CN104931957B - 一种基于移动终端的测距方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于移动终端的测距方法和装置。该方法包括：通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像；控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离。本发明实施例提供了一种基于移动终端的测距方法和装置，为用户提供一种低成本、便捷的测距方案，且提高用户体验。

Description

一种基于移动终端的测距方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及数据处理技术，尤其涉及一种基于移动终端的测距方法和装置。
背景技术
随着科技和经济的发展，移动终端和人们的生活紧密相连，人们一般会随身携带移动终端，可以利用移动终端为我们的生活带来更多便利的服务。
现有技术利用激光测距仪向目标物体射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定光束从发射到接收的时间，进而计算出激光测距仪到目标物体的距离。
可见，现有技术必须要借助激光才能完成测距操作，利用激光成本高、携带不便捷，不利于用户操作体验。
发明内容
本发明实施例提供一种基于移动终端的测距方法和装置，以有效利用移动终端实现测距方案，解决现有技术中激光测距的成本高、携带不便捷的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于移动终端的测距方法，该方法包括：
通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像；
控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；
根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于移动终端的测距装置，该装置包括：
图像采集模块，用于通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像；
像距确定模块，用于控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；
距离确定模块，用于根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离。
本发明实施例提供的一种基于移动终端的测距方法和装置，通过移动终端摄像镜头采集目标物体图像，控制执行对目标图像的对焦操作，确定摄像镜头与移动终端中感光芯片之间的距离，根据凸透镜成像原理计算出目标物体与摄像设备之间的距离，从而为用户提供一种低成本、便捷的测距方案，提高用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种基于移动终端的测距方法流程示意图；
图2是本发明实施例二中的一种基于移动终端的测距方法流程示意图；
图2A是本发明实施例二中的微控制单元(MCU)、驱动IC以及音圈马达的工作流程图；
图2B是本发明实施例二中的驱动IC输出电流的电流值带动音圈马达发生位移的工作流程图；
图2C是本发明实施例二中像距确定示意图；
图2D是本发明实施例二中的基于凸透镜原理计算物距原理示意图；
图3是本发明实施例三中的一种基于移动终端的测距装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种基于移动终端的测距方法的流程图，本实施例可适用于通过移动终端来进行测距的情况，该方法可以由一种基于移动终端的测距装置来执行，该装置可以采用硬件和/或软件的形式实现。
具体包括如下步骤：
步骤S110、通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像；
其中，移动终端，具体可以是智能手机、平板电脑等具有摄像镜头的摄像设备。
所述目标物体，具体可以是人、动物、植物以及生活中所存在的实体。
步骤S120、控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；
其中，对焦是个光学概念，摄像镜头可以视作一个凸透镜。光线通过凸透镜会折射，折射率是固定的，因此相同角度的光线通过透镜就汇聚到同一个点，从而成像。对焦操作就是根据景物的距离不同，调整透镜的位置，从而使得成像点位于感光元件上，即成像点位于移动终端的感光芯片上。
像距是像到平面镜(或透镜的光心)之间的距离，即，目标物体折射出的物体图像距离摄像镜头的之间的距离。
步骤S130、根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离。
在物理上，凸透镜成像原理都是利用光的折射的原理成像。
光的折射，是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。例如当一条木棒插在水里面时，单用肉眼看会以为木棒进入水中时折曲了，这是光进入水里面时，产生折射，才带来这种效果。
上述操作中，具体可以是，利用凸透镜成像原理，计算出目标物体与摄像镜头之间的距离作为物距。
本实施例的技术方案，通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像，控制执行对图像的对焦操作，确定对焦操作后，获取像距，根据凸透镜成像原理，确定目标物体与摄像镜头之间的距离，本发明实施例为用户提供一种快捷便利的测距方案，提高用户体验。
实施例二
图2为本发明实施例提供的一种基于移动终端的测距方法流程示意图。本实施例的技术方案以上述实施例为基础，进一步的，将控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距的操作优化为：通过所述移动终端中的微控制单元(MCU)向驱动集成电路(IC)发送对焦指令，以使所述驱动IC接收到所述对焦指令后，向通过弹簧固定在摄像头支架内的音圈马达分别输出多个大小不同的电流，使所述音圈马达在电流的作用下带动所述摄像镜头移动；获取所述图像成像最清晰时所述驱动IC输出电流的电流值，确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移；根据所述位移确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距。
