CN105387847A - 非接触式测量方法、测量设备及其测量系统 - Google Patents

非接触式测量方法、测量设备及其测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105387847A
CN105387847A CN201510517999.1A CN201510517999A CN105387847A CN 105387847 A CN105387847 A CN 105387847A CN 201510517999 A CN201510517999 A CN 201510517999A CN 105387847 A CN105387847 A CN 105387847A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thing
imaged
picture
contact type
measuring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510517999.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105387847B (zh
Inventor
周彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu ocean circle Technology Co., Ltd
Original Assignee
周彬
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 周彬 filed Critical 周彬
Priority to CN201510517999.1A priority Critical patent/CN105387847B/zh
Publication of CN105387847A publication Critical patent/CN105387847A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105387847B publication Critical patent/CN105387847B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/04—Interpretation of pictures
    • G01C11/06—Interpretation of pictures by comparison of two or more pictures of the same area
    • G01C11/12—Interpretation of pictures by comparison of two or more pictures of the same area the pictures being supported in the same relative position as when they were taken
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明提供了一种非接触式测量方法、测量设备及其测量系统，其中，该非接触式测量方法包括：非接触式测量设备利用摄像头对待成像物获取多组不同角度的图片；根据多组不同角度的图片计算得到待成像物的立体图像及尺寸。本发明提供的非接触式测量方法，通过非接触式测量设备的摄像头对待成像物进行拍摄以获取图片，并经过设备内部软件建立三维模型，可以准确、便捷的获得待成像物的立体图像及待成像物的尺寸信息，有效的解决了目前的移动设备无法直接进行立体图像成像及获得待成像物尺寸的问题。另外，该技术方案，还可以利用参照识别物作为尺寸参照，以对得到的立体图像及尺寸信息进行校验，进一步保证了立体图像的准确性。

