CN107677845A - 测速方法以及测速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是公开一种测速方法以及测速装置，其中，测速装置包含：一影像撷取装置，用以撷取一待测物的至少一待测物影像；以及一速度计算装置，用以根据该待测物影像的残影长度来计算该待测物的一移动速度。
Description
技术领域
本发明有关于测速方法以及测速装置，特别有关于可以影像来测速的测速方法以及测速装置。
背景技术
习知的测速装置通常会使用雷达测速或雷射测速来侦测待测物与测速装置的相对速度。
雷达测速是利用声波的都卜勒效应(Doppler Effect)。当待测物向测速装置靠近时，声波讯号的反射频率高于声波讯号的发射频率。相反的，当待测物远离测速装置时，声波讯号的反射频率低于声波讯号的发射频率。藉由侦测声波讯号的反射频率的改变，可计算出待测物与测速装置的相对速度。雷射测速是将光投射到待测物上，然后再以反射光的传送时间来计算待测物与测速装置的相对速度。
然而，前述两种测速方法都有其缺点存在。雷达测速的缺点是测速装置发出声波的方向必须正对着待测物靠近的方向，否则测得的速度会不精确。电射测速的缺点是无法于测速装置为移动状态下使用，因此须将测速装置固定在同一位置。此外，习知的测速装置无论是使用那一种测速方法，其价格都相当昂贵。
发明内容
因此，本案一目的为提供一种可以影像来侦测速度的测速方法和测速装置。
本案另一目的为提供一种可侦测待测物距离来增加速度侦测之精确度的测速方法和测速装置。
本发明一实施例揭露了一种测速装置，包含：一影像撷取装置，用以撷取一待测物的至少一待测物影像；以及一速度计算装置，用以根据该待测物影像的残影长度来计算该待测物的一移动速度。
本发明另一实施例揭露了一种测速装置，包含：一距离计算装置，用以计算该测速装置与一待测物间的一待测物距离；以及一速度计算装置，用以根据该待测物距离来计算该待测物的一移动速度。
本发明其他实施例揭露了相对应的测速方法，于此不再赘述。
根据前述实施例，可以影像来测试待测物的速度，改善习知技术的缺点。此外，更可计算待测物与影像撷取装置的距离做为测速的依据，以增加测速的精确度。
附图说明
图1绘示了根据本发明一实施例的以手机侦测待测物速度的示意图。
图2绘示了根据本发明另一实施例的以手机侦测待测物速度的示意图。
图3绘示了根据本发明一实施例的待测物影像。
图4绘示了根据本发明另一实施例的待测物影像。
图5绘示了根据本发明一实施例的计算待测试物速度的步骤的示意图。
图6绘示了根据本发明一实施例的测速装置的示意图。
附图标号说明：
UT 被测试者
U 使用者
M 手机
OT 待测物
BL 残影
OTL和OTB两端影像
OTI_1,OTI_2待测物影像
IS 影像传感器
600 测速装置
601 影像撷取装置
603 速度计算装置
605 距离计算装置
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下将以不同实施例来说明本发明的主要内容。以下各实施例中所描述的各元件可以硬体(例如电路)，或是硬体加软体(例如将程序写入处理器)来实现。
图1绘示了根据本发明一实施例的以手机侦测待测物速度的示意图。如图1所示，被测试者UT把待测物OT(此例中为一颗球)丢出时，使用者U会以包含影像撷取装置(例如相机)的手机M(亦可为其他电子装置)对待测物OT进行拍照以得到待测物OT的至少一待测物影像。然后手机M里的速度计算装置会根据待测物影像的残影长度来计算待测物的一移动速度。
以下将详细说明如何根据待测物影像的残影长度来计算待测物的移动速度。然请留意，以下实施例均以待测物OT为球时来进行说明，然而待测物OT不限于球或是如球一般的小型物体，待测物OT亦可其他任意物体。举例来说，在图2所示的实施例中，待测物OT为一汽车。使用者U一样可使用手机M中的影像撷取装置对待测物OT进行拍照以得到待测物OT的至少一待测物影像，并以手机M中的速度计算装置根据待测物影像的残影长度来计算待测物OT的一移动速度。
