CN105043271B - 长度测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种长度测量方法和装置，其利用人们随身携带的、具有统一规格的物品作为参照物，并使用具有图像获取模块的便携式电子设备获取包括待测物品和参照物的图像，所示长度测量方法包括以下步骤：显示所述便携式电子设备获取的所述图像；根据所述参照物的类型，从数据库中调取所述参照物的实际尺寸数据；从所述图像中识别所述参照物的区域，获得所述图像中所述参照物区域的尺寸数据；根据所述参照物在数据库中的实际尺寸和在所述图像中的尺寸，计算比例系数；获取所述图像中待测物品的尺寸数据，根据所述比例系数，计算得到所述待测物品的实际尺寸。

Description

长度测量方法及装置

技术领域

本发明涉及一种长度测量的方法及装置，尤其涉及一种利用常见物品随时测量长度的方法及装置。

背景技术

随着社交网络和物联网的发展，人们需要随时随地测量长度并分享于社交网络，通常的电子长度测量设备如电子尺、光学、超声等设备本身价格较高，如果再加入通信模块价格就会更高，而且通常这些设备携带也不方便，阻碍了普通大众的使用。目前智能手机、数码相机被广泛使用着，这些设备通常不但有拍照功能，而且具有一定的运算处理能力，因此利用这些设备进行长度测量是一个现实的选择。

在申请号为201210246600.7的中国专利中，公布了一种长度测量方法，该方法应用于电子设备，电子设备具有显示单元和图像采集单元，利用图像采集单元获取至少包括待测物和已知长度的参照物的第一图像，并由所述显示单元显示所述第一图像，该方法具体包括以下步骤：1.接收用户的第一操作，所述第一操作用于用第一轨迹线标识所述参照物的长度；2.接收用户输入的所述参照物的长度的数值；3.接收用户的第二操作，所述第二操作用于用第二轨迹线标识待测长度；4.根据所述第一轨迹线和第二轨迹线的比例关系以及所述参照物的长度的数值，计算出所述待测长度。

当上述专利的长度测量方法应用到手机等便携电子设备上时，还存在很多的缺点：

第一，使用者必须提前知道参照物的长度，如果生活中，我们身边没有知道长度的参照物，那么就无法使用这个方法快速进行长度测量。

第二，该专利是通过使用者在图像上描画第一轨迹线和第二轨迹线来确定待测长度，但是由于手指在描画时，难免存在误差，从而导致测量出的长度存在较大的误差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种长度测量方法及装置，利用人们随身携带的、具有统一规格的物品作为参照物，使得测量可以随时进行。

为达到以上目的，本发明提供一种长度测量方法，其利用人们随身携带的、具有统一规格的物品作为参照物，并使用具有图像获取模块的便携式电子设备获取包括待测物品和参照物的图像，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

显示所述便携式电子设备获取的所述图像；

根据所述参照物的类型，从数据库中调取所述参照物的实际尺寸数据；

从所述图像中识别所述参照物的区域，获得所述图像中所述参照物区域的尺寸数据；

根据所述参照物在数据库中的实际尺寸和在所述图像中的尺寸，计算比例系数；

获取所述图像中待测物品的尺寸数据，根据所述比例系数，计算得到所述待测物品的实际尺寸。

优选地，在获取所述图像时，使相同的两所述参照物分别位于待测物品的首尾两端，从所述图像中识别两所述参照物的区域，并获得两所述参照物的区域在所述图像上的距离，从而得到所述图像中待测物品在的尺寸数据。

