CN101881613A - 测量两点之间距离的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及距离测量技术领域，特别涉及测量两点之间距离的方法，其以图像采集设备移动的平面定义xy轴坐标平面，以图像采集设备的图像采集框为参考体定义x′y′轴坐标平面，利用图像采集设备分别对两个待测点进行图像采集，获取图像采集设备分别在采集两点时相对于xy轴坐标平面的位置坐标，同时获取两点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标，根据这些位置坐标数据确定两点的距离，这些位置坐标数据都可以精确测量出来，运算出来的距离数据结果精度高，在测量时，只需待测点出现在图像采集框中就可以采集图像，操作时没有精度要求，可以手动移动图像采集设备，操作方便，测量快速，对长距离的测量更有效。

Description

测量两点之间距离的方法

技术领域：

本发明涉及距离测量技术领域，特别涉及测量两点之间距离的方法。

背景技术：

距离对于工业生产或者家庭娱乐等诸多领域来说都是比较重要的信息，现有技术中有多种测定距离的方式。例如，最简单的采用尺子等测量工具进行手工测量距离，或者通过发出红外线、超声波、激光等，测定回波与发射波时间差或者相位差的方式测定距离。但是，采用尺子等测量工具测定距离的方式，需要人的手工操作，浪费人力，并且效率较低，不便于操作，并且测量的距离较长时精度较低；而采用发射红外线、超声波、激光等测量距离的方式，需要相应的发射和接收装置，这些装置一般比较大，结构复杂，携带放置都很不方便，而且，还需要较多的硬件电路，实现起来也比较困难。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种测量快速、操作方便、测量精度高的测量两点之间距离的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

测量两点之间距离的方法，它包括有以下步骤：

a、以图像采集设备移动的平面定义xy轴坐标平面，以图像采集设备的图像采集框为参考体定义x′y′轴坐标平面；

b、将图像采集设备移动到第一个点A处，获取图像采集设备相对于xy轴坐标平面的位置坐标(x_A，y_A)，并通过图像采集设备对A点进行图像采集，获取A点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标(x_A′，y_A′)；

c、将图像采集设备移动到第二个点B处，获取图像采集设备相对于xy轴坐标平面的位置坐标(x_B，y_B)，并通过图像采集设备对B点进行图像采集，获得B点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标(x_B′，y_B′)；

d、根据以下公式确定B点和A点之间的距离

$S_{\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}}=\sqrt{{[(x_B-x_A)+(x_B^{\′}-x_A^{\′})]}^2+{[(y_B-y_A)+(y_B^{\′}-y_A^{\′})]}^2}.$

在所述步骤A中定义x′y′轴坐标平面时，使x′y′轴坐标平面的x′轴方向与xy轴坐标平面的x轴方向平行，x′y′轴坐标平面的y′轴方向与xy轴坐标平面的y轴方向平行。

所述步骤b和步骤c中通过长度传感器测量获得图像采集设备相对于xy轴坐标平面的位置数据。

所述长度传感器为光栅尺。

所述图像采集设备为CCD/CMOS图像传感器。

所述步骤b和步骤c中通过处理器运算获得A点和B点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置数据。

所述步骤b中对A点进行图像采集的图像采集设备与步骤c中对B点进行图像采集的图像采集设备为同一个图像采集设备，图像采集设备对A点进行图像采集后移动到B点进行图像采集。

所述步骤b中对A点进行图像采集的图像采集设备与步骤c中对B点进行图像采集的图像采集设备也可以为独立的两个图像采集设备。

在所述步骤a中定义两个图像采集设备的x′y′轴坐标平面时，通过校正的方式使两个图像采集设备的x′y′轴坐标相匹配。

本发明有益效果为：本发明以图像采集设备移动的平面定义xy轴坐标平面，以图像采集设备的图像采集框为参考体定义x′y′轴坐标平面，利用图像采集设备分别对两个待测点进行图像采集，获取图像采集设备分别在采集两点时相对于xy轴坐标平面的位置坐标，同时获取两点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标，根据这些位置坐标数据确定两点的距离，这些位置坐标数据都可以精确测量出来，运算出来的距离数据结果精度高，在测量时，只需待测点出现在图像采集设备的图像采集框中就可以采集图像和位置数据，操作时没有精度要求，可以手动或用器械移动图像采集设备，操作方便，测量快速，对长距离的测量更有效。

附图说明：

图1是本发明实施例1的原理示意图；

图2是本发明实施例2的原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

实施例1

见图1所示，本实施例是以一维测量方式测量两点之间距离的方法，它包括有以下步骤：

1、在待测量的起始处设定定位点A，在结束处设定定位点B。

2、将图像采集设备1在A点和B点移动的方向定义为x轴方向，在x轴方向上设置有长度传感器2，图像采集设备1可沿着x轴方向移动，通过长度传感器2可获得图像采集设备1在x轴方向上的位置数据。长度传感器2可以为光栅尺或其它传感器，图像采集设备1可以采用CCD/CMOS图像传感器或其它摄像头。