Description

非接触式测量方法、测量设备及其测量系统
技术领域
本发明涉及立体成像的技术领域，具体是涉及一种非接触式测量方法、测量设备及其测量系统。
背景技术
现有技术中，手机一般均是一个摄像头，或者前置和后置两个摄像头，但是在摄像时，只能开启一个摄像头进行摄像，在这种条件下，拍出来的照片只能是平面的，而输出的图像也是平面的，不能很好的直接摄像出立体的图片，而生成立体图片的做法是对物体的不同视角进行拍着多角度的照片，然后通过成像软件人工的对多组照片进行整合和处理，这样不仅浪费时间，而且加大成像的成本。另外，现有技术的手机也无法对物体进行立体尺寸的测量。
发明内容
本发明实施例提供一种非接触式测量方法、测量设备及其测量系统，以解决现有技术中形成立体图像过程复杂以及利用常用移动设备难于实现形成立体图像以及无法对物体进行非接触式尺寸测量的技术问题。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种非接触式测量方法，所述方法包括：
非接触式测量设备利用摄像头对待成像物获取多组不同角度的图片；
根据所述多组不同角度的图片计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸。
根据本发明一优选实施例，所述根据所述多组不同角度的图片计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸具体步骤包括：
确定所述待成像物，根据所述待成像物建立成像区域；
根据所述多组不同角度的图片在所述成像区域内选择特征点；
根据所述特征点生成影像金字塔；
解析所述影像金字塔，并得到所述特征点的像方坐标、物方坐标以及外方位元素，以形成数字高程模型；
将解析生成的数字高程模型转化成文档对象模型。
根据本发明一优选实施例，所述确定待成像物的步骤具体为：非接触式测量设备通过识别参照识别物，进而锁定设置了所述参照识别物的用户或物体为待成像物；
或者非接触式测量设备通过待成像物上的特征点来锁定待成像物；
或者通过操作人员在非接触式测量设备上选取待成像物；
优选地，在所述根据所述特征点生成影像金字塔的步骤中，还结合了参照识别物的尺寸，所述非接触式测量设备内存储有参照识别物的特定标识码以及与之对应的尺寸的列表，所述根据所述特征点生成影像金字塔的步骤之前还包括：获取所述参照识别物的特定标识码，再根据所述特定标识码从所述列表中获取与之对应的参照识别物的尺寸。
根据本发明一优选实施例，所述将解析生成的数字高程模型转化成文档对象模型的步骤之后还包括校验的步骤，所述校验的步骤具体包括：
获取所述摄像头的焦距以及所述参照识别物的尺寸；
根据凸透镜成像原理得到所述特征点的距离信息，进而测得所述待成像物的实际尺寸；
将获得的所述待成像物的实际尺寸与根据所述数字高程模型中的待成像物坐标参数形成的尺寸进行对比，如果对比结果在预定的误差范围内，则判断得到的所述待成像物的立体图像准确；如果对比结果不在预定的误差范围内，则返回到所述确定所述待成像物，根据所述待成像物建立成像区域的步骤，以重新拍摄并计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸。
根据本发明一优选实施例，所述解析影像金字塔，并得到所述特征点的像方坐标、物方坐标以及外方位元素，以形成数字高程模型的步骤中，各参数关系满足以下公式：
x = - f a 1 ( X A - X S ) + b 1 ( Y A - Y S ) + c 1 ( Z A - Z S ) a 3 ( X A - X S ) + b 3 ( Y A - Y S ) + c 3 ( Z A - Z S )
y = - f a 2 ( X A - X S ) + b 2 ( Y A - Y S ) + c 2 ( Z A - Z S ) a 3 ( X A - X S ) + b 3 ( Y A - Y S ) + c 3 ( Z A - Z S ) (公式1)
其中，(x，y)表示原始影像中像点的平面坐标；
f表示相机摄影焦距；
(XS，YS，ZS)表示摄影过程中摄站点的物方空间坐标；
(XA，YA，ZA)表示像点所对应的物方点的物方空间坐标。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种非接触式测量设备，所述非接触式测量设备包括：图像获取单元和图像处理单元；所述图像获取单元用于对待成像物获取多组不同角度的图片；所述图像处理单元根据所述多组不同角度的图片计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸。
根据本发明一优选实施例，所述图像处理单元包括：成像确定模块、特征点选择模块、影像金字塔生成模块、解析模块以及模型转化模块；其中，所述成像确定模块用于确定所述待成像物，并根据所述待成像物建立成像区域；所述特征点选择模块根据所述多组不同角度的图片在所述成像区域内选择特征点；所述影像金字塔生成模块根据所述特征点生成影像金字塔；所述解析模块用于解析所述影像金字塔，并得到所述特征点的像方坐标、物方坐标以及外方位元素，以形成数字高程模型；所述模型转化模块将解析生成的数字高程模型转化成文档对象模型。
