CN109000565B - 一种测量方法、装置及终端 - Google Patents

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CN109000565B CN201810401749.5A CN201810401749A CN109000565B CN 109000565 B CN109000565 B CN 109000565B CN 201810401749 A CN201810401749 A CN 201810401749A CN 109000565 B CN109000565 B CN 109000565B
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Abstract

本文公开了一种测量方法、装置及终端。所述测量方法包括：通过光收发单元向待测物表面发射第一光束，利用所述第一光束对所述待测物表面的待测线进行平移扫描或转动扫描，通过所述光收发单元接收所述待测物表面反射的第二光束；根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离或转动的角度确定所述待测线的长度。本文的技术方案能够方便准确地测量长度。

Description

一种测量方法、装置及终端
技术领域
本发明涉及终端技术领域，尤其涉及的是一种测量方法、装置及终端。
背景技术
目前，终端的迅速发展使终端上设置的应用越来越多，例如，可以通过终端来测量物体的长度，诸如桌子、门、箱子、电视机等物体的长度。
相关技术中，终端可以通过自身的摄像头对目标物体拍照并获得拍摄照片，利用图像处理技术并参考基准长度，对目标物体的拍摄照片进行处理，获得目标物体的长度。但是，如果采用拍摄照片的测量方法，容易受到终端摄像头的分辨率、拍照成像的清晰度、环境的明暗度以及拍摄时摄像头的角度等因素影响而导致测量误差较大。另外，先拍照才能测量曲线增加了测量的复杂度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测量方法、装置及终端，能够方便准确地测量长度。
本发明实施例提供一种测量方法，应用于测量终端，包括：
通过光收发单元向待测物表面发射第一光束，利用所述第一光束对所述待测物表面的待测线进行平移扫描或转动扫描，通过所述光收发单元接收所述待测物表面反射的第二光束；
根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离或转动的角度确定所述待测线的长度。
本发明实施例提供一种测量装置，应用于测量终端，包括：
扫描模块，用于通过光收发单元向待测物表面发射第一光束，利用所述第一光束对所述待测物表面的待测线进行平移扫描或转动扫描，通过所述光收发单元接收所述待测物表面反射的第二光束；
计算模块，用于根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离或转动的角度确定所述待测线的长度。
本发明实施例提供一种测量终端，包括：
光收发单元，配置为向待测物的表面发射第一光束并接收待测物的表面反射的第二光束；
存储器，配置为存储测量程序；
处理器，配置为执行所述测量程序；
其中，所述测量程序被所述处理器执行时实现上述测量方法的步骤。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有测量程序，所述测量程序被处理器执行时实现上述权利要求1-8中任一项所述的测量方法的步骤。
与相关技术相比，本发明提供的一种测量方法、装置及终端，通过光收发单元向待测物表面发射第一光束，利用所述第一光束对所述待测物表面的待测线进行平移扫描或转动扫描，通过所述光收发单元接收所述待测物表面反射的第二光束；根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离或转动的角度确定所述待测线的长度。本文的技术方案能够方便准确地测量长度，还能实现曲线建模和曲面建模。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种测量方法流程图；
图2为本发明实施例2的一种测量装置示意图；
图3为本发明实施例2的一种测量装置示意图(带曲线建模模块)；
图4为本发明实施例2的一种测量装置示意图(带曲面建模模块)；
图5为本发明示例1中测量终端采用转动扫描的示意图；
图6为本发明示例1中测量APP的用户界面示意图；
图7为本发明示例1中转动扫描方式下一小段待测线的长度计算示意图；
图8为本发明示例1中多个光收发单元的示意图。
图9为本发明示例2中测量终端采用平移扫描的示意图；
图10为本发明示例2中平移扫描方式下一小段待测线的长度计算示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种测量方法，应用于测量终端，包括：
步骤S110，通过光收发单元向待测物表面发射第一光束，利用所述第一光束对所述待测物表面的待测线进行平移扫描或转动扫描，通过所述光收发单元接收所述待测物表面反射的第二光束；
步骤S120，根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离或转动的角度确定所述待测线的长度。
其中，所述待测物的表面可以为平面、曲面或不规则面；
其中，所述待测线可以为直线或曲线；
其中，所述光收发单元包括：发射和接收激光的光收发单元；
其中，所述平移扫描包括：所述光收发单元沿着所述待测线的长度方向进行平移，在平移的过程中进行扫描；
所述转动扫描包括：所述光收发单元以所述测量终端的第一底边为轴进行转动，在转动的过程中进行扫描。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