3、在图像采集设备1中，以图像采集设备1的图像采集框为参考体定义x′y′轴坐标平面，使x′y′轴坐标平面的x′轴方向与x轴方向平行，如果不平行可以通过校正的方式对正。

4、将图像采集设备1移动到A点处，使A点出现在图像采集框中，通过长度传感器2获取图像采集设备1在x轴方向上的位置数值x_A，通过图像采集设备1对A点进行图像采集，利用处理器3运算处理获得A点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标(x_A′，y_A′)。

5、将图像采集设备1移动到B点处，使B点出现在图像采集框中，通过长度传感器2获取图像采集设备1在x轴方向上的位置数值x_B，通过图像采集设备1对B点进行图像采集，利用处理器3运算处理获得B点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标(x_B′，y_B′)。

其中，在上述两个步骤中，对A点进行图像采集的图像采集设备1与对B点进行图像采集的图像采集设备1可以为同一个图像采集设备1，图像采集设备1对A点进行图像采集后移动到B点进行图像采集。对A点进行图像采集的图像采集设备1与对B点进行图像采集的图像采集设备1也可以为独立的两个图像采集设备1，在定义两个图像采集设备1的x′y′轴坐标平面时，可通过校正的方式使两个图像采集设备1的x′y′轴坐标相匹配。

6、因此，在x轴方向上，图像采集设备1从A点移动到B点时的偏移数据为：x轴方向偏移量Δx＝x_B-x_A，即图像采集设备1从A点移动到B点时，x′y′轴坐标平面的坐标原点在x轴方向上的偏移量为Δx。

在x′y′轴坐标平面中，B点和A点时之间的相对位置数据为：x′轴方向偏移量Δx′＝x_B′-x_A′，y′轴方向偏移量Δy′＝y_B′-y_A′。

利用处理器3使用以下公式确定B点和A点之间的距离

$S_{\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}}=\sqrt{{(\mathrm{\Δx}+{\mathrm{\Δx}}^{\′})}^2+{\mathrm{\Δy}}^{\′2}}$

$=\sqrt{{[(x_B-x_A)+(x_B^{\′}-x_A^{\′})]}^2+{(y_B^{\′}-y_A^{\′})}^2}$

本发明以图像采集设备1移动的方向定义x轴方向，以图像采集设备1的图像采集框为参考体定义x′y′轴坐标平面，利用图像采集设备1分别对两个待测点进行图像采集，获取图像采集设备1分别在采集两点时在x轴方向上的位置坐标，同时获取两点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标，根据这些位置坐标数据确定两点的距离，这些位置坐标数据都可以精确测量出来，运算出来的距离数据结果精度高，在测量时，只需待测点出现在图像采集设备1的图像采集框中就可以采集图像和位置数据，操作时没有精度要求，可以手动或用器械移动图像采集设备1，操作方便，测量快速，对长距离的测量更有效。

实施例1

见图2所示，本实施例是以二维测量方式测量两点之间距离的方法，它包括有以下步骤：

1、在待测量的起始处设定定位点A，在结束处设定定位点B。

2、将图像采集设备1移动的平面定义为xy轴坐标平面，在xy轴坐标平面的x轴方向和y轴方向各设置有长度传感器2，图像采集设备1可在xy轴坐标平面内移动，通过长度传感器2可获得图像采集设备1相对于xy轴坐标平面的位置数据。长度传感器2可以为光栅尺或其它传感器，图像采集设备1可以采用CCD/CMOS图像传感器或其它摄像头。

3、在图像采集设备1中，以图像采集设备1的图像采集框为参考体定义x′y′轴坐标平面，使x′y′轴坐标平面的x′轴方向与xy轴坐标平面的x轴方向平行，x′y′轴坐标平面的y′轴方向与xy轴坐标平面的y轴方向平行，如果不平行可以通过校正的方式对正。

4、将图像采集设备1移动到A点处，使A点出现在图像采集框中，通过长度传感器2获取图像采集设备1相对于xy轴坐标平面的位置坐标(x_A，y_A)，通过图像采集设备1对A点进行图像采集，利用处理器3运算处理获得A点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标(x_A′，y_A′)。

5、将图像采集设备1移动到B点处，使B点出现在图像采集框中，通过长度传感器2获取图像采集设备1相对于xy轴坐标平面的位置坐标(x_B，y_B)，通过图像采集设备1对B点进行图像采集，利用处理器3运算处理获得B点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标(x_B′，y_B′)。