可变形地，获取所述图像中待测物品的尺寸数据包括以下步骤：

选择所述图像上的两点作为待测物品的首末点；

获取所述图像上首末两点之间的距离，从而得到所述图像中待测物品的尺寸。

优选地，选择所述图像上的两点时，显示被选中点的局部放大图，以便于精确地确定所述待测物品的首末点。

优选地，从所述图像中识别所述参照物区域的步骤具体的为：基于图形自动识别与所述参照物形状相同的区域，显示识别到的区域的中心。

优选地，识别到的各所述区域可被选中、并可被取消，从而在获取各所述区域的尺寸数据时，不获取被取消的所述区域的尺寸数据。

优选地，所述方法利用所述便携式电子设备获取包括待测物品和参照物的图像时，包括以下步骤：

在与所述图像获取模块关联的一显示器上，显示至少一可放缩的、可移动的、与所述参照物形状相同的校准图形；

在所述显示器上显示待测物品和参照物的实时图像；

移动所述便携式电子设备的图像捕获单元或移动、放缩所述校准图形，以使得所述校准图形与所述参照物重合，获取此时所述显示器上显示的图像。

本发明还提供一种长度测量装置，包括：

图像获取模块，用于获取并捕获包括参照物和待测物的图像；

图像显示模块，用于显示所述图像获取模块获取的实时图像以及捕获的图像；

储存模块，用于储存捕获的图像以及数据库，所述数据库包括各种参照物的实际尺寸数据；以及

长度测量模块，其包括：

参照物选择单元，用于选择所用参照物的类型，并从所述储存模块的数据库中调取所述参照物的尺寸数据；

图像处理单元，用于从捕获的图像中识别与所述参照物形状一致的区域，并计算各区域的特征尺寸以及所述图像中各区域之间的距离；以及

计算单元，用于计算所述图像的比例系数，以及根据比例系数和所述图像中待测物品的尺寸数据，计算待测物品的实际尺寸。

优选地，所述长度测量模块还包括手动识别单元以及结果显示单元，所述手动识别单元用于手动选择待测物品的首末两端，并通过所述图像处理单元，得到手动选择的所述图像上待测物品首末两端之间的距离，所述结果显示单元用于在所述图像显示模块上显示待测物品的实际尺寸。

优选地，所述图像获取模块包括校准单元以及图像捕获单元，所述校准单元用于在所述显示模块上提供一校准图形，且允许使用者在所述图像显示模块中移动、放缩所述校准图形，所述图像捕获单元用于将显示在所述显示模块上的实时图像捕获，将捕获的图像保存在所述储存模块中。

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：该长度测量方法利用使用者随身携带的物品进行测量，使得测量可以随时进行；该长度测量方法得到的数据具有较高的精确度，首先利用图像识别技术识别参照物的区域比人工选择参照物的区域具有更高的精确度，其次利用校准步骤，使得从捕获的图像中识别参照物区域更加准确快速。

附图说明

图1是根据本发明的一种长度测量方法的一个实施例对一条鱼进行测量的示意图，在该实施例中，使用一元硬币作为参照物。

图2是根据本发明的一种长度测量方法的一个实施例对一条鱼进行测量的示意图。

图3显示了利用本发明的长度测量装置的校准单元进行校准的过程。

图4是根据本发明的一种长度测量方法的一个实施例对一桌子进行测量的示意图，在该实施例中，使用居民身份证作为参照物。

图5为本发明的长度测量装置的结构框图。

图6为本发明的长度测量方法的流程框图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

在生活中，人们常常想要快速了解某一物体的长度，但是很多时候，身边并没有可以用来测量的工具，这给大众带来很多的不方便。人们为此也想了很多办法，例如在利用手机的屏幕显示出具有刻度的电子刻度尺。但是人们忽略了很重要的一点，那就是我们身边其实有很多物品，可以帮助我们去测量物品的长度。

本发明的所述长度测量方法利用人们通常会随身携带的、具有统一规格的物品作为参照物，使用便携式电子设备捕获参照物和待测物的图像，利用所述图像的信息计算待测物品的长度，从而使得大众可以随时、快速地测量某一物品的长度。其中所述便携式电子设备包括显示器、存储模块和图像获取模块，优选地，所述显示器为触摸式显示器，使用者可通过触摸对显示器上的对象进行操作。所述便携式电子设备可以是智能手机或者平板电脑等。