在平移扫描或转动扫描的过程中，建立所述待测线的曲线模型；
在一种实施方式中，所述根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，包括：
根据所述第一光束的发射时间和所述第二光束的接收时间的差值确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离；
在一种实施方式中，当所述扫描是平移扫描时，所述建立所述待测线的曲线模型，包括：
建立第一平面，所述第一平面是第一光束所在的平面；
在所述第一平面内以光收发单元的平移轨迹作为参考基准线，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离生成与所述参考基准线对应的实际扫描轨迹；将生成的实际扫描轨迹作为所述待测线的曲线模型。
在一种实施方式中，当所述扫描是转动扫描时，所述建立所述待测线的曲线模型，包括：
建立第一平面和第二平面，所述第一平面是第一光束所在的平面，所述第二平面是包含所述测量终端第一底边的参考平面；
在所述第一平面内建立参考扫描线，所述参考扫描线是光收发单元扫描第二平面生成的扫描轨迹，建立所述扫描轨迹上每一个参考扫描点的转动角与参考扫描点到光收发单元距离的对应关系；其中，所述参考扫描点的转动角是光收发单元扫描该参考扫描点时测量终端的底面与所述第二平面的夹角；
从所述待测线的起点开始，对所述待测线上的第i个实际扫描点，根据该实际扫描点的转动角αi查询具有相同转动角的参考扫描线上的参考扫描点的距离yi，根据该实际扫描点的转动角αi、该实际扫描点到光收发单元的距离yi'以及参考扫描点到光收发单元的距离yi确定该实际扫描点到所述参考扫描点的偏移量Δdi；其中，所述实际扫描点的转动角是光收发单元扫描该实际扫描点时测量终端的底面与所述第二平面的夹角；
Δdi＝(yi-yi')cosαi；
其中，当Δdi为正数时，所述实际扫描点在所述参考扫描点的上方，当Δdi为负数时，所述实际扫描点在所述参考扫描点的下方；
根据各个实际扫描点与参考扫描点的偏移量Δdi生成与所述参考扫描线对应的实际扫描轨迹；将生成的实际扫描轨迹作为所述待测线的曲线模型。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
对所述待测物表面进行逐行扫描或逐列扫描，通过每一行扫描或每一列扫描后获得该行或该列待测线对应的曲线模型，将所有的行扫描或所有的列扫描后获得的曲线模型拼成一个曲面模型；
在一种实施方式中，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离确定所述待测线的长度，包括：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时平移的距离d计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure BDA0001645887010000051
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度；
在一种实施方式中，所述根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离确定所述待测线的长度，包括：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时平移的距离d、以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点的平移过程中上下抖动的距离c计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure BDA0001645887010000061
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；当光收发单元朝着靠近待测物表面的方向抖动时，c为正数，当光收发单元朝着远离待测物表面的方向抖动时，c为负数；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度；
在平移扫描的过程中，通过在算法上进行去抖处理，能够提高计算精度。
在一种实施方式中，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束转动的角度确定所述待测线的长度，包括：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时转动的角度γ计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure BDA0001645887010000062
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度。
实施例2
如图2所示，本发明实施例提供了一种测量装置，应用于测量终端，包括：
扫描模块201，用于通过光收发单元向待测物表面发射第一光束，利用所述第一光束对所述待测物表面的待测线进行平移扫描或转动扫描，通过所述光收发单元接收所述待测物表面反射的第二光束；
计算模块202，用于根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离或转动的角度确定所述待测线的长度；
其中，所述待测物的表面可以为平面、曲面或不规则面；
其中，所述待测线可以为直线或曲线；
其中，所述光收发单元包括：发射和接收激光的光收发单元；
其中，所述平移扫描包括：所述光收发单元沿着所述待测线的长度方向进行平移，在平移的过程中进行扫描；