图3绘示了根据本发明一实施例的待测物影像。如图3所示，当待测物OT移动时，待测物影像OTI_1会包含残影BL，此残影BL的两端影像OTL和OTB间的距离即为残影长度。此残影长度会正比于待测物OT的速度且正比于影像撷取时间区间。影像撷取时间区间表示撷取一张影像所需的时间，可取决于多种参数，例如，影像撷取装置的快门时间或影像撷取装置中的影像传感器的图框率(frame rate)。
当影像撷取时间区间一样时，待测物OT的速度越快，其残影长度会越长。在一实施例中，图3中的待测物影像OTI_1与图4中的待测物影像OTI_2是以相同的影像撷取时间区间来撷取，而图3中的待测物影像OTI_1之残影长度比图4中的待测物影像OTI_2之残影长度来得长。因此，图3中的待测物速度比图4中的待测物速度快。而如何计算出实际速度将于其他图示中详述。
除了待测物影像的残影长度外，更可依据待测物与测速装置间的一待测物距离来计算待测物的移动速度。于一实施例中，前述手机M更包含一距离计算装置，用以计算测速装置与待测物间的一待测物距离。许多种装置可用以实现此距离计算装置。举例来说，距离计算装置可为使用雷射的距离计算装置。此外，距离计算装置可为景深(depth)感应器，其可让产生影像撷取装置所撷取的影像具有景深信息例如景深地图(depth map)。藉由这些景深信息可得知测速装置与待测物间的一待测物距离(实质上等于影像撷取装置与待测物间的距离)。在一实施例中，手机可更包含一发光装置(例如LED灯)，在计算待测物距离前会使发光装置照亮待测物，如此可得到较清楚的待测物影像，增加计算待测物距离的精确度。
待测物距离不限于使用距离计算装置来产生。一实施例中，会根据一距离设定讯号设定待测物距离，此距离设定讯号可由使用者自行输入。除了根据距离设定讯号直接设定待测物距离外，更可根据距离设定讯号设定一距离区间，若距离计算装置计算出的待测物距离大于此距离区间时便不予考虑，如此可增加计算待测物距离的精确度。
图5绘示了根据本发明一实施例的如何计算待测试物速度的示意图。如图5所示，影像撷取装置中的影像传感器IS会撷取到一待测物影像，而待测物影像中的两端影像OTL和OTR对影像传感器IS形成的角度为60度。此外，待测物距离为a，因此可计算出待测物影像中的残影长度换算成实际距离的长度约为1.15a。当a为一公尺时，影像中残影长度换算成实际距离的长度便约为1.15公尺，若图框率为每秒37张，表示撷取一张影像的时间约为0.027秒。如此可计算出待测物的移动速度为41.67m/sec，亦即150km/hr。
于上述实施例中，由于待测物的移动距离是透过换算影像中的残影长度，因此，待测物与影像传感器间的已知距离便相当重要。举例来说，待测物与影像传感器的距离不同但移动速度一样时，则距离较远的待测物于影像中所产生的残影长度便会小于距离较近的待测物于影像中所产生的残影长度。
基于上述内容，若欲取得较精确的移动距离或速度，在进行计算时需要大略获知待测物的距离范围。然而，若仅欲知相对的移动速度，则可不需要待测物与影像传感器间的已知距离。
请留意，前述实施例中均以一张待测物影像来做说明，但在一实施例中是根据复数的待测物影像的残影长度来计算待测物的一移动速度。举例来说，连拍三张待测物影像，将这三张待测物影像的残影长度平均后，再据以计算待测物的移动速度，如此可增加计算待测物的移动速度的精确度。
根据前述实施例，可得到一种测速方法，施行在包含一影像撷取装置的电子装置上，包含下列步骤：以影像撷取装置撷取一待测物的至少一待测物影像(例如图3中的OTI_1)；以及根据待测物影像的残影长度来计算待测物的一移动速度。
在另一实施例中，会根据待测物与测试装置的距离来计算待测物的移动速度以增加精确度，但计算移动速度的方法不限于前述的以待测物影像来计算。此测速方法可简示为：以距离计算装置计算测速装置与待测物间的一待测物距离；以及根据待测物距离来计算该待测物的一移动速度。
图6绘示了根据本发明一实施例的测速装置600的示意图。如图6所示，测速装置600包含一影像撷取装置601以及一速度计算装置603。影像撷取装置601用以撷取一待测物的至少一待测物影像OTI。速度计算装置603用以根据待测物影像OTI的残影长度来计算待测物的一移动速度。如前所述，测速装置600可更包含一距离计算装置605，用以计算待测物与测速装置600间的待测物距离OTD。测速装置600可整合在任何电子装置并和此电子装置共享元件。举例来说，当测速装置600整合在一手机时，影像撷取装置601为手机内的相机。而速度计算装置603和距离计算装置605可整合至手机的处理器。