所述参照物包括但不限于下述物品：国家发行的硬币或纸币，国家统一制作的居民身份证，具有统一规格的IC卡、银行卡等。由于钱币、身份证、银行卡这些物品几乎是每个人都会随身携带的物品，而且这些物品的尺寸通常都是确定的。因此利用这些物品作为参照物，使得测量可以随时进行，为使用者提供了极大的便利。

垂钓自古以来就是很多人热爱的一项活动，向好友展示垂钓的成果对钓鱼者也是一种享受，钓到的鱼越大越有成就感。随着社交网络的兴起，不少人会把钓鱼的成果分享到网络上，此时如果再配上鱼的尺寸，那就更完美了。但是在野外，钓鱼者通常不会自带卷尺，如何才能快速知道鱼的尺寸成为很多垂钓爱好者的难题。本发明提供的长度测量方法，可以很好地解决上述问题。图1、图2是根据本发明的所述长度测量方法对一条鱼进行长度测量的一个实施例。

首先，使用者利用随身携带的两枚一元硬币6作为参照物，将两枚硬币6分别放置在待测的鱼7的头尾两端，如图1A所示。

然后使用者利用其随身携带的便携式电子设备5，捕获包括鱼7和两枚硬币6在内的图像800，如图1B。值得一提的是，在捕获图像800时，尽量使便携式电子设备的图像获取模块与鱼7和两枚硬币6保持垂直，从而使得捕获的所述图像800为硬币6的正视图像。

接下来，在所述便携式电子设备5的显示器51上显示捕获的所述图像800。所述图像800可以在一应用程序内打开，所述应用程序具有一图像选择窗口，使用者从图像选择窗口中选择所述图像800，使得所述图像800显示于所述显示器51，如图1C。

接下来，选择参照物的类型，以从便携式电子设备5的数据库中调取相应参照物的实际尺寸数据。在该实施例中，选择一元硬币作为参照物，从数据库中调取一元硬币的实际尺寸数据，也即一元硬币的直径。值得一提的是，所述数据库是指预先储存在所述便携式电子设备的储存模块上的、可被调用的各种参照物的实际尺寸数据，也可以是指预先储存在网络端的、可随时被调用的各种参照物的实际尺寸数据。如图1C中，使用者选择一元硬币作为参照物，所述数据库中的一元硬币的尺寸信息被调用，一元硬币的直径为25mm。

接下来，利用图像识别技术从所述图像中识别所述参照物的区域，并获得所述图像中所述参照物区域的尺寸数据。具体的，在所述图像800中进行基于圆形的自动识别，从而将所述图像800中的圆形区域识别出，由于图像中只有两枚硬币6为圆形，因此识别到的圆形区域即为两枚硬币6的区域，利用图像处理技术得到所述圆形区域的直径，也即所述图像800中硬币6的区域的直径。当所述图像800中包括多个硬币时，可识别到多个圆形区域，计算各圆形区域的直径的平均值，从而提高了数据的准确性。

优选地，在识别出的圆形区域的圆心处显示一标记，以使得使用者直观地看到识别出的圆形区域。

另外，所述图像800中也不排除还有其他的形状接近圆形的区域，因此在利用图像识别技术识别圆形区域时，可能将并不是硬币6的区域识别出来，如果不取消这些非硬币区域，在计算所述图像800中硬币6的直径时，就会产生误差。本发明采用以下方法解决上述问题：在识别出的圆形区域处显示的标记为可选中状态，当使用者手动选中某一标记时，与该标记对应的圆形区域的数据处于可取消状态，使用者可根据需要选择取消该圆形区域的数据，从而在计算所述图像800中硬币6的直径时，该圆形区域的直径数据不被调用。

