CN108604297B - 用于进行测量的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过计算机设备执行的方法，用于对对象进行测量，该方法包括以下步骤：确定该设备和该对象之间的距离(D_h)；在所述确定的距离(D_h)处并以基本平行于该确定的距离的线的角度，捕获该对象的至少一个图像；确定该图像上至少两个图像点之间的至少一个维度分量的像素差(Δp)；以及基于所确定的像素差(Δp)、该设备的每像素(P)代表距离、以及所确定的距离(D_h)与校准距离(D_cal)的比值，计算该至少一个维度分量的距离(D_实际)，其中在该校准距离(D_cal)处对每像素(P)代表距离进行预设。

Description

用于进行测量的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量对象的计算机执行方法和设备。本发明尤其但不排除地涉及一种将人类作为对象进行测量、从而为该对象挑选枕头的计算机执行方法和设备。

背景技术

尽管大家都知道睡眠在个人的健康和幸福中起着至关重要的作用，但是合适的枕头的使用对于睡眠质量的重要性却常常被忽略。枕头有各种各样的尺寸、尺码、以及稳定性，以便为不同的用户提供所需的支撑。因此，人们期待能够挑选到一款满足他或她特定的躯体需要以及睡眠习惯的枕头。

尽管市场上有多种多样的枕头，但对于顾客来说，却往往并没有什么便捷的方法去挑选一款适合他们特定需求的枕头。虽然大多数时候可以在销售点亲身试用，但顾客往往出于麻烦而不愿为了测试枕头而躺下。此外，在销售点将头暂时地搁躺在枕头上，可能并不足以使顾客做出可靠和可观的选择，尤其是当那个顾客未曾挑选过枕头的时候。

发明目的

本发明的一个目的在于提供一种用于测量对象的计算机执行方法和设备

本发明的另一个目的在于在某种程度上减轻或消除与现有技术相关的一个或多个问题，或者至少提供一种有用的替代方案。

上述目的通过主要权利要求的特征组合来满足；从属权利要求公开了本发明的其他有利实施例。

本领域技术人员将从以下描述中得出本发明的其他目的。因此，前述声明的目的并非穷尽的，而仅用于示出本发明诸多目的中的一部分。

发明内容

在第一主要方面，本发明提供了一种通过计算机设备实现的用于对对象进行测量的方法。该方法包括以下步骤：确定该设备和该对象之间的距离(D_h)；在所述确定的距离(D_h)处并以基本平行于该确定的距离的线的角度，捕获该对象的至少一个图像；确定该图像上至少两个图像点之间的至少一个维度分量的像素差(Δp)；以及基于所确定的像素差(Δp)、该设备的每像素(P)代表距离、以及所确定的距离(D_h)与校准距离(D_cal)的比值，计算该至少一个维度分量的距离(D_实际)，其中在该校准距离(D_cal)处预设每像素(P)代表距离。

在第二主要方面，本发明提供一种电子设备，该电子设备包括存储机器可读指令的计算机可读介质，当该计算机可读介质在该设备的处理器上执行时，实现所述第一方面的方法中的步骤。

在第三主要方面，本发明提供一种系统，该系统包括用于储存数据的存储器、和用于执行计算机可读指令的处理器，其中当该处理器被执行来实现所述第一方面中的方法时，该处理器由计算机可读指令进行配置。

本发明内容不一定公开所有用于限定本发明的必要特征，本发明可以存在于所公开特征的子组合中。

附图说明

从以下仅通过结合附图的实例的方式示出的优选实施例的描述中，本发明的上述特征和进一步特征将会变得清晰明了，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例用于对对象进行测量的电子设备的方框示意图；

图2是确定图1中对象和设备之间距离(D_h)的步骤的示意图；

图3是确定图1中的对象和设备之间距离(D_h)的另一个步骤的示意图；

图4是捕获对象图像的步骤的示意图；

图5是图4中步骤所捕获到的对象图像的正面视图；和

图6是图4中步骤所捕获到的对象图像的侧面视图。

具体实施方式

以下描述仅作为示例的优选实施例，且不限于用于实现本发明所必需的特征的组合。

在本说明书中提及“一个实施例”或“实施例”意为描述成与该实施例相关的特定特征、结构、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的短语“在一个实施例中”不一定全都指代相同的实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独或备用实施例。此外，还描述了可由部分实施例展现而不能由另一部分实施例展现的各种特征。类似地，还描述了对于部分实施例可能是必要条件而对于另一部分则非必要条件的各种要求。