此外，如前所述，于一实施例中，可使用不以影像来测速的测速方法再以距离计算装置605计算待测物距离来增加测速的精确度。在此类实施例中，测速装置600可不包含影像撷取装置601。
根据前述实施例，可以影像来测试待测物的速度，改善习知技术的缺点。此外，更可计算待测物与影像撷取装置的距离做为测速的依据，以增加测速的精确度。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。
Claims (16)
1.一种测速方法，其特征在于，施行在包含一影像撷取装置的测速装置上，包含：
(a)以该影像撷取装置撷取一待测物的至少一待测物影像；以及
(b)根据该待测物影像的残影长度来计算该待测物的一移动速度。
2.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，其中该步骤(b)根据复数的该待测物影像的该残影长度来计算该待测物的一移动速度。
3.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，其中该步骤(a)根据一影像撷取时间区间来撷取该待测物影像，其中该步骤(b)更根据该影像撷取时间区间计算该移动速度。
4.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，其中该测速装置更包含一距离计算装置，该测速方法更包含：
(c)以该距离计算装置计算该测速装置与该待测物间的一待测物距离；
其中该步骤(b)更根据该待测物距离计算该移动速度。
5.如权利要求4所述的测速方法，其特征在于，该测速装置更包含一发光装置，其中该步骤(c)在计算该待测物距离前会使该发光装置照亮该待测物。
6.如权利要求4所述的测速方法，其特征在于，更包含；
根据一距离设定讯号设定该测速装置与该待测物间的一待测物距离的距离区间；
其中该步骤(c)更依据该距离区间计算该待测物距离。
7.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，更包含：
根据一距离设定讯号设定该测速装置与该待测物间的一待测物距离；
其中该步骤(b)更根据该待测物距离计算该移动速度。
8.一种测速方法，其特征在于，施行在包含一距离计算装置以及一速度计算装置的测速装置上，包含：
(a)以该距离计算装置计算该测速装置与一待测物间的一待测物距离；以及
(b)以该速度计算装置根据该待测物距离来计算该待测物的一移动速度。
9.一种测速装置，其特征在于，包含：
一影像撷取装置，用以撷取一待测物的至少一待测物影像；以及
一速度计算装置，用以根据该待测物影像的残影长度来计算该待测物的一移动速度。
10.如权利要求9所述的测速装置，其特征在于，其中该速度计算装置根据复数的该待测物影像的该残影长度来计算该待测物的一移动速度。
11.如权利要求10所述的测速装置，其特征在于，其中该影像撷取装置根据一影像撷取时间区间来撷取该待测物影像，其中该速度计算装置更根据该影像撷取时间区间计算该移动速度。
12.如权利要求9所述的测速装置，其特征在于，更包含一距离计算装置，用以计算该测速装置与该待测物间的一待测物距离，其中该速度计算装置更根据该待测物距离计算该移动速度。
13.如权利要求12所述的测速装置，其特征在于，该测速装置更包含一发光装置，其中该距离计算装置在计算该待测物距离前会使该发光装置照亮该待测物。
14.如权利要求12所述的测速装置，其特征在于，更根据一距离设定讯号设定该测速装置与该待测物间的一待测物距离的距离区间，其中该距离计算装置更依据该距离区间计算该待测物距离。
15.如权利要求9所述的测速装置，其特征在于，更根据一距离设定讯号设定该测速装置与该待测物间的一待测物距离，其中该速度计算装置更根据该待测物距离计算该移动速度。
16.一种测速装置，其特征在于，包含：
一距离计算装置，用以计算该测速装置与一待测物间的一待测物距离；以及
一速度计算装置，用以根据该待测物距离来计算该待测物的一移动速度。
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