根据本发明一优选实施例，所述图像处理单元进一步包括存储模块和获取模块，所述存储模块用于存储参照识别物的特定标识码以及与之对应的尺寸的列表；所述获取模块用于获取所述参照识别物的特定标识码，再根据所述特定标识码从所述列表中获取与之对应的参照识别物的尺寸。
根据本发明一优选实施例，所述图像处理单元还包括校验模块，所述校验模块用于获取所述摄像头的焦距以及所述参照识别物的尺寸；根据凸透镜成像原理得到所述特征点的距离信息，进而测得所述待成像物的实际尺寸；将获得的所述待成像物的实际尺寸与根据所述数字高程模型中的待成像物坐标参数形成的尺寸进行对比，如果对比结果在预定的误差范围内，则判断得到的所述待成像物的立体图像准确；如果对比结果不在预定的误差范围内，则返回到所述确定所述待成像物，根据所述待成像物建立成像区域的步骤，以重新拍摄并计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸。
根据本发明一优选实施例，所述非接触式测量设备包括一个或者一个以上的摄像头。
根据本发明一优选实施例，所述非接触式测量设备包括多个摄像头，且多个摄像头位于所述非接触式测量设备的一侧。
根据本发明一优选实施例，所述非接触式测量设备为手机或者平板电脑。
另外，本发明实施例还提供一种非接触式测量系统，所述非接触式测量系统包括相互信号连接的图像获取设备和图像处理设备，所述图像获取设备用于对待成像物获取多组不同角度的图片，所述图像处理设备接收所述图像获取设备发送的图片，并根据所述图片计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸，其中，所述非接触式测量系统利用上述实施例中所述的非接触式测量方法进行图像获取和处理。
根据本发明一优选实施例，所述图像获取设备为包括一个或多个摄像头的手机或者平板电脑或者照相机。
根据本发明一优选实施例，所述图像处理设备为数据运算中心，优选为笔记本电脑或者台式电脑。
相对于现有技术，本发明提供的非接触式测量方法、测量设备及其测量系统，通过非接触式测量设备的摄像头对待成像物进行拍摄以获取图片，并经过设备内部软件建立三维模型，可以准确、便捷的获得待成像物的立体图像及待成像物的尺寸信息，有效的解决了目前的移动设备(譬如手机、带有摄像功能的相机、平板电脑等)无法直接进行立体图像成像及获得待成像物尺寸的问题。另外，本发明的技术方案，还可以利用参照识别物作为尺寸参照，以对得到的立体图像及尺寸信息进行校验，进一步保证了立体图像的准确性。本发明中的技术方案，不仅步骤简单，而且能够节约大量成本。优选地，本发明可以通过两个摄像头，(其中，摄像头距离能够自行调节)直接拍照后，通过移动设备中的软件三维建模，立即生成立体图像并获得待成像物的尺寸信息，只需要两个摄像头获取少量数据，即可处理获得精确3D实物数字模型，方便快捷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明非接触式测量方法一优选实施例的步骤流程图；
图2是图1实施例中非接触式测量方法的具体步骤流程示意图；
图3是透镜成像的原理图；
图4是本发明非接触式测量设备一优选实施例的组成框图；以及
图5是本发明非接触式测量系统一优选实施例的结构框图。
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描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明非接触式测量方法一优选实施例的步骤流程图；该非接触式测量方法可以用于非接触测量、变形测量、勘测、测距、代替人眼识别、区分目标等。该非接触式测量方法包括但不限于以下步骤。
步骤S110，非接触式测量设备利用摄像头对待成像物获取多组不同角度的图片。
在步骤S110中，该非接触式测量设备可以为手机、平板电脑、照相机、手提电脑等带有摄像功能的移动终端设备。以手机为例，可以在手机的正面、背面或者侧面设置两个相同的摄像头，两摄像头优选与手机的中轴线垂直或者平行，这样可以更好的利用显示空间，当然摄像头的设置位置并不限于此，设置在其他位置同样能够实现立体成像的要求。关于摄像头设置位置此处不再一一列举。
进一步，摄像头之间的距离为优选为5mm～50mm，摄像头之间的距离可以调节，且摄像头的角度可以通过安装转动装置进行角度调节。当然，摄像头距离不可调节，角度没有转动装置也可以到达测量目的。关于手机摄像头安装结构的技术特征，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再赘述。优选地，非接触式测量设备包括多个摄像头，且多个摄像头位于非接触式测量设备的一侧。当摄像头位于非接触式测量设备的一侧时，可以使数据采集次数减少，且成像效果越逼真。
另外，该非接触式测量设备的摄像头也可以只设置一个，相对于设置两个摄像头的结构，该种设置一个摄像头结构的非接触式测量设备拍摄次数可以多一些，譬如，设置两个摄像头的非接触式测量设备在成像过程中只需拍摄1-3次，而设置一个摄像头的非接触式测量设备在成像过程中可以拍摄6-8次，同样能够实现立体成像功能。