应当理解的是，附图中所示的元件可以以各种形式的硬件、软件或软硬件组合的形式来实现。优选地，这些元件以在一个或多个适当编程的通用设备上以软硬件组合的形式实现，所述通用设备可以包括处理器、存储器和输入/输出接口。

参照图1，所示出的是电子设备10的方框示意图，该电子设备10用于对对象进行测量，尤其但不排除地用于测量对象以根据该对象的一个或多个躯体尺寸为其挑选一款枕头。电子设备10可以是能够处理和实现计算机执行方法的任何形式的电子设备。具体地，设备10包括计算机可读介质，诸如储存机器可读指令的存储器20，当该计算机可读介质在设备10的处理器30上实施时，其根据本发明实现用于测量该对象的一个或多个步骤。存储器20适配成储存一个或多个捕获的图像、以及用于测量该对象的一个或多个步骤中的任意一个所生成的数据。电子设备10可以为例如计算机设备，且优选地为便携式计算机设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、或笔记本电脑。

具体地，设备10包括用于捕获至少一个图像的图像捕获模块40；用于检测设备10倾斜度的倾斜感测模块50；以及用于识别捕获图像上的某些兴趣点(points of interest)以在所述对象的一个或多个躯体尺寸上执行测量的识别模块60。优选地，识别模块60包括用于显示所捕获图像的显示器70、和用于输入兴趣点以识别在所捕获图像上兴趣点的输入装置80。在一个实施例中，识别模块60可包括触摸屏面板，该触摸屏面板适于显示一个或多个信息或图像，同时，通过感测出触摸面板上的触摸来接收用户的触摸指令。在另一实施例中，设备10还可包括通讯模块90，该通讯模块90用于与，例如，一个或多个其他电子设备100或远程网络110交换信息以形成系统。通讯模块90可适于通过电缆连接和/或任意已知的用于无线通讯的无线通讯技术来发送和接收信息。

尽管本文所论述的方法和设备主要指用于枕头挑选的测量方法，但本领域技术人员应当理解的是，所述的测量方法也可以应用于测量人类对象之外的其他对象，因此本发明中所述方法和设备也可以应用于枕头挑选之外的便携式测量上。

参照图2到图4，所示出的是通过使用本发明的计算机设备10对人类对象进行测量的具体方法。在这些图中，设备10的用户或操作者标示为U，而待测的人类对象则标示为O。

在测量之前，操作者U会把诸如平板电脑之类的便携式设备10保持在一个使操作者U和设备10能够与被成像的对象O或对象O的一部分对齐的位置。设备10位于操作者U和对象O之间。优选地，将设备10定位成使设备10的图像模块40适于捕获对象O的图像。更优选地，首先将设备10以基本平行于水平表面HS的角度进行设置，对象O搁置在该水平表面HS上。

在一个实施例中，首先将通过使设备10在成像高度(H_i)处朝向对象O搁置在其上的水平表面HS上的点倾斜，来确定设备10和对象O之间的水平距离(D_h)。然后，倾角(α)可以为设备10的倾斜感测模块50检测到。具体地，倾角(α)可以是在成像高度(H_i)处的水平面的俯角，或或者为该俯角的补角(即，如图2所示，90°减去该俯角)。成像高度(H_i)可以是水平表面到设备10(或更具体地说，是设备10的图像捕获模块40的相机镜头)测量出的高度。在使用设备10以使对象O成像之前，成像高度(H_i)可以是适于设备10的特定操作者U的预设测量值，如此一来，该成像高度(H_i)可以仅需要为所述操作者U设置一次，而不需要在每次操作设备10时进行设置。对象所搁置的点可以是水平表面上的对象O站立的点(参见图2)。或者，对象所搁置的点还可以是诸如椅子之类的支撑物(其中，对象O搁置在该支撑物上)所放置的地面上的点(参见图4)。然后，设备10和对象O之间的水平距离(D_h)可以基于检测到的倾角(α)和成像高度(H_i)的三角函数来进行确定。例如：