在上述具体的实施例中，经过自动识别与计算，各圆形区域的平均直径为b，也即在所述图像800中硬币6的尺寸为b，值得一提的是，b的单位可以是像素单位，也可以是国际通用的长度单位。

对所述图像800进行基于圆形的自动识别可以通过图像处理、边缘检测、模板匹配或圆拟合等步骤来实现。由于这种识别技术，在计算机领域为现有技术，本发明不再详细描述。

接下来，利用所述数据库中硬币6的实际尺寸数据与图像中识别出的硬币6的尺寸数据，计算出所述图像800的比例系数R。具体的，在上述具体实施例中，所述图像800的比例系数R＝25/b。

接下来，获取所述图像800上两枚硬币6的区域之间的距离1，利用所述图像800的比例系数，计算出两枚硬币6实际的距离L＝l×R，也即待测鱼7的长度。在上述具体的实施例中，所述图像800上两硬币6的区域的圆心之间的距离为f，f的单位与b的单位相同，因此两硬币6在所述图像800中的距离为两硬币区域圆心之间的距离减去两硬币的半径之和，也即为f-b，最后计算出两枚硬币6的实际距离L＝(f-b)×25/b。

以上实施例中，确定待测物首尾端都是通过自动识别来实现的，精确度高，因此测量出的误差较小。此时如果使用者还想知道待测物的宽度，而再次获取图像比较麻烦，因此本发明还提供使用者手动确定待测物首尾端的方法。

在进行了自动识别后，所述图像800的相关数据，如比例系数R，被保存在所述便携式电子设备的储存模块中，当需要使用该数据时，可随时调用。

当使用者还想知道所述图像800上的其他长度信息时，手动选择所述图像800上的两点作为待测长度的首末点，在使用者选择的点处，显示一标记。所述便携式电子设备的显示器51上提供多种类型的标记，各所述标记均可被使用者拖动至所述图像上的任意位置，且每一类型的标记最多可使用两次，也就是说所述图像上最多可以出现两个相同的标记。如图2A所示，使用者拖动第一十字形标记21到所述图像800上的任意一位置。如图2B所示，使用者拖动第二十字标记22到所述图像800上的另一位置，此时使用者无法再次使用十字标记，如果使用者还想知道其他的尺寸，可选择其他类型的标记，如图2C所示。

优选地，为了保证使用者手动拖动所述标记到准确的位置，当所述标记移动到所述图像800上的某一区域时，所述显示器51上显示该区域的局部放大图，以便于使用者精确地确定所述待测物品的首末点，如图2D所示。

接下来，获取所述图像800上相同的两标记之间的距离g，根据所述图像800的比例系数R，得到两所述标记所在的位置的实际距离G＝g×25/b。两标记之间的距离g的单位与b的单位相同。

值得一提的是，所述显示器51上显示的“待测物的长度”可以是使用者选定的某一类型的两标记之间的实际长度，也可以默认为使用者最后一次使用的两相同的标记之间的实际距离，还可以将所有的相同标记之间的实际距离显示出。

此外，最后计算出的结果还可直接显示在所述图像800上，如图2E所示。

前文中提到，在获取图像时，尽量使便携式电子设备的图像获取模块与鱼7和硬币6保持垂直，从而使得捕获的所述图像800为硬币6的正视图像。为了保证使用者在捕获图像时，捕获的所述图像800为硬币6的正视图，本发明还提供以下校准方法：

根据所述参照物的类型，在所述显示器51上显示可缩放的、可移动的、并且与所述参照物形状相同的校准图形41。在上述实施例中，所述参照物为硬币，所述校准图形41为圆形。在捕获所述图像800之前，在所述显示器51上显示所述图像获取模块获取的鱼7和硬币6的实时图像，也即所述显示器51上同时显示所述校准图形41和所述图像获取模块实时获取的图像，如图3A所示。