步骤S120，根据多组不同角度的图片计算得到待成像物的立体图像及尺寸。请参阅图2，图2是图1实施例中非接触式测量方法的具体步骤流程示意图。该步骤S120具体包括以下步骤。
步骤S1201，确定待成像物，根据待成像物建立成像区域。
在步骤S1201中，确定待成像物的步骤可以为：非接触式测量设备通过识别参照识别物，进而锁定设置了参照识别物的用户或物体为待成像物。
确定待成像物的方法还可以为：非接触式测量设备通过待成像物上的特征点来锁定待成像物；或者通过操作人员在非接触式测量设备上选取待成像物的方式。
参照识别物则可以为测量棒、智能手表、智能手环等智能穿戴设备。在本发明实施例中以智能手环为例进行说明，其他智能穿戴设备与其相似。
智能手环筛选出测量目标的过程如下：智能手环在厂家生产的过程中尺寸是固定的。我们可以把智能手环的尺寸数据输入到非接触式测量设备的软件中，智能手环是一个特定的物体，比如一群人中只有一个人有穿戴这个该种型号手环，这样就能定位这一个人，或者类似于蓝牙，人群中有好几个人都有这种智能手环，可以通过特定的匹配识别码来选择和手机绑定连接的某一个智能手环，从而达到筛选的目的。其中，智能手环优选为通过无线方式与非接触式测量设备进行连接。
当然，在确定待成像物的时候也可以不通过参照识别物来进行，可以为用户自行锁定待成像物，然后使用非接触式测量设备进行拍摄，进而获取图片。
步骤S1202，根据多组不同角度的图片在成像区域内选择特征点。
步骤S1203，获取参照识别物的特定标识码，再根据特定标识码从列表中获取与之对应的参照识别物的尺寸。
非接触式测量设备内存储有参照识别物的特定标识码以及与之对应的尺寸的列表，非接触式测量设备获取参照识别物的特定标识码，再根据特定标识码从列表中获取与之对应的参照识别物的尺寸。可以根据智能手环尺寸的大小来控制测量误差，或者通过智能手环建立实物空间尺寸比例尺，进行少量数据从而达到测量效果。
步骤S1204，根据特征点生成影像金字塔。在步骤S1204中，根据特征点生成影像金字塔的步骤中，还结合了步骤S1203中获取的参照识别物的尺寸。在进行例如人体等需要多面测量的物体，需前、左后侧、右后侧三个方向进行立体模型建立，并根据特征点在同一立体坐标系中建立。根据测量结果获得了人体的三维图像，则可以根据这个图像进行测量，比如类似于地球上的经度纬度的测量，或者山峰的距离，高度差等的测量。
步骤S1205，解析影像金字塔，并得到特征点的像方坐标、物方坐标以及外方位元素，以形成数字高程模型(DigitalElevationModel，简称DEM)。
因为两个固定摄像头在同一界面成像，通过共同的影像重合部分、共同的特征点进行成像固定。所得出的数据经过简单的计算即可得到被测物体的立体关系。并且由于两张图片同时、近乎同一立体坐标拍摄，所得数据精准度高。其中，在测量前期对双摄像头测算准确度进行校正，得到数据的校正参数，(X,aY,bZ)即参数为(1，a，b)。因为在摄像头生产过程中，摄像头不可能完全一样，由于焦距的不一致，两个摄像头在同一个成像界面成像会与假设两摄像头完全一样的条件下存在一个固定的误差参数。而像方坐标、物方坐标以及外方位元素各参数关系满足以下公式，
x = - f a 1 ( X A - X S ) + b 1 ( Y A - Y S ) + c 1 ( Z A - Z S ) a 3 ( X A - X S ) + b 3 ( Y A - Y S ) + c 3 ( Z A - Z S )
y = - f a 2 ( X A - X S ) + b 2 ( Y A - Y S ) + c 2 ( Z A - Z S ) a 3 ( X A - X S ) + b 3 ( Y A - Y S ) + c 3 ( Z A - Z S ) (公式1)
其中，(x，y)表示原始影像中像点的平面坐标；
f表示相机摄影焦距；
(XS，YS，ZS)表示摄影过程中摄站点的物方空间坐标；
(XA，YA，ZA)表示像点所对应的物方点的物方空间坐标。
步骤S1206，将解析生成的数字高程模型转化成文档对象模型(DocumentObjectModel，简称DOM)。
其中，文档对象模型是W3C组织推荐的处理可扩展置标语言的标准编程接口。它是一种与平台和语言无关的应用程序接口(API)，它可以动态地访问程序和脚本、更新其内容等。以使数字高程模型可以在软件中被编辑和修改。
在步骤S1206之后，还包括进行立体测图以及生成DLG(DigitalLineGraphic，数据数字线划地图)与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。
在数字测图中，最为常见的产品就是数字线划图，外业测绘最终成果一般就是DLG。该产品较全面地描述地表现象，目视效果与同比例尺一致但色彩更为丰富。能够满足各种空间分析要求，可以随机地进行数据选取和显示，与其他信息叠加，可进行空间分析、决策。其中部分地形核心要素可作为数字正射影像地形图中的线划地形要素。
以上是一个利用双摄像头成像的具体的原理过程。其与一般的非测量单个相机立体测图的差别主要在于以下两点：一、影像不需要校正处理。二、测量结果不需要进行影像匹配。
另外，该非接触式测量方法还包括校验的步骤，具体如下。
步骤S1207，获取摄像头的焦距以及参照识别物的尺寸。