所述转动扫描包括：所述光收发单元以所述测量终端的第一底边为轴进行转动，在转动的过程中进行扫描。
在一种实施方式中，计算模块，用于采用以下方式根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离：
根据所述第一光束的发射时间和所述第二光束的接收时间的差值确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离；
在一种实施方式中，如图3所示，所述装置还包括：第一建模模块203；
所述第一建模模块，用于在平移扫描或转动扫描的过程中，建立所述待测线的曲线模型；
在一种实施方式中，所述第一建模模块，用于当所述扫描是平移扫描时，采用以下方式建立所述待测线的曲线模型：
建立第一平面，所述第一平面是第一光束所在的平面；
在所述第一平面内以光收发单元的平移轨迹作为参考基准线，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离生成与所述参考基准线对应的实际扫描轨迹；将生成的实际扫描轨迹作为所述待测线的曲线模型。
在一种实施方式中，所述第一建模模块，用于当所述扫描是转动扫描时，采用以下方式建立所述待测线的曲线模型：
建立第一平面和第二平面，所述第一平面是第一光束所在的平面，所述第二平面是包含所述测量终端第一底边的参考平面；
在所述第一平面内建立参考扫描线，所述参考扫描线是光收发单元扫描第二平面生成的扫描轨迹，建立所述扫描轨迹上每一个参考扫描点的转动角与参考扫描点到光收发单元距离的对应关系；其中，所述参考扫描点的转动角是光收发单元扫描该参考扫描点时测量终端的底面与所述第二平面的夹角；
从所述待测线的起点开始，对所述待测线上的第i个实际扫描点，根据该实际扫描点的转动角αi查询具有相同转动角的参考扫描线上的参考扫描点的距离yi，根据该实际扫描点的转动角αi、该实际扫描点到光收发单元的距离yi'以及参考扫描点到光收发单元的距离yi确定该实际扫描点到所述参考扫描点的偏移量Δdi；其中，所述实际扫描点的转动角是光收发单元扫描该实际扫描点时测量终端的底面与所述第二平面的夹角；
Δdi＝(yi-yi')cosαi；
其中，当Δdi为正数时，所述实际扫描点在所述参考扫描点的上方，当Δdi为负数时，所述实际扫描点在所述参考扫描点的下方；
根据各个实际扫描点与参考扫描点的偏移量Δdi生成与所述参考扫描线对应的实际扫描轨迹；将生成的实际扫描轨迹作为所述待测线的曲线模型。
在一种实施方式中，如图4所示，所述装置还包括：第二建模模块204；
第二建模模块，用于对所述待测物表面进行逐行扫描或逐列扫描，通过每一行扫描或每一列扫描后获得该行或该列待测线对应的曲线模型，将所有的行扫描或所有的列扫描后获得的曲线模型拼成一个曲面模型；
在一种实施方式中，计算模块，用于采用以下方式根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离确定所述待测线的长度：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时平移的距离d计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure BDA0001645887010000081
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度；
在一种实施方式中，计算模块，用于采用以下方式根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离确定所述待测线的长度：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时平移的距离d、以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点的平移过程中上下抖动的距离c计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure BDA0001645887010000091
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；当光收发单元朝着靠近待测物表面的方向抖动时，c为正数，当光收发单元朝着远离待测物表面的方向抖动时，c为负数；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度；
在平移扫描的过程中，通过在算法上进行去抖处理，能够提高计算精度。
在一种实施方式中，计算模块，用于采用以下方式根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束转动的角度确定所述待测线的长度：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时转动的角度γ计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure BDA0001645887010000092
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度。
实施例3
本发明实施例提供了一种测量终端，包括：
光收发单元，配置为向待测物的表面发射第一光束并接收待测物的表面反射的第二光束；
存储器，配置为存储测量程序；
处理器，配置为执行所述测量程序；
其中，所述测量程序被所述处理器执行时实现上述实施例1中所述的测量方法的步骤。
实施例4
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有测量程序，所述测量程序被处理器执行时实现上述实施例1中所述的测量方法的步骤。