接下来，使用者移动所述便携式电子设备或者移动、放缩所述校准图形41，使得所述校准图形41与所述显示器51上实时显示的硬币6的区域重合，如图3C所示，当所述校准图形41与所述显示器51上显示的硬币6的区域完全重合时，使用者捕获此时的实时图像，即为所述图像800，所述图像800被保存到所述储存模块中。

图3B显示了当所述校准图形41无法与所述显示器51上显示的硬币完全重叠的情况，说明此时所述图像获取模块未与硬币6保持垂直，使用者可通过转动所述便携式电子设备来改变所述图像获取模块的角度，以使得所述显示器51上的硬币6的区域能够与所述校准图像41完全重合。

所述校准图形41的缩放可通过使用者两个手指的操作来完成，使用者选定所述校准图像41后，通过靠近或远离两手指来实现所述校准图像41的缩放。所述校准图形41的缩放还可通过所述显示器上的放大、缩小的操作键实现。

图4显示了使用本发明的所述长度测量方法的另一个实施例，在该实施例中，所述长度测量方法用于测量一桌子的尺寸，使用的参照物为居民身份证9。

首先将两居民身份证9直立设于待测桌子的两桌腿处，如图4A所示。

接下来，使用者利用其随身携带的便携式电子设备5，捕获包括桌子和身份证9在内的图像820，如图4B。值得一提的是，在捕获所述图像820时，尽量使便携式电子设备的图像获取模块与桌子和身份证9保持垂直，从而使得捕获的所述图像820为身份证9的正视图像。

接下来，在所述便携式电子设备5的显示器51上显示捕获的所述图像820。所述图像820可以在一应用程序内打开，所述应用程序具有一图像选择窗口，使用者从图像选择窗口中选择所述图像820，使得所述图像820显示于所述显示器51，如图4C。

接下来，选择参照物的类型，以从所述便携式电子设备5的数据库中调取相应参照物的实际尺寸数据。在该实施例中，选择身份证作为参照物，从数据库中调取身份证的实际尺寸数据，也即身份证的长宽。如图4C中，使用者选择身份证作为参照物，所述数据库中的身份证的尺寸信息被调用，身份证的长宽为85.5mm×54.0mm。

接下来，利用图像识别技术从所述图像820中识别所述身份证9，并获得所述身份证9在所述图像820中的尺寸数据。具体的，在所述图像820中进行基于矩形的自动识别，且识别的矩形的长宽比例为身份证的长宽比例，从而将所述图像820中的矩形区域识别出，由于所述图像820中只有身份证的区域符合识别的矩形的特征，因此识别到的矩形区域即为身份证9的区域，利用图像处理技术得到所述矩形区域的长宽，也即所述图像820中身份证9区域的长宽。当所述图像820中包括多个身份证时，可识别到多个矩形区域，计算各矩形区域的直径的平均值，作为身份证9在所述图像820中的长宽，从而提高了数据的准确性。

优选地，在识别出的各矩形区域的中心处显示一标记，以使得使用者直观地看到识别出的矩形区域。

另外，所述图像820中也不排除还有其他的形状接近矩形的区域，因此在利用图像识别技术识别矩形区域时，可能将并不是身份证9的区域识别出来，如果不取消这些非身份证区域，在计算所述图像820中身份证9区域的长宽时，就会产生误差。本发明采用以下方法解决上述问题：在识别出的矩形区域处显示的标记为可选中状态，当使用者手动选中某一标记时，与该标记对应的矩形区域的数据处于可取消状态，使用者可根据需要选择取消该矩形区域的数据，从而在计算所述图像820中身份证9区域的长宽时，该矩形区域的长宽数据不被调用。

接下来，利用所述数据库中身份证的实际尺寸数据与图像中识别出的身份证区域的尺寸数据，计算出所述图像820的比例系数R₂。

接下来，获取所述图像820中两身份证9的区域之间的距离l₂，利用所述图像820的比例系数，计算出两身份证9实际的距离L₂＝l₂×R₂，也即待测桌子两桌腿之间的距离。