tanα＝D_h/H_i；

因此，D_h＝tanα×H_i

在通过倾斜感测模块50检测到倾角(α)之后，计算可以由设备10的处理器30自动完成。在一个实施例中，倾斜感测模块50可包括任意的倾斜传感器、倾斜仪、陀螺仪和/或其他已知的能够检测诸如设备10之类的设备的倾斜度的装置。倾斜感测模块50可以是设备10中的内置部件。在另一个实施例中，倾斜感测模块50可以是能够与设备10连接的单独或模块化倾斜传感器50。倾斜感测模块50可以包括下载或安装在设备10内可用于倾斜感测的软件程序或应用程序(App)。

在水平距离(D_h)确定之后，操作者U将会在所述确定的距离(D_h)处和成像高度(H_i)处捕获至少一个对象O的图像，其中，如图3所示，设备10面向对象O安置，从而可以通过使用设备10的成像模块40，以与所述确定的距离(D_h)的线基本平行的角度(即，HS)对图像进行捕获。所述确定的距离的线基本上为对象O和操作者U站立或搁置的水平地面或水平表面HS。在一个实施例中，成像模块40可以是设置在设备10中的内置数码相机。在另一个实施例中，成像模块40可以是能够与设备10连接的单独或模块化数码相机。

在实践中，操作者U可简单地通过在握持点处的枢转来调平设备10(设备10已在之前确定D_h的步骤中倾斜了)，使设备10基本上面向着对象O，从而能够以基本平行于水平表面的角度对图像进行捕获。

为了以挑选枕头为目的，将成像模块40优选地设置成捕获人类对象O上身的一个或多个图像，例如包括至少示出头部、颈部、肩部、上胸部以及临近肩部的手臂上部的正视图和侧视图。同样优选的是，人类对象在图像捕获期间保持他或她的背部和头部直挺，以便能够获得精确的测量数据。进一步优选的是，在清楚的背景下捕获对象的图像，以便能够从图像中精确地识别所需的躯体点。

应当注意的是，上述确定D_h的步骤和图像捕获步骤的顺序可以以不同的顺序进行，即，可以在水平距离D_h确定之前先进行图像捕获。

为了使人类对象能够挑选到适合的枕头，将获取一个或多个躯体尺寸或生物特征数据包括但不限于:(i)肩宽(W)，即耳朵处的点(优选为耳垂处)和躯体同侧的肩部处的点之间的水平(x维度)距离；和(ii)颈部曲率深度(D，)即该对象的颈部后侧(即大约在颈椎区域处)和肩胛骨处的点之间的水平(x维度)距离。因为当一个人面部朝上睡觉或侧睡时，枕头适于支撑其头部和颈部，所以需要识别躯体的这些兴趣点。在一个实施例中，如图5和图6中分别所示，肩宽(W)可以从设备10所捕获的对象的正面图像来进行确定，而颈部曲率深度(D)可以从设备10所捕获的对象的侧面图像来进行确定。图5和图6也示出了如上所述的躯体的兴趣点，包括对象的耳朵处的点和对象同侧肩部处的点(参见图5)、以及对象的颈后处的点和肩胛骨处的点(参见图6)。

在一个实施例中，设备10的显示器70适于显示在所捕获图像上的多个垂直线和/或水平线，以协助对象躯体兴趣点的对准和/或识别。任选地，这些垂直线和/或水平线中的一个或多个可以在相应的横向和/或垂直方向上手动移动，以便更精确地识别图像中的兴趣点。

在另一个实施例中，还可以在测量中识别一个或多个其他的生物特征数据或躯体尺寸，以用于枕头挑选或其他应用。例如，也可以测量对象的枕骨和肩胛骨之间的水平距离，以提供第三组参数来确定适合该对象的枕头。

尽管获取对象躯体尺寸的水平(x维度)分量测量数据是为了挑选枕头，但本领域技术人员应当理解的是，本发明也可以用于测量所捕获图像中任意两点之间距离的垂直(y维度)分量。