基于上述优化操作，该方法包括：
步骤S210、通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像；
步骤S220、通过所述移动终端中的MCU向驱动IC发送对焦指令，以使所述驱动IC接收到所述对焦指令后，向通过弹簧固定在摄像头支架内的音圈马达分别输出多个大小不同的电流，使所述音圈马达在电流的作用下带动所述摄像镜头移动；
其中，MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
IC(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
音圈马达(Voice Coil Actuator/Voice Coil Motor)，是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。
上述操作中，如图2A所示，图2A为微控制单元、集成电路(IC)以及音圈马达的工作图。其中，微控制单元(MCU)确定当前捕获图像清晰度，如果目标物体图像不清晰需要对焦时，向驱动IC发送对焦指令，驱动IC给音圈马达施加一组电流，微控制单元(MCU)记录最清晰图像时所对应的电流I。获得电流I后，进一步获取音圈马达的位移，详见步骤S230。
步骤S230、获取所述图像成像最清晰时所述驱动IC输出电流的电流值，确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移；
上述操作中，所述确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移，具体可以如下：如图2B所示，摄像头支架内有一个小型的磁场，通过驱动IC来控制音圈马达内部线圈的电流，进而控制线圈受到的磁场力，从而控制摄像镜头的位置。
优选的，按照如下公式确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移x：
x＝K*BI/k；
其中，K为常数，B为磁场强度，I为所述电流值，k为所述弹簧的弹力系数。
上述操作中，确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移x，具体可以是，通过精确控制音圈马达线圈的输出电流I，从而控制音圈马达的位置，通过步骤S220获取到的电流值I，根据弹簧的弹力系数k，磁场强度B，通过上述公式计算出，音圈马达受力与位移的关系由胡克定理得出。因此通过精确控制音圈马达线圈的电流I，就可以精确控制音圈马达的位置，从而通过公式计算出音圈马达的位移x。
步骤S240、根据所述位移确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距。
上述操作中，基于凸透镜成像原理,当凸透镜在初始位置时，驱动IC给音圈马达一个大小为I的电流，电流带动音圈马达移动，音圈马达的位移为x，摄像镜头与移动终端中感光芯片之间的距离作为像距。
优选的，按照如下公式确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离v：
v＝xmin+x；
其中，xmin为预先设定的所述音圈马达距离感光芯片最近的距离值。
上述操作中，通过步骤S230获取到的音圈马达的位移x，基于上述公式计算出摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，为像距v，如图2C中音圈马达距离感光芯片最近的距离值为xmin。
步骤S250、根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离。
上述操作中，根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离，具体可以是，上述操作中获取到像距v，进一步的，获取摄像镜头的焦距，根据光的折射原理(凸透镜成像原理)计算出目标物体距离摄像镜头的距离，即物距。
在本实施例中，步骤S250优选是：
按照如下公式确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离u：
其中，v为所述像距；f为所述摄像镜头的焦距。
上述操作中，透镜的焦距f是一定的，摄像时通过音圈马达调整透镜的位置变化像距v的大小来对焦。当成像的锐度最大时就可以认为已经完成对焦，此时成像清晰弥散圆最小。通过上述公式来计算出目标物体距离摄像镜头的距离，即物距u，如图2D中所示，标注u的部分就是用户要获取的物距。
本实施例的技术方案，通过计算的方式，获取驱动IC输入的电流的电流值，计算出音圈马达的位移，进一步根据音圈马达位移计算出像距，基于凸透镜成像原理根据像距计算物距，从而为用户提供了更快速的测距方法。
实施例三
图3所示为本发明实施例三提供的一种基于移动终端测距的装置结构示意图，如图3所示，该装置具体包括：图像采集模块310，像距确定模块320和距离确定模块330。
其中，图像采集模块310，用于通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像；像距确定模块320，用于控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；距离确定模块330，用于根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离。
优选的，所述像距确定模块包括：电流输出单元，位移确定单元和像距确定单元。
其中，电流输出单元，用于通过所述移动终端中的微控制单元(MCU)向驱动集成电路(IC)发送对焦指令，以使所述驱动IC接收到所述对焦指令后，向通过弹簧固定在摄像头支架内的音圈马达分别输出多个大小不同的电流，使所述音圈马达在电流的作用下带动所述摄像镜头移动；
位移确定单元，用于获取所述图像成像最清晰时所述驱动IC输出电流的电流值，确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移；
像距确定单元，用于根据所述位移确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距。
优选的，所述位移确定单元具体用于：按照如下公式确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移x：
