中係利用該發射模組與該接收模組執行該第二防震程序而固定該防震模組，以限制移動補償量，以取得測距結果。

第4圖顯示依據本發明實施例之決定測距作業之測距結果之方法。在此實施例中，將依據測距作業中所偵測之距離來決定測距結果。

如步驟S410，在該第二測距模式中，執行該防震模組，該測距儀取得相應複數候選目標物之一候選距離。提醒的是，基於測距儀的往復的移動，測距儀可以測量出多筆結果(候選距離)。之後，由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果，本案之實施例之一，如步驟S420，由這些候選距離中選擇最小者作為相應此測距作業之測距結果，當選擇以該最小距離作為該第二測距結果，其測距狀況可能是目標物後方有複雜的背景，例如在高爾夫球場要量測旗杆距離時，旗杆的後方為樹林的狀況；而若是目標物的前方有多個障礙物的測距情況下，則可能選擇最大距離作為該第二測距結果；又或者可以選擇有最大訊號的距離作為該第二測距結果，由前述可知，由這些候選距離中選擇其中之一的距離作為相應測距作業之測距結果，可依當下的測距情況做選擇，另外，這些候選距離中選擇其中之一的距離作為相應測距作業之測距結果的部分，並不僅限定於該第二測距模式，在該第一測距模式亦可以進行選擇。

第5圖顯示依據本發明另一實施例之測距方法。在此實施例中，當測距裝置往復移動進行測距而進入第二測距模式時，仍會執行防震模組，其中該第二最大移動補償量接近於零，而令該防震模組看起來像是固定不動；或者，亦可直接關閉該防震模組，則此時該第二最大移動補償量等於零。

首先，如步驟S510，判斷測距裝置是否進入一第二測距模式。當測距裝置並未進入第二測距模式時(步驟S510的否)，繼續步驟S510的判斷。當測距裝置進入第二測距模式時(步驟S510的是)，如步驟S520，於測距作業中控制該防震模組之該第二最大移動補償量要小於該第一最大移動補償量。

第6圖顯示依據本發明另一實施例之測距方法。在此實施例中，測距裝置可以自動判斷是否進入第二測距模式，進而開始控制防震模組之第二最大移動補償量。

首先，如步驟S610，判斷測距裝置之一位移量是否超過一預設值。當測距裝置之位移量並未超過預設值時(步驟S610的否)，繼續步驟S610的判斷。當測距裝置之位移量超過預設值時(步驟S610的是)，如步驟S620，判定測距裝置進入第二測距模式，並控制該防震模組之該第二最大移動補償量要小於該第一最大移動補償量。

值得注意的是，在一些實施例中，測距裝置可以提供一模式切換模組，其中模式切換模組可以是一選單或控制鍵以供給使用者選擇執行該第一測距模式或該第二測距模式，從而可以在測距作業中手動執行防震模組之第二最大移動補償量的控制作業；其中，該模式切換模組更包含可設定由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果，其中可以依測距情況而選擇最小距離或最大距離或選擇有最大訊號的距離的來作為測距結果。

另一方面，在一些實施例中，為了解決防震模組關閉時的影像跳動問題。當防震程序關閉時，可以對於測距儀所擷取的影像執行一影像呈現處理程序，以將測距儀取得之影像平滑地顯示於測距儀之一觀景窗(第2圖中未顯示)。

第7圖顯示依據本發明實施例之測距方法實施後所取得的訊號結果。在測距作業中，當測距裝置進入第二測距模式後，防震模組於第二測距模式時間點ST關閉，或者該防震程序未關閉，但是該第二最大移動補償量接近於零，此時，測距裝置取得的訊號結果700，其中該第7圖的縱坐標為電壓值(V)，而橫坐標為時間(T)，而當電壓值(V)的振幅越大則代表該防震模組的移動補償量越大，如第7圖所示。如圖所示，防震程序關閉或該第二最大移動補償量接近於零後，垂直移動訊號710與水平移動訊號720將會大致呈現靜態，以穩定發射之雷射光軸；另外若該測距裝置在往復移動的狀態(或稱來回掃描目標物的情況)基本上水平方向的話，則可以僅令水平移動訊號720大致呈現靜態，而垂直移動訊號則仍有正常的補償(如第1圖的垂直移動訊號110所示)。

第8圖顯示一測距儀之距離偵測例子。在此例子中，使用者可將測距儀在觀景窗畫面800中的掃描點A、B、C、D間往復移動，測距儀取得相應複數候選目標物之候選距離。提醒的是，基於測距儀的移動，測距儀可以測量出多筆結果(候選距離)。之後，如步驟S420，由這些候選距離中選擇最小者作為相應此測距作業之測距結果。