步骤S1208，根据凸透镜成像原理得到特征点的距离信息，进而测得待成像物的实际尺寸。
请参阅图3，图3是透镜成像的原理图。摄像头的焦距是一个已知的数据，根据摄像头的不同，焦距有固定的和非固定的。固定焦距的数值是一定，非固定的摄像头就有调焦的功能，调焦过程中也会是焦距在拍照过程中固定在某一位置，所以也是一个固定的已知数值。在配合已知尺寸的智能手环等穿戴设备中，利用成像过程的倒三角形(图1)，已知AB的长度，已知焦距Of的长度，AB成像ab的长度，自然就可以测算出物距OF的长度。这样知道物距OF的长度，就可以测算出和AB在一起的其他位置物体的长度和位置等。这是一种被测物体数据获取方法，也是对成像过程的校验。是智能手环等穿戴设备作用之一。
步骤S1209，将获得的待成像物的实际尺寸与根据数字高程模型中的待成像物坐标参数形成的尺寸进行对比。
步骤S1210，判断对比结果是否在预定的误差范围内。
如果判断获得的待成像物的实际尺寸与根据数字高程模型中的待成像物坐标参数形成的尺寸之间的误差在预定范围内，则进入到下一步骤(步骤S1211)。如果判断获得的待成像物的实际尺寸与根据数字高程模型中的待成像物坐标参数形成的尺寸之间的误差不在预定范围内，则返回到步骤S1201，确定待成像物，根据待成像物建立成像区域，以重新拍摄并计算待成像物的立体图像。
步骤S1211，待成像物的立体图像准确，立体成像过程结束。
进一步优选地，在立体成像生成过程结束之后，还可以包括对立体图像进行处理的过程，通过类似Photoshop软件对图片进行处理并美化，生成色彩逼真的图像。在本领域技术人员的理解范围内，此处不再赘述。
立体图像经过处理之后，还可以通过信息、有线、无线等方式对图片进行数字存储或者导出，譬如导入3D打印机中，以打印文件。
本发明提供的非接触式测量方法，通过非接触式测量设备的摄像头对待成像物进行拍摄以获取图片，并经过设备内部软件建立三维模型，可以准确、便捷的获得待成像物的立体图像及待成像物的尺寸信息，有效的解决了目前的移动设备(譬如手机、带有摄像功能的相机、平板电脑等)无法直接进行立体图像成像及获得待成像物尺寸的问题。另外，本发明的技术方案，还可以利用参照识别物作为尺寸参照，以对得到的立体图像及尺寸信息进行校验，进一步保证了立体图像的准确性。本发明中的技术方案，不仅步骤简单，而且能够节约大量成本。优选地，本发明可以通过两个摄像头，直接拍照后，通过移动设备中的软件三维建模，立即生成立体图像并获得待成像物的尺寸信息，只需要两个摄像头获取少量数据，即可处理获得精确3D实物数字模型，方便快捷。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种非接触式测量设备。请参阅图4，图4是本发明非接触式测量设备一优选实施例的组成框图。该非接触式测量设备可以用于非接触测量、变形测量、勘测、测距、代替人眼识别、区分目标等。非接触式测量设备包括但不限于以下单元：图像获取单元400和图像处理单元500。该图像获取单元400用于对待成像物获取多组不同角度的图片。
具体而言，非接触式测量设备可以为手机、平板电脑、照相机、手提电脑等带有摄像功能的移动终端设备。下面实施例以手机为例。
该像获取单元400可以包括一个或者多个摄像头，优选地，在手机的正面、背面或者侧面设置两个相同的摄像头，两摄像头优选与手机的中轴线垂直或者平行，这样可以更好的利用显示空间，当然摄像头的设置位置并不限于此，设置在其他位置同样能够实现立体成像的要求。关于摄像头设置位置此处不再一一列举。
进一步地，。关于手机摄像头安装结构的技术特征，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再赘述。
参照识别物则可以为测量棒、智能手表、智能手环等智能穿戴设备。在本发明实施例中优选为智能手环。智能手环筛选出测量目标的过程如下：智能手环在厂家生产的过程中尺寸是固定的。我们可以把数据输入到非接触式测量设备的软件中，智能手环是一个特定的物体，比如一群人中只有一个人有穿戴这个该种型号手环，这样就能定位这一个人，或者类似于蓝牙，人群中有好几个人都有这种智能手环，可以通过特定的匹配识别码来选择和手机绑定连接的某一个智能手环，从而达到筛选的目的。其中，智能手环优选为通过无线方式与非接触式测量设备进行连接。
该图像处理单元500用于根据多组不同角度的图片计算得到待成像物的立体图像，具体包括：成像确定模块510、特征点选择模块520、影像金字塔生成模块530、解析模块540、模型转化模块550、存储模块560、获取模块570以及校验模块580。
成像确定模块510用于确定待成像物，并根据待成像物建立成像区域。特征点选择模块520用于根据多组不同角度的图片在成像区域内选择特征点。影像金字塔生成模块530用于根据特征点生成影像金字塔。解析模块540用于解析影像金字塔，并得到特征点的像方坐标、物方坐标以及外方位元素，以形成数字高程模型。
其中，像方坐标、物方坐标以及外方位元素各参数关系满足以下公式，
x = - f a 1 ( X A - X S ) + b 1 ( Y A - Y S ) + c 1 ( Z A - Z S ) a 3 ( X A - X S ) + b 3 ( Y A - Y S ) + c 3 ( Z A - Z S )
