DIY摄像头激光测距仪：原理与实现

"这篇文章介绍了如何使用摄像头和激光笔构建一个简单的激光测距仪，特别适合对重量有严格要求的如飞行机器人等应用。通过结合现有的摄像头设备，利用激光的反射和摄像头捕获图像来计算目标物的距离。这种方法依赖于激光与摄像头光轴的平行性以及对激光点在图像中位置的精确分析。" 文章详细阐述了激光测距的工作原理。首先，激光束被发射到目标物体上，然后摄像头捕捉到反射回来的激光点。由于激光被认为是平行于摄像头的主光轴，激光点在图像上的位置能够反映与目标物的距离。最亮的点被认为是激光点，其相对于摄像头中心的位置用于计算距离。这个距离D可以通过像素坐标和已知的固定参数（如激光器到摄像头的距离h）来计算。 具体公式为： \[ D = h \cdot \frac{pfc}{\tan(rpc + ro)} \] 其中，\( pfc \) 表示激光点在焦平面上的像素数，\( rpc \) 是单个像素对应的弧度值，而 \( ro \) 是用于补偿对齐误差的弧度补偿值。 为了获取这些常数，需要进行校准过程。校准涉及测量激光器到摄像头的实际距离h，并通过一系列已知距离的目标物来确定像素到弧度的转换关系（rpc和ro）。一旦完成校准，系统就可以准确计算目标物的距离。 这种基于摄像头的激光测距方法在轻量级机器人和无人机中具有潜力，因为它利用了现有的摄像头硬件，减少了额外的重量负担。此外，这种方法也适用于需要快速计算距离的机器视觉应用，因为计算过程相对简单且快速。 通过这个DIY项目，我们可以学习到如何结合基本的光学原理、摄像头技术和简单的数学计算，创建一个实用的测距工具。这对于机器人爱好者、硬件开发者和想要深入了解机器视觉技术的人来说，都是一次宝贵的学习体验。