其中，在上述两个步骤中，对A点进行图像采集的图像采集设备1与对B点进行图像采集的图像采集设备1可以为同一个图像采集设备1，图像采集设备1对A点进行图像采集后移动到B点进行图像采集。对A点进行图像采集的图像采集设备1与对B点进行图像采集的图像采集设备1也可以为独立的两个图像采集设备1，在定义两个图像采集设备1的x′y′轴坐标平面时，可通过校正的方式使两个图像采集设备1的x′y′轴坐标相匹配。

6、因此，在xy轴坐标平面中，图像采集设备1从A点移动到B点时相对于xy轴坐标平面的偏移数据为：x轴方向偏移量Δx＝x_B-x_A，y轴方向偏移量Δy＝y_B-y_A，即图像采集设备1从A点移动到B点时，x′y′轴坐标平面的坐标原点相对于xy轴坐标平面的偏移量为(Δx，Δy)。

在x′y′轴坐标平面中，B点和A点时之间的相对位置数据为：x′轴方向偏移量Δx′＝x_B′-x_A′，y′轴方向偏移量Δy′＝y_B′-y_A′。

利用处理器3使用以下公式确定B点和A点之间的距离

$S_{\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}}=\sqrt{{(\mathrm{\Δx}+{\mathrm{\Δx}}^{\′})}^2+{(\mathrm{\Δy}+{\mathrm{\Δy}}^{\′})}^2}$

$=\sqrt{{[(x_B-x_A)+(x_B^{\′}-x_A^{\′})]}^2+{[(y_B-y_A)+(y_B^{\′}-y_A^{\′})]}^2}.$

本发明以图像采集设备1移动的平面定义xy轴坐标平面，以图像采集设备1的图像采集框为参考体定义x′y′轴坐标平面，利用图像采集设备1分别对两个待测点进行图像采集，获取图像采集设备1分别在采集两点时相对于xy轴坐标平面的位置坐标，同时获取两点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标，根据这些位置坐标数据确定两点的距离，这些位置坐标数据都可以精确测量出来，运算出来的距离数据结果精度高，在测量时，只需待测点出现在图像采集设备1的图像采集框中就可以采集图像和位置数据，操作时没有精度要求，可以手动或用器械移动图像采集设备1，操作方便，测量快速，对长距离的测量更有效。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.测量两点之间距离的方法，其特征在于，它包括有以下步骤：

a、以图像采集设备移动的平面定义xy轴坐标平面，以图像采集设备的图像采集框为参考体定义x′y′轴坐标平面；

b、将图像采集设备移动到第一个点A处，获取图像采集设备相对于xy轴坐标平面的位置坐标(x_A，y_A)，并通过图像采集设备对A点进行图像采集，获取A点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标(x_A′，y_A′)；

c、将图像采集设备移动到第二个点B处，获取图像采集设备相对于xy轴坐标平面的位置坐标(x_B，y_B)，并通过图像采集设备对B点进行图像采集，获得B点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置坐标(x_B′，y_B′)；

d、根据以下公式确定B点和A点之间的距离

$S_{\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}}=\sqrt{{[(x_B-x_A)+(x_B^{\′}-x_A^{\′})]}^2+{[(y_B-y_A)+(y_B^{\′}-y_A^{\′})]}^2}.$

2.根据权利要求1所述的测量两点之间距离的方法，其特征在于：在所述步骤a中定义x′y′轴坐标平面时，使x′y′轴坐标平面的x′轴方向与xy轴坐标平面的x轴方向平行，x′y′轴坐标平面的y′轴方向与xy轴坐标平面的y轴方向平行。

3.根据权利要求1所述的测量两点之间距离的方法，其特征在于：所述步骤b和步骤c中通过长度传感器测量获得图像采集设备相对于xy轴坐标平面的位置数据。

4.根据权利要求3所述的测量两点之间距离的方法，其特征在于，所述长度传感器为光栅尺。

5.根据权利要求1所述的测量两点之间距离的方法，其特征在于：所述图像采集设备为CCD/CMOS图像传感器。

6.根据权利要求1所述的测量两点之间距离的方法，其特征在于：所述步骤b和步骤c中通过处理器运算获得A点和B点在图像采集框中相对于x′y′轴坐标平面的位置数据。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的测量两点之间距离的方法，其特征在于：所述步骤b中对A点进行图像采集的图像采集设备与步骤c中对B点进行图像采集的图像采集设备为同一个图像采集设备，图像采集设备对A点进行图像采集后移动到B点进行图像采集。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的测量两点之间距离的方法，其特征在于：所述步骤b中对A点进行图像采集的图像采集设备与步骤c中对B点进行图像采集的图像采集设备为独立的两个图像采集设备。

9.根据权利要求8所述的测量两点之间距离的方法，其特征在于：在所述步骤a中定义两个图像采集设备的x′y′轴坐标平面时，通过校正的方式使两个图像采集设备的x′y′轴坐标相匹配。

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