因此，透過本案之測距裝置及其測距方法可以在具有防震之測距儀中進行距離偵測。本案技術可以在動態掃描環境時將防震補償關閉、令該第二最大移動補償量接近於零或令該第二最大移動補償量小於該第一最大移動補償量，以達到該第二測距模式相較於該第一測距模式在雷射光發射的位置與手部移動的位置一致，從而在具有多種目標物的背景環境(例如但不限於背景為樹林)中找到距離最近的目標物(例如但不限於目標物為高爾夫旗杆)。

本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態存在。程式碼可以包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。程式碼也可以透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。

S310、S320、S330:步驟

Claims

一種測距方法，適用於一測距裝置，該方法包括下列步驟：利用該測距裝置可執行一第一測距模式與一第二測距模式，且該測距裝置具有一防震模組；當執行該第一測距模式時，電性連接該防震模組以進行測距，進而取得一第一測距結果，其中該防震模組之最大移動補償量為一第一最大移動補償量；當執行該第二測距模式時，電性連接該防震模組以進行測距，進而取得一第二測距結果，其中該防震模組之最大移動補償量為一第二最大移動補償量，且該第一最大移動補償量大於該第二最大移動補償量。
如申請專利範圍第1項所述之測距方法，更包括下列步驟：當執行該第一測距模式時，該測距裝置電性連接該防震模組，依據該測距儀之一第一位移量而進行一移動補償計算，而使該防震模組具有該第一最大移動補償量且取得該第一測距結果；當執行該第二測距模式時，該測距裝置電性連接該防震模組，依據該測距裝置之一第二位移量而進行該移動補償計算，而使該防震模組具有該第二最大移動補償量，且該測距裝置取得相應複數候選目標物之一候選距離；以及由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果。
如申請專利範圍第1項所述之測距方法，更包括一模式切換模組，用以切換該第一測距模式或該第二測距模式；其中，更包括一處理器用於執行該第二測距模式時，電性連接該防震模組，該測距裝置移動一第二位移量而進行該移動補償計算，而使該防震模組具有該第二最大移動補償量，且該測距裝置取得相應複數候選目標物之一候選距離，其中，該模式切換模組更包含可設定由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果。
如申請專利範圍第1項所述之測距方法，更包括下列步驟：判斷該測距裝置是否進入該第二測距模式；以及當該測距裝置進入該第二測距模式時，於該第二測距模式中電性連接該防震模組，且令該防震模組進行該第二最大移動補償量之移動補償；其中，該第二最大移動補償量接近於零。
如申請專利範圍第1項所述之測距方法，更包括下列步驟：判斷該測距裝置之一位移量是否超過一預設值；當該測距裝置之該位移量大於該預設值時，則判斷該測距裝置進入該第二測距模式。
一種測距裝置，包括一測距單元，至少包括一發射模組與一接收模組，該發射模組發射一測量光束，並由一目標物反射該測量光束到該接收模組；以及一防震模組，至少包括一處理器，具有第一防震程序及一第二防震程序，利用該發射模組與該接收模組執行該第一防震程序取得測距結果為一第一測距模式；利用該發射模組與該接收模組執行該第二防震程序，以取得測距結果為一第二測距模式。
如申請專利範圍第6項所述之測距裝置，其中當該處理器於執行該第一測距模式時，電性連接該防震模組，該防震模組之該第一防震程序執行最大移動補償量為一第一最大移動補償量，該處理器依據該測距裝置之一第一位移量而進行一移動補償計算，而使該防震模組具有該第一最大移動補償量且取得該第一測距結果；其中當該處理器於執行該第二測距模式時，電性連接該防震模組，該防震模組之該第二防震程序執行最大移動補償量為一第二最大移動補償量，該處理器依據該測距裝置之一第二位移量而進行該移動補償計算，而使該防震模組具有該第二最大移動補償量，其中，該第一最大移動補償量大於該第二最大移動補償量，且該測距裝置取得相應複數候選目標物之一候選距離，並由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果。
如申請專利範圍第6項所述之測距裝置，其中該處理器根據該測距裝置之一位移量是否大於一預設值而判斷是否執行該第二測距模式，當該測距裝置之位移量大於該預設值，則執行該第二測距模式。
如申請專利範圍第6項所述之測距裝置，其中測距裝置具有一模式切換模組，用以切換該第一測距模式或該第二測距模式；其中，當該處理器於執行該第二測距模式時，電性連接該防震模組，該防震模組之最大移動補償量為一第二最大移動補償量，該測距裝置移動一第二位移量而進行該移動補償計算，而使該防震模組具有該第二最大移動補償量，且該測距裝置取得相應複數候選目標物之一候選距離，其中，該模式切換模組更包含可設定由該等候選距離中選擇其中一個該候選距離作為該第二測距結果。
如申請專利範圍第7項或第9項所述之測距裝置，其中：該第二測距結果係由該等候選距離中選擇最小者作為該第二測距結果。