y = - f a 2 ( X A - X S ) + b 2 ( Y A - Y S ) + c 2 ( Z A - Z S ) a 3 ( X A - X S ) + b 3 ( Y A - Y S ) + c 3 ( Z A - Z S ) (公式1)
其中，(x，y)表示原始影像中像点的平面坐标；
f表示相机摄影焦距；
(XS，YS，ZS)表示摄影过程中摄站点的物方空间坐标；
(XA，YA，ZA)表示像点所对应的物方点的物方空间坐标。
模型转化模块550用于将解析生成的数字高程模型转化成文档对象模型。存储模块560用于存储参照识别物的特定标识码以及与之对应的尺寸的列表。获取模块570用于获取参照识别物的特定标识码，再根据特定标识码从列表中获取与之对应的参照识别物的尺寸。
校验模块580用于获取摄像头的焦距以及参照识别物的尺寸；根据凸透镜成像原理得到特征点的距离信息，进而测得待成像物的实际尺寸；将获得的待成像物的实际尺寸与根据数字高程模型中的待成像物坐标参数形成的尺寸进行对比，如果对比结果在预定的误差范围内，则判断得到的待成像物的立体图像准确；如果对比结果不在预定的误差范围内，则返回到确定待成像物，根据待成像物建立成像区域的步骤，以重新拍摄并计算得到待成像物的立体图像及尺寸。关于各个功能模块的具体工作原理及过程，请参阅上述非接触式测量方法实施例中的详细描述。
另外，该非接触式测量设备还可以包括图像处理模块以及图像导出模块等，在本领域技术人员的理解范围内，此处亦不再赘述。
本发明提供的非接触式测量设备，通过摄像头对待成像物进行拍摄以获取图片，并经过设备内部软件建立三维模型，可以准确、便捷的获得待成像物的立体图像及待成像物的尺寸信息，有效的解决了目前的移动设备(譬如手机、带有摄像功能的相机、平板电脑等)无法直接进行立体图像成像及获得待成像物尺寸的问题。另外，本发明的技术方案，还可以利用参照识别物作为尺寸参照，以对得到的立体图像及尺寸信息进行校验，进一步保证了立体图像的准确性。本发明中的技术方案，不仅步骤简单，而且能够节约大量成本。优选地，本发明可以通过两个摄像头，直接拍照后，通过移动设备中的软件三维建模，立即生成立体图像并获得待成像物的尺寸信息，只需要两个摄像头获取少量数据，即可处理获得精确3D实物数字模型，方便快捷。
进一步地，本发明实施例还提供一种非接触式测量系统，请参阅图5，图5是本发明非接触式测量系统一优选实施例的结构框图。该非接触式测量系统包括相互信号连接的图像获取设备800和图像处理设备900。优选地，图像获取设备800和图像处理设备900之间通过无线的方式连接，当然也可以为有线的方式。
具体而言，图像获取设备800用于对待成像物获取多组不同角度的图片，图像处理设备900接收图像获取设备800发送的图片，并根据图片计算得到待成像物的立体图像及尺寸，其中，图像获取设备800和图像处理设备900利用上述实施例中的非接触式测量方法进行图像获取和处理，此处不再详述。
该图像获取设备800为包括一个或多个摄像头的手机、平板电脑或者照相机等，而该图像处理设备900为数据运算中心，优选为笔记本电脑或者台式电脑等。
该实施例提供的非接触式测量系统，可以通过手机、平板电脑等移动设备对待成像物(或者待测量物)进行拍摄，然后将图片传输到台式电脑或者处理数据能力强的运算中心进行运算处理，进而得到待成像物的立体图像以及尺寸信息。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种非接触式测量方法，其特征在于，所述方法包括：
非接触式测量设备利用摄像头对待成像物获取多组不同角度的图片；
根据所述多组不同角度的图片计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸。
2.根据权利要求1所述的非接触式测量方法，其特征在于，所述根据所述多组不同角度的图片计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸具体步骤包括：
确定所述待成像物，根据所述待成像物建立成像区域；
根据所述多组不同角度的图片在所述成像区域内选择特征点；
根据所述特征点生成影像金字塔；
解析所述影像金字塔，并得到所述特征点的像方坐标、物方坐标以及外方位元素，以形成数字高程模型；
将解析生成的数字高程模型转化成文档对象模型。
3.根据权利要求2所述的非接触式测量方法，其特征在于，所述确定待成像物的步骤具体为：
非接触式测量设备通过识别参照识别物，进而锁定设置了所述参照识别物的用户或物体为待成像物；
或者非接触式测量设备通过待成像物上的特征点来锁定待成像物；
或者通过操作人员在非接触式测量设备上选取待成像物；
优选地，在所述根据所述特征点生成影像金字塔的步骤中，还结合了参照识别物的尺寸，所述非接触式测量设备内存储有参照识别物的特定标识码以及与之对应的尺寸的列表，所述根据所述特征点生成影像金字塔的步骤之前还包括：获取所述参照识别物的特定标识码，再根据所述特定标识码从所述列表中获取与之对应的参照识别物的尺寸。
4.根据权利要求3所述的非接触式测量方法，其特征在于，所述将解析生成的数字高程模型转化成文档对象模型的步骤之后还包括校验的步骤，所述校验的步骤具体包括：