下一步骤是确定关于所测量对象的肩宽(W)和/或颈部曲率深度(D)的实际距离(D_实际)。例如，操作者U将首先在正面图像中识别对象耳朵处的点和对象同侧肩部的点以用于确定肩宽(W)，以及/或者在侧面图像中识别出对象的颈部后侧的点和肩胛骨处的点以用于确定颈部曲率深度(D)。这些兴趣点可以通过操作者U简单地触摸显示图像的设备10的触摸屏面板来进行识别。之后，将基于所捕获的对应图像的分辨率或纵横比，以一个或多个像素差(Δp)的形式确定和呈现肩宽(W)和/或颈部曲率深度(D)的成像距离。例如，对于2592×1936的图像分辨率设置，图像中的颈部后侧的点示为具有像素坐标，例如为x,y:1589,1101，而图像中肩胛骨处的点示为具有像素坐标，例如为x,y:1773,1731，那么图像中的颈部曲率深度(D)将由水平x方向上的像素差(Δp)表示，像素差(Δp)为：

Δp＝1773-1589＝184像素

类似的计算步骤适用于肩宽(W)。

而后，可基于所确定的像素差(Δp)、设备10和/或其图像的每像素(P)代表距离、以及所确定的距离(D_h)与已知的校准距离(D_cal)的比值，对颈部曲率深度(D)和/或肩宽(W)的实际距离(D_实际)进行计算，其中在校准距离(D_cal)处预设每像素(P)代表距离。具体地，可以通过将像素差(Δp)与每像素(P)代表距离以及距离(D_h)和校准距离(D_cal)的比值相乘来确定实际距离(D_实际)，即：

D_实际＝Δp×P×D_h/D_cal

其中：

Δp是所捕获图像中示出的颈部曲率深度(D)或肩宽(W)的像素差；

P是每像素代表距离；

D_h是对象和设备之间的已确定水平距离；以及

D_cal是已知的校准距离。

具体地，可以在设备10和具有已知尺寸的校准对象之间的已知校准距离(D_cal)处根据已知纵横比设置获取的校准图像为基础，确定每像素(P)代表距离。例如，在操作用于测量对象的设备10之前的校准步骤中，可以在距离具有已知x维度(例如，105cm)的校准对象的已知距离(例如，100cm)处获取校准图像。基于设备10的2592×1936的分辨率设置，在x方向上的每像素(P)代表距离可以如下计算：

P＝1050mm/2592像素＝0.405mm/像素

相应地，如上述计算，对于在图像中由184像素的像素差(Δp)表示的颈部曲率深度(D)，并假设根据所检测到的倾角(α)确定的水平距离(D_h)为110cm，则对象颈部曲率深度(D)的实际距离(D_实际)可以由以下确定：

D_实际＝Δp×P×D_h/D_cal

＝184像素×0.405mm/像素×1100mm/1000mm

＝81.972mm

其中：

Δp是所捕获的侧面图像中示出的颈部曲率深度(D)的像素差；

P是每像素代表距离；

D_h是对象和设备之间已确定的水平距离；以及

D_cal是已知的校准距离。

对象O的肩宽(W)的实际距离(D_实际)也可以以相似的方式进行计算。

此外，上述运算可以由设备10的处理器30自动执行。设备10的存储器20适于储存所捕获的图像、以及如上所述的一个或多个确定参数。

对于设备10，每像素(P)代表距离优选地基于与设备10关联的图像捕获模块40(即，相机)的正常图像操作模式进行确定，即在没有任何缩放或其他图像效果的情况下对校准图像进行拍摄，缩放或其他图像效果会使任何图像对象的表示尺寸失真。

每像素(P)代表距离可以基于设备10和校准对象之间的已知校准距离(D_cal)处根据已知纵横比设置获取的校准图像来进行确定，并从校准距离(D_cal)和设备的图像捕获装置的焦距导出每像素(P)代表距离的计算结果。

