距离测量装置及其方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求2013年12月18日提交的韩国专利申请No. 10-2013-0158205和2014 年1月2日提交的韩国专利申请No. 10-2014-0000086的优先权，这些韩国专利申请如同在 此进行了全面阐述一样通过引用并入于此。
技术领域
[0002] 本发明涉及距离测量装置以及距离测量方法。
【背景技术】
[0003] 本发明的距离测量装置使用光来测量距离测量装置和距离测量装置周围的对象 之间的距离。使用光来测量距离的方法包括三角测量法、基于飞行时间（TOF)和基于相移 的方法。
[0004] 激光距离测量装置可以使用激光测量从激光距离测量装置的位置（在下文称为 "测量位置"）到对象或者要被进行距离测量的点的位置（在下文称为"目标位置"）之间的 距离。采用激光距离测量装置的距离测量方法基于从激光距离测量装置照射的激光在从激 光达到的目标位置反射之后返回到激光距离测量装置花费的时间来测量距离。这种激光距 离测量装置不仅可以用于测量测量位置和特定点之间的距离而且还可以用于测量从测量 位置到特定线、平面或者空间中的多个点的距离。
[0005] 最近的通过激光距离测量装置在三维空间中测量距离的方法包括1)使用平面传 感器的、利用在激光反射之后到达激光距离测量装置所花费的时间的距离测量方法、2)通 过用透镜折射激光来测量距离的方法。然而，使用平面传感器的方法对于测量具有角度限 制。因此，利用这个方法，可能难以从0度到360度的水平范围内测量距离，并且照射激光 需要很多能量。另外，通过用透镜折射激光来测量距离的方法可能由于折射激光的透镜的 机械特性而减慢距离测量，并且导致误差。因此，需要一种能够在竖直/水平方向上进行快 速且三维的距离测量同时抑制了以上缺陷的方法。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明致力于距离测量装置及其方法，其基本上消除了由于现有技术的限 制和缺点而导致的一个或更多个问题。
[0007] 本发明的目的是提供使用三角测量法和TOF这两者可以增强距离测量的准确性 的距离测量装置及其方法。
[0008] 本发明的另一个目的是提供一种使用特定激光测量在竖直方向上排列的点中每 个点的距离并且通过转动结构来360度测量距离的激光距离测量装置及其方法。
[0009] 本发明的其它优点、目的及特征一部分将在以下的说明书中进行阐述，并且一部 分对于本领域的技术人员来说在研读以下内容后将变得清楚，或者可以从本发明的实践获 知。本发明的这些目的和其它优点可以通过在本书面描述及其权利要求书及附图中具体指 出的结构来实现和获得。
[0010] 为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如这里所具体实施和广 泛描述的，一种距离测量装置，该距离测量装置包括：光发射器，其被构造成将距离测量光 束发射到对象上；光接收器，其被构造成感测由对象反射的并且由距离测量装置收集的光； 第一距离计算器，其被构造成通过使用第一测量方案感测到的光来计算所述距离测量装置 和所述对象之间的第一距离值；第二距离计算器，其被构造成通过使用第二测量方案感测 到的光来计算所述距离测量装置和所述对象之间的第二距离值；以及控制器，该控制器被 构造成：将第一距离值、第二距离值与基准距离相比较，根据比较结果分配权重，并且确定 距离测量装置和对象之间的最终距离。
[0011] 在本发明的另一个方面中，一种距离测量装置的距离测量方法，该方法包括以下 步骤：将距离测量光束发射到对象上；感测由对象反射的并且由所述距离测量装置收集的 光；通过使用第一测量方案感测到的光来计算所述距离测量装置和所述对象之间的第一距 离值；通过使用第二测量方案感测到的光来计算所述距离测量装置和所述对象之间的第二 距离值；将第一距离值、第二距离值与基准距离相比较，根据比较结果分配权重，并且确定 所述距离测量装置和所述对象之间的最终距离。
[0012] 在本发明的另一个方面中，一种激光距离测量装置包括：光发射器；光接收器；感 测单元；以及控制器，该控制器被构造成进行控制操作以通过所述光发射器发射分裂激光， 获取指示发射所述分裂激光的时间和通过感测单元感测到从目标位置反射的分裂激光的 时间之间的差的时间差信息，以及使用所述时间差信息计算到目标位置的距离。
[0013] 在本发明的进一步方面中，一种激光距离测量方法包括以下步骤：通过光发射器 发射线激光，获取指示发射所述线激光的时间和通过感测单元感测到从目标位置反射的线 激光的时间之间的差的时间差信息，以及使用所述时间差信息计算到目标位置的距离。
[0014] 应该理解的是，对本发明的以上概述和以下详述都是示例性和解释性的，并旨在 对所要求保护的本发明提供进一步的解释。
【附图说明】
[0015] 附图被包括在本申请中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成 本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。 在附图中：
[0016] 图1例示使用三角测量法的距离测量装置的基本操作；
[0017] 图2是例示根据本发明的一个实施方式的距离测量装置的基本操作的框图；
[0018] 图3描绘了通过控制信号发射特定频率的距离测量光束到测量位置以及从测量 位置反射的所发射的距离测量光束回到距离测量装置；
[0019] 图4是例示从上方看到的转动基板的转动特定角度的图；
[0020] 图5是详细例示电力和通信连接器的图；
[0021] 图6和图7是例示随着距离测量装置向前移动和距离测量位置在竖直方向上移 动，测量距离测量装置和周围对象之间的距离的图；
[0022] 图8例示通过调换光发射器和光接收器的竖直位置构造距离测量装置；
[0023] 图9是例示配备有该距离测量装置的机器人真空清洁器的图；
[0024] 图10是例示根据本发明的另一个实施方式的距离测量装置的框图；
[0025] 图11是例示根据本发明的一个实施方式的距离测量装置的操作的流程图；
[0026] 图12是例示根据本发明的另一个实施方式的激光距离测量装置的框图；
[0027] 图13是例示根据本发明的另一个实施方式的激光距离测量装置和用该激光距离 测量装置来测量到目标位置的距离的图；
[0028] 图14是例示用根据本发明的另一个实施方式的激光距离测量装置测量到目标位 置的距离的流程图；
[0029] 图15是例示根据本发明的另一个实施方式的采用线激光（line laser)的激光距 离测量装置的图；以及
[0030] 图16是例示根据本发明的另一个实施方式的采用分裂激光（split laser)的激 光距离测量装置的图；
【具体实施方式】
[0031] 下面将详细描述本发明的【具体实施方式】，在附图中例示出了本发明的优选实施方 式的示例。贯穿附图尽可能地用相同的附图标记代表相同或类似部分。本领域技术人员容 易理解的是根据本说明书中公开的实施方式的构造可应用于多种设备。例如，这些设备包 括用于通过识别周围对象来确定要遵循的路径的机器人、感测绕着设备和周围对象的精细 移动的设备、给盲人通知障碍物的设备、识别用户的移动的设备以及创建三维图像的设备。
[0032] 在下文，将参照图1描述基于三角测量法的距离测量方法的基本操作。<