获取所述摄像头的焦距以及所述参照识别物的尺寸；
根据凸透镜成像原理得到所述特征点的距离信息，进而测得所述待成像物的实际尺寸；
将获得的所述待成像物的实际尺寸与根据所述数字高程模型中的待成像物坐标参数形成的尺寸进行对比，如果对比结果在预定的误差范围内，则判断得到的所述待成像物的立体图像准确；如果对比结果不在预定的误差范围内，则返回到所述确定所述待成像物，根据所述待成像物建立成像区域的步骤，以重新拍摄并计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸。
5.根据权利要求2所述的非接触式测量方法，其特征在于，所述解析影像金字塔，并得到所述特征点的像方坐标、物方坐标以及外方位元素，以形成数字高程模型的步骤中，各参数关系满足以下公式：
x = - f a 1 ( X A - X S ) + b 1 ( Y A - Y S ) + c 1 ( Z A - Z S ) a 3 ( X A - X S ) + b 3 ( Y A - Y S ) + c 3 ( Z A - Z S )
y = - f a 2 ( X A - X S ) + b 2 ( Y A - Y S ) + c 2 ( Z A - Z S ) a 3 ( X A - X S ) + b 3 ( Y A - Y S ) + c 3 ( Z A - Z S ) (公式1)
其中，(x，y)表示原始影像中像点的平面坐标；
f表示相机摄影焦距；
(XS，YS，ZS)表示摄影过程中摄站点的物方空间坐标；
(XA，YA，ZA)表示像点所对应的物方点的物方空间坐标。
6.一种非接触式测量设备，其特征在于，所述非接触式测量设备包括：
图像获取单元，所述图像获取单元用于对待成像物获取多组不同角度的图片；
图像处理单元，所述图像处理单元根据所述多组不同角度的图片计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸。
7.根据权利要求6所述的非接触式测量设备，其特征在于，所述图像处理单元包括：
成像确定模块，所述成像确定模块用于确定所述待成像物，并根据所述待成像物建立成像区域；
特征点选择模块，根据所述多组不同角度的图片在所述成像区域内选择特征点；
影像金字塔生成模块，根据所述特征点生成影像金字塔；
解析模块，解析所述影像金字塔，并得到所述特征点的像方坐标、物方坐标以及外方位元素，以形成数字高程模型；
模型转化模块，将解析生成的数字高程模型转化成文档对象模型。
8.根据权利要求7所述的非接触式测量设备，其特征在于，所述图像处理单元进一步包括存储模块和获取模块，所述存储模块用于存储参照识别物的特定标识码以及与之对应的尺寸的列表；所述获取模块用于获取所述参照识别物的特定标识码，再根据所述特定标识码从所述列表中获取与之对应的参照识别物的尺寸。
9.根据权利要求8所述的非接触式测量设备，其特征在于，所述图像处理单元还包括校验模块，所述校验模块用于获取所述摄像头的焦距以及所述参照识别物的尺寸；根据凸透镜成像原理得到所述特征点的距离信息，进而测得所述待成像物的实际尺寸；将获得的所述待成像物的实际尺寸与根据所述数字高程模型中的待成像物坐标参数形成的尺寸进行对比，如果对比结果在预定的误差范围内，则判断得到的所述待成像物的立体图像准确；如果对比结果不在预定的误差范围内，则返回到所述确定所述待成像物，根据所述待成像物建立成像区域的步骤，以重新拍摄并计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸。
10.根据权利要求6-9任一项所述的非接触式测量设备，其特征在于，所述非接触式测量设备包括一个或者一个以上的摄像头。
11.根据权利要求10所述的非接触式测量设备，其特征在于，所述非接触式测量设备包括多个摄像头，且多个摄像头位于所述非接触式测量设备的一侧。
12.根据权利要求10所述的非接触式测量设备，其特征在于，所述非接触式测量设备为手机或者平板电脑。
13.一种非接触式测量系统，其特征在于，所述非接触式测量系统包括相互信号连接的图像获取设备和图像处理设备，所述图像获取设备用于对待成像物获取多组不同角度的图片，所述图像处理设备接收所述图像获取设备发送的图片，并根据所述图片计算得到所述待成像物的立体图像及尺寸，其中，所述非接触式测量系统利用权利要求1-6任一项所述的非接触式测量方法进行图像获取和处理。
14.根据权利要求13所述的非接触式测量系统，其特征在于，所述图像获取设备为包括一个或多个摄像头的手机或者平板电脑或者照相机。
15.根据权利要求13所述的非接触式测量系统，其特征在于，所述图像处理设备为数据运算中心，优选为笔记本电脑或者台式电脑。
CN201510517999.1A 2014-08-25 2015-08-21 非接触式测量方法、测量设备及其测量系统 Expired - Fee Related CN105387847B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510517999.1A CN105387847B (zh) 2014-08-25 2015-08-21 非接触式测量方法、测量设备及其测量系统