在一些实施例中，对于许多已知的电子设备的每像素(P)代表距离，可以是预设的，且可以通过网络或从本地计算资源下载来获取。例如，当操作者根据本发明下载App到其电子设备10上，诸如其设备10的型号类型或编号之类的某些类型的标识数据的输入可以引起其设备10开始下载合适的每像素(P)代表距离的数据，或者可以使其设备10能够下载合适的每像素(P)代表距离的数据，用于在该设备10的正常模式下获取图像。因此，校准步骤不需要由设备10的操作者来执行，而是由App提供商或相关实体以其名义进行预设。

而后，可以将对象O的颈部曲率深度(D)和/或肩宽(W)的计算值D_实际与数据库进行比较，从而为对象O分配至少一个或多个用于枕头挑选的评分。数据库可包括枕头的各种尺寸数据，用于与所确定的躯体尺寸或生物特征数据进行匹配，从而指出最适合该对象的枕头。评分可包括，但不限于，枕头的大小、尺寸、弹性和/或坚度，以及/或者是否需要对这样的枕头进行任何额外的调整。评分可由设备10自动生成，或者可通过将所确定的生物特征数据与销售点的评分图进行比较来手动获得。特定顾客的生物特征数据和/或匹配的评分可以被储存在设备10的本地存储器20，经由通讯模块90发送至远程网络处以记录保存，和/或甚至可以通过顾客的个人邮箱账号或社交网络平台分享给顾客本人。这些信息还可以在销售点处的多个测量设备10之间传送，以便店里的不同工作人员在各个位置便捷地存取。

本发明的优点在于，其提供了一种对对象有效且系统化的测量方式。该测量方式是可移动的，因此明显可以在任何地方进行测量，而不限于特定的测量位置。本发明的设备可以在任何地方便捷地操作，包括由商店工作人员在销售点进行操作、或在家由顾客自己进行操作。此外，测量步骤简单，设备操作是用户友好的，因此降低了对操作者的培训。所获得的测量数据允许对对象分配一个或多个用于枕头挑选的可靠、客观无偏差的评分。该测量方法在快速、有效以及用户友好的计算机接口中实现。本发明还实现了所收集的数据和/或评分的存储、传输和/或共享，使得商店和客户能够保存着顾客的枕头选择记录或简档。

本说明书阐述了本发明的原理。因此，应当理解的是，本领域技术人员将能够设计各种布置，这些布置虽然并未在此明确描述或说明，但着实体现了本发明之原理且包括在其精神和范围之内。

此外，本文中所记载的本发明的原理、方面、实施例，以及其特定示例的所有陈述，均旨在包括其结构和功能等同方案。另外，这样的等同方案旨在包括目前已知等同方案以及未来将开发出的等同方案，即，开发出的执行相同功能的任意元件，而无论其结构如何。

尽管在附图和上述说明中已经对本发明进行了详细地阐述和说明，但这些阐述和说明在性质上应当视为示例性的而非限制性的，应当理解的是，所示出和描述的实施例仅是作为示例，并不以任何方式限制本发明之范围。可以理解的是，在此所描述的任意特征均可与任意实施例一起使用。所阐述的实施例并不彼此排斥，也不排斥未在此述及的其他实施例。相应地，本发明还提供包括上述实施例中一个或多个的组合的实施例。在不脱离本发明之精神和范围的条件下，还可以对本文所阐述的发明进行修改和变化。因此，应当仅如所附权利要求所指示的那样，施行此类限制。

在权利要求书中，作为实现特定功能而描述成工具的任意元件旨在包括实现该功能的任何途径，例如包括，a)实现此功能的电路元件的结合，或者b)任何形式的软件，包括与适当的电路相结合用于使软件执行功能的固件、微码或其他类似物。这些权利要求所限定的发明寓于这样的事实，由所记载的各种手段提供的功能度是以权利要求所要求的方式组合和结合到一起。因此，应认为能提供这些功能度的任何手段等同于本文中显示的哪些。

除非在上下文中由于语言表达或必要含义而另有要求，否则在本发明说明书之后的权利要求书中，词语“包括”或者其变型例如“包含”或“含有”均为包括性词义，即意在具体说明所述特征的存在，但不排除本发明的各种实施例中其他特征的存在或增添。