此外，如果使用者还想知道待测物的其他尺寸，而再次获取图像比较麻烦，使用者可直接在所述图像820上进行手动操作，如图4D所示，具体的操作步骤可参考第一个实施例中以硬币为参考物时的方法。

本发明还提供一种长度测量装置，所述长度测量装置包括图像获取模块110、图像显示模块120、储存模块130、长度测量模块140。所述图像获取模块110用于获取并捕获包括参照物和待测物的图像。所述图像显示模块120用于显示获取的实时图像以及捕获的图像。所述储存模块130用于储存捕获的图像以及数据库，所述数据库包括各种参照物的实际尺寸数据。所述长度测量模块140用于计算待测物的长度。

所述图像获取模块110包括校准单元111以及图像捕获单元112，所述校准单元111用于在所述图像显示模块120上提供一校准图形41，且允许使用者在所述显示模块120中移动、放缩所述校准图形41。所述图像捕获单元112用于将显示在所述显示模块120上的实时图像捕获，将其保存在所述储存模块130中。

优选地，所述图像显示模块120为便携式电子设备的显示器，所述图像获取模块110为所述便携式电子设备的图像获取模块。

所述长度测量模块140包括参照物选择单元141、图像处理单元142、手动识别单元143、计算单元144以及结果显示单元145。所述参照物选择单元141用于选择所用参照物的类型，并且从所述储存模块130的数据库中调取相应的参照物的尺寸数据。所述图像处理单元142用于处理捕获的所述图像，从所述图像中识别与所述参照物形状一致的区域，并将识别出的区域显示于所述图像显示模块120，同时所述图像处理单元142允许使用者手动取消识别出一个或多个的区域。另外，所述图像处理单元142还用于计算各区域的特征尺寸(例如圆形的直径、矩形的长宽)，以及计算所述图像中各区域之间的距离。

所述手动识别单元143用于手动选择待测物品的首末两端，并通过所述图像处理单元142，得到手动选择的首末两端在所述图像上的距离。此外，所述手动识别单元13提供多种类型的标识，所述图像处理单元可分别获得不同类型的两标识之间的距离。

所述计算单元144用于计算所述图像的比例系数，以及根据比例系数和待测物品首末两端在所述图像上的距离，计算得到待测物品的实际尺寸。

所述结果显示单元145用于在所述图像显示模块120上显示待测物品的实际尺寸。所述结果显示单元145可以将尺寸数据显示在特定的显示栏内，也可以将尺寸数据直接显示在所述图像上的相应区域，使得使用者更直观地看到待测物的长度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种长度测量方法，利用硬币作为参照物，其特征在于，包括以下步骤：

在待测物品的首尾两端分别放置一枚一元硬币；

在便携式电子设备上显示可放缩的且可移动的圆形校准图形；

在所述便携式电子设备上显示待测物品和硬币的实时景像；

移动所述便携式电子设备或移动、放缩所述校准图形，以使得所述校准图形与硬币重合，获取此时所述显示器上显示的图像；

从所述图像中识别两枚硬币，并获得所述图像中硬币的尺寸数据以及两硬币之间的距离，两硬币之间的距离即为待测物品在所述图像中的尺寸；

根据硬币的实际尺寸和在所述图像中的尺寸，计算所述图像的比例系数，根据比例系数以及待测物品在所述图像中的尺寸计算得到待测物品的实际尺寸。

2.根据权利要求1所述的长度测量方法，其特征在于，从所述图像中识别硬币的步骤具体为：基于图形自动识别圆形区域，并显示识别到的圆形区域的圆心。

3.根据权利要求2所述的长度测量方法，其特征在于，识别到的各所述圆形区域可被选中并可被取消，从而在获取各所述圆形区域的尺寸数据时，不获取被取消的所述圆形区域的尺寸数据。