三角测量法详解：单点与线状激光测距原理

三角测量法是一种在计算机视觉和机器人技术中常见的三维空间定位技术，特别是在激光测距应用中。它基于光学原理，通过测量从光源到目标物体的光线路径，来推算出物体的距离。本文主要介绍了两种激光测距原理：单点激光测距和线状激光测距。 1. 单点激光测距原理： 单点激光测距是利用激光头发射出的单束激光，当激光照射到目标物体后反射回摄像头，通过摄像头的成像，可以构建一个类似三角形的几何关系。在这个过程中，激光头、摄像头和目标物体构成相似三角形，根据相似三角形的性质，我们可以计算出目标物体到摄像头的距离。关键的参数包括激光头与摄像头的水平距离s、摄像头的焦距f、激光头与基准线的夹角β，以及成像点的像素坐标position。通过这些参数，可以得出距离d的表达式。 2. 线状激光三角测距原理： 线状激光测距则涉及到光条的中心点P1和成像点P的成像问题。与单点不同，这种情况下形成的平面与基准面存在夹角θ，需要额外考虑焦距f'的变化。测量目标点P2与基准面的距离d'时，可以通过类似的方法，先计算出与基准面的夹角，然后利用焦距f'的关系来求解。公式中涉及的参数如P1'、P2'的坐标差和焦距的变换，都是计算的关键。 这两种方法都依赖于三角学的基本原理，尤其是相似三角形和正切函数，以及摄像头成像的几何特性。它们在无人机导航、机器人避障、3D建模等领域有广泛应用。理解并掌握这些原理，对于从事计算机视觉和机器人技术的开发人员来说至关重要，能够帮助他们实现精确的空间定位和环境感知。