应当理解的是，如果本文中引用了任何现有技术出版物，这样的引用并非就此认为这些出版物即构成本领域中公知常识的一部分。

Claims (19)

1.一种用于对对象进行测量的由计算机设备执行的方法，该方法包括以下步骤：

基于倾角α和成像高度H_i确定所述设备和所述对象之间的距离D_h；其中通过使具有倾斜传感器的所述计算机设备在成像高度H_i处朝向所述对象搁置的水平表面上的点倾斜来检测所述倾角α，所述成像高度H_i从所述水平表面开始测量；

在所述确定的距离D_h处且以基本平行于所述确定的距离D_h的线的角度，捕获所述对象的至少一个图像；

用户通过触摸所述计算机设备的触摸屏面板来识别所捕获图像上的至少两个图像点，所述两个图像点表示所述对象的两个对应的局部点，两个局部点包括下列的至少一组：所述对象耳朵处的点和同侧肩部处的点；所述对象颈部后侧的点和肩胛骨处的点，确定所述图像上所述至少两个图像点之间的至少一个维度分量的像素差Δp；以及

基于所述确定的像素差Δp、所述设备的每像素P代表距离、以及所述确定的距离D_h与校准距离D_cal的比值，计算该至少一个维度分量的实际距离D_实际，其中在所述校准距离D_cal处对所述每像素P代表距离进行预设。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述确定的距离处捕获所述对象的至少一个图像的步骤包括：

在所述成像高度H_i处捕获所述对象的所述至少一个图像，所述图像以基本平行于所述对象搁置的所述水平表面的角度进行捕获。

3.根据权利要求1所述的方法，其中计算至少一个维度分量的实际距离D_实际的步骤包括：

基于所确定的像素差Δp、每像素P代表距离、以及所确定的距离D_h与所述校准距离D_cal的比值，计算所述至少一个维度分量的两个对应局部点之间的实际距离D_实际；其中，在所述校准距离D_cal处的每像素P代表距离是预设的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述倾角α包括在所述成像高度H_i处水平面的俯角，或所述俯角的补角。

5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述距离D_h的步骤基于所述倾角α和所述成像高度H_i的三角函数。

6.根据权利要求1所述的方法，其中基于在所述设备和具有已知尺寸的校准对象之间的校准距离D_cal处根据已知纵横比获取的校准图像，确定所述每像素P代表距离。

7.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述像素差Δp与所述每像素P代表距离、以及所述距离D_h和所述校准距离D_cal的比值相乘，确定所述实际距离D_实际。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述实际距离D_实际与数据库进行对比，从而为所述对象分配至少一个评分。

9.根据权利要求1所述的方法，其中图像捕获步骤包括：捕获至少两个图像，以在所述图像上识别至少两组图像点，从而针对两组对应的局部点计算至少两个实际距离。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述至少两个实际距离与数据库进行对比，从而为所述对象分配一个或多个评分。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个维度分量的两个局部点之间的所述实际距离D_实际是所述两个局部点之间的其水平分量的距离。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算机设备包括便携式电子设备。

13.一种电子设备，包括：

储存机器可读指令的计算机可读介质，当在所述设备的处理器上执行时，所述指令执行权利要求1至12中任意一项所述方法的步骤。

14.根据权利要求13所述的电子设备，进一步包括：

用于捕获至少一个图像的图像捕获模块；

用于检测所述设备倾斜度的倾斜感测模块；

用于识别所捕获图像上至少两个点的识别模块。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述识别模块包括：

用于显示所捕获图像的显示器；以及

用于识别所捕获图像上所述至少两个点的输入装置。

16.根据权利要求13所述的电子设备，进一步包括存储器，所述存储器用于储存至少一个捕获图像和权利要求1至12的任意一个步骤所生成的一个或多个数据。

17.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述识别模块包括触摸屏面板。

18.根据权利要求13所述的电子设备，进一步包括用于与网络交换信息的通讯模块。

19.一种系统，该系统包括用于储存数据的存储器和用于执行计算机可读指令的处理器，其中当所述处理器被执行以实现权利要求1至12中任意一项所述的方法时，所述处理器由所述计算机可读指令进行配置。

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