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410419423.7A CN104833341A (zh) 2014-08-25 2014-08-25 一种手机立体成像和手机立体测量方法
CN2014104194237 2014-08-25
CN201510517999.1A CN105387847B (zh) 2014-08-25 2015-08-21 非接触式测量方法、测量设备及其测量系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105387847A true CN105387847A (zh) 2016-03-09
CN105387847B CN105387847B (zh) 2018-01-09

Family

ID=53811378

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410419423.7A Pending CN104833341A (zh) 2014-08-25 2014-08-25 一种手机立体成像和手机立体测量方法
CN201510517999.1A Expired - Fee Related CN105387847B (zh) 2014-08-25 2015-08-21 非接触式测量方法、测量设备及其测量系统

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410419423.7A Pending CN104833341A (zh) 2014-08-25 2014-08-25 一种手机立体成像和手机立体测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN104833341A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106768548A (zh) * 2016-12-11 2017-05-31 王伟 一种金刚菩提子双尖自动查找装置及查找方法
CN107862712A (zh) * 2017-10-20 2018-03-30 陈宸 尺寸数据确定方法、装置、存储介质及处理器
CN111443802A (zh) * 2020-03-25 2020-07-24 维沃移动通信有限公司 测量方法及电子设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105005902A (zh) * 2015-07-20 2015-10-28 晋江龙华康复医院有限公司 一种利用手机app实现量身定制枕头的方法
CN105141938B (zh) * 2015-08-18 2017-12-01 深圳先进技术研究院 视线定位装置
CN108955682A (zh) * 2018-04-03 2018-12-07 哈尔滨工业大学深圳研究生院 手机室内定位导航方法
CN108810424A (zh) * 2018-06-27 2018-11-13 淄博丙合商贸有限公司 一种全自动手机拍照环物展示方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999052071A1 (en) * 1998-04-03 1999-10-14 Synapix, Inc. Feature tracking using a dense feature array
DE202012101965U1 (de) * 2012-05-30 2012-06-26 Sick Ag Stereokamera
CN103335593A (zh) * 2013-05-20 2013-10-02 李雄 利用激光多点测距数据解算光学成像影像尺寸的手机
CN103347111A (zh) * 2013-07-27 2013-10-09 青岛歌尔声学科技有限公司 具有尺寸和重量估测功能的智能移动电子设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999052071A1 (en) * 1998-04-03 1999-10-14 Synapix, Inc. Feature tracking using a dense feature array
DE202012101965U1 (de) * 2012-05-30 2012-06-26 Sick Ag Stereokamera
CN103335593A (zh) * 2013-05-20 2013-10-02 李雄 利用激光多点测距数据解算光学成像影像尺寸的手机
CN103347111A (zh) * 2013-07-27 2013-10-09 青岛歌尔声学科技有限公司 具有尺寸和重量估测功能的智能移动电子设备

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106768548A (zh) * 2016-12-11 2017-05-31 王伟 一种金刚菩提子双尖自动查找装置及查找方法
CN111504537A (zh) * 2016-12-11 2020-08-07 王伟 一种金刚菩提子双尖自动查找方法
CN111504537B (zh) * 2016-12-11 2021-11-16 江苏沃顿数字技术有限公司 一种金刚菩提子双尖自动查找方法
CN107862712A (zh) * 2017-10-20 2018-03-30 陈宸 尺寸数据确定方法、装置、存储介质及处理器
CN111443802A (zh) * 2020-03-25 2020-07-24 维沃移动通信有限公司 测量方法及电子设备
CN111443802B (zh) * 2020-03-25 2023-01-17 维沃移动通信有限公司 测量方法及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN104833341A (zh) 2015-08-12
CN105387847B (zh) 2018-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105387847A (zh) 非接触式测量方法、测量设备及其测量系统
JP6195915B2 (ja) 画像計測装置
CN111199564B (zh) 智能移动终端的室内定位方法、装置与电子设备
CN110462686B (zh) 用于从场景获得深度信息的设备和方法
CN102812416B (zh) 指示输入装置、指示输入方法、程序、记录介质以及集成电路
US6915008B2 (en) Method and apparatus for multi-nodal, three-dimensional imaging
US11280605B2 (en) Three-dimensional measuring system and measuring method with multiple measuring modes
CN106932780A (zh) 物体定位方法、装置和系统
CN106643699A (zh) 一种虚拟现实系统中的空间定位装置和定位方法
CN104268935A (zh) 一种基于特征的机载激光点云与影像数据融合系统及方法
CN106663338A (zh) 信息处理装置、信息处理方法和程序
US10769437B2 (en) Adaptive sampling of training views
CN104330022A (zh) 使用从运动恢复结构算法的体积确定方法和系统
JP2016057108A (ja) 演算装置、演算システム、演算方法およびプログラム
CN107796370B (zh) 用于获取转换参数的方法、装置及移动测图系统
CN110456904B (zh) 一种无需标定的增强现实眼镜眼动交互方法及系统
CN105513078A (zh) 基于图像的立木信息采集方法和装置
JP7114686B2 (ja) 拡張現実装置及び位置決め方法
CN107374638A (zh) 一种基于双目视觉模块的身高测量系统及方法
CN106264537A (zh) 图像中人体姿态高度的测量系统及方法
EP3293481A1 (en) Multi-measurement-mode three-dimensional measurement system and measurement method
EP2310799B1 (en) Stereoscopic measurement system and method
RU2571300C2 (ru) Способ дистанционного определения абсолютного азимута целевой точки
Angladon et al. The toulouse vanishing points dataset
CN108369739A (zh) 物体检测装置和物体检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200515

Address after: 610000 South Tianfu Avenue 888, Huayang Street, Tianfu New District, Chengdu City, Sichuan Province

Patentee after: Chengdu ocean circle Technology Co., Ltd

Address before: 421001 Hunan Province, Hengyang Zhengxiang District Road No. 28 Changsheng

Patentee before: Zhou Bin

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180109

Termination date: 20200821