x＝K*BI/k；
其中，K为常数，B为磁场强度，I为所述电流值，k为所述弹簧的弹力系数。
优选的，所述像距确定单元具体用于：按照如下公式确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离v：
v＝xmin+x；
其中，xmin为预先设定的所述音圈马达距离感光芯片最近的距离值。
优选的，所述距离确定模块具体用于：
按照如下公式确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离u：
其中，v为所述像距；f为所述摄像镜头的焦距。
本实施例的技术方案，通过一种基于移动终端的测距装置，采集目标物体的图像，进而获取到目标物体的焦距和像距，进而计算出物距，为用户提供一种方便快捷的测距方案，提升用户体验。
上述装置可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (4)

1.一种基于移动终端的测距方法，其特征在于，该方法包括：
将人、动物、植物以及生活中所存在的实体作为目标物体，通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像；
控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；
根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离；
其中，控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距，包括：
通过所述移动终端中的微控制单元MCU向驱动集成电路IC发送对焦指令，以使所述驱动IC接收到所述对焦指令后，向通过弹簧固定在摄像头支架内的音圈马达分别输出多个大小不同的电流，使所述音圈马达在电流的作用下带动所述摄像镜头移动；
获取所述图像成像最清晰时所述驱动IC输出电流的电流值，确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移，所述图像成像最清晰时为所述图像的锐度最大时；
其中，按照如下公式确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移x：
x＝K*BI/k；
其中，K为常数，B为磁场强度，I为所述电流值，k为所述弹簧的弹力系数；
根据所述位移确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；
按照如下公式确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离v：
v＝xmin+x；
其中，xmin为预先设定的所述音圈马达距离感光芯片最近的距离值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离，包括：
按照如下公式确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离u：
<mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>u</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>v</mi> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>f</mi> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
其中，v为所述像距；f为所述摄像镜头的焦距。
3.一种基于移动终端的测距装置，其特征在于，该装置包括：
图像采集模块，用于将人、动物、植物以及生活中所存在的实体作为目标物体，通过移动终端的摄像镜头采集目标物体的图像；
像距确定模块，用于控制执行对所述图像的对焦操作，确定对焦操作后所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；
距离确定模块，用于根据所述像距、所述摄像镜头的焦距以及凸透镜成像原理，确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离；
其中，所述像距确定模块包括：
电流输出单元，用于通过所述移动终端中的微控制单元MCU向驱动集成电路IC发送对焦指令，以使所述驱动IC接收到所述对焦指令后，向通过弹簧固定在摄像头支架内的音圈马达分别输出多个大小不同的电流，使所述音圈马达在电流的作用下带动所述摄像镜头移动；
位移确定单元，用于获取所述图像成像最清晰时所述驱动IC输出电流的电流值，确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移，所述图像成像最清晰时为所述图像的锐度最大时；
像距确定单元，用于根据所述位移确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距；
所述位移确定单元具体用于：按照如下公式确定所述电流值对应的所述音圈马达的位移x：
x＝K*BI/k；
其中，K为常数，B为磁场强度，I为所述电流值，k为所述弹簧的弹力系数；
所述像距确定单元具体用于：按照如下公式确定所述摄像镜头与所述移动终端中感光芯片之间的距离v：
v＝xmin+x；
其中，xmin为预先设定的所述音圈马达距离感光芯片最近的距离值。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述距离确定模块具体用于：
按照如下公式确定所述目标物体与所述摄像镜头之间的距离u：
<mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>u</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>v</mi> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>f</mi> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
其中，v为所述像距；f为所述摄像镜头的焦距。
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