下面通过一些示例说明本申请的测量方法。
示例1
本示例提供一种测量终端通过转动扫描进行测量的方法。
如图5所示，测量终端以所述测量终端的第一底边为轴进行转动，在转动的过程中进行扫描。需要说明的是，如果测量终端是双屏终端，由于两个屏幕可以绕中间的转轴旋转，因此可以将所述中间转轴作为第一底边。
为了获取更高的测量精确度，可以将光收发单元置于测量终端上一个可以旋转的卡槽内，这样进行转动扫描的时候，测量终端的底面可以保持不动，仅仅旋转该卡槽结构带动光收发单元旋转测量即可。
待测物的表面为平面、曲面或不规则面，图5示意性地画了一个待测物表面是曲面的例子。
为了测量所述待测曲面的长度，也即，当所述待测线是所述待测曲面的长边时，开始测量时使测量终端与所述待测曲面的短边在同一个水平面内，并且测量终端位于所述待测曲面的右边，测量终端的第一底边距离所述待测曲面的短边一个预设距离。其中，所述预设距离可以是所述测量终端的长度，也即所述测量终端的第一底边和第二底边之间的距离。
光收发单元用于发射激光并进行距离测量。由于激光具有高相干性、方向性、单色性等优点，激光测距可以实现远距离、高精度的测距。相位法激光测距是激光测距中重要的一类，该方法通过测量连续调制信号在激光发射源与目标间往返传播所产生的相位变化来间接地测定光信号传播时间，进而求得被测的距离。该方法可通过对输出光信号进行高频率调制和回波相位精确测量达到较高的测距精度。终端发射的光束为平行度很高的光束，即终端发射的光束无论发射出去的距离有多远，都可以聚光成一点。其中，所述光收发单元的出射光束可以垂直于所述测量终端的底面。在其他的实施方式中，所述光收发单元的出射光束也可以与所述测量终端的底面成其他角度(锐角或钝角)。
实际应用中，光收发单元可以通过激光器实现，或者通过其他器件实现光收发和测距的功能。所述其他器件比如激光灯等，本发明实施例对此不做具体限制。
当测量终端是手机时，系统可以通过重力传感器、加速度传感器、地磁传感器等感知方向、角度、速度的传感器共同计算获取手机的旋转角、位移量，这是安卓(android)系统目前推荐使用的方式。系统记录手机的方位角。假设以垂直于地面的坐标轴为z轴，将手机放在水平面上，z轴的方向是从手机指向天空的方向，用values[]变量表示手机在z轴方向的方位角，比如，values[0]表示正北方向，values[90]表示正东方向，values[180]表示正南方向，values[270]表示正西方向。
本发明实施例中的测量终端包括智能手机、平板电脑等设置有光收发单元的终端。测量终端包括一个或多个处理器，具体为中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)等。测量终端上还包括存储器，该存储器可以通过系统总线与终端上的处理器连接，其中，存储器用于存储可执行程序代码，该程序代码包括计算机操作指令，存储器可能包含高速RAM存储器，也可能包括非易失性存储器，例如，至少一个磁盘存储器。
如图6所示，本申请的长度测量方法可以集成到APP应用里，测量终端通过接收用户的触摸操作，获取测量指令，从而启动测量功能。当然，测量终端获取测量指令还可以通过多种方式，如语音识别获得测量指令等，本发明实施例对此不做具体限制。
当测量终端的测量功能开启后，光收发单元发射光束(比如，第一光束)，测量终端以一个底边(比如，第一底边)为轴进行转动。当测量终端从起始位置转动到终点位置过程中以一定频率获取测量终端的转动角度和通过激光测距获得的光收发单元到待测线上各个扫描点的距离。其中，起始位置是发射光束到达待测线起始边沿的位置，终点位置是发射光束到达待测线结束边沿的位置。
如图7所示，在转动扫描过程中，当转动扫描过程中相邻两次扫描对应的转动角之间的角度差γ很小时，可以近似地将前后两次扫描视为从同一个光源位置A发射出两束光束
Figure BDA0001645887010000121
和
Figure BDA0001645887010000122
将测量终端前后两次的发射光束
Figure BDA0001645887010000123
和
Figure BDA0001645887010000124
与待测线上的前后两个扫描点B、C之间的小线段
Figure BDA0001645887010000125
构成一个三角形ΔABC。该三角形ΔABC的顶角∠BAC是前后两次发射光束的夹角，当转动扫描过程中相邻两次扫描对应的转动角之间的角度差γ很小时，可以近似地将测量终端在扫描B、C时转过的角度γ作为∠BAC的大小。
在ΔABC中，由于
Figure BDA0001645887010000126
和
Figure BDA0001645887010000127
的长度通过光束测距可以获得，∠BAC的大小也可以通过测量终端上的传感器测得，所以根据三角形原理可以计算出小线段
Figure BDA0001645887010000128
的长度，累计测量终端转动过程中所有小线段的长度就得到待测线的长度。
小线段
Figure BDA0001645887010000129
的长度c可以采用以下公式(1-1)进行计算：
Figure BDA00016458870100001210
其中，线段
Figure BDA00016458870100001211
的长度是a，线段
Figure BDA00016458870100001212
的长度是b。
如果测量终端还具有曲线建模的功能，则采用以下步骤对待测线进行建模：
1)建立第一平面和第二平面，所述第一平面是发射光束所在的平面，所述第二平面是包含所述测量终端第一底边的参考平面；
2)在所述第一平面内建立参考扫描线，所述参考扫描线是光收发单元扫描第二平面生成的扫描轨迹，建立所述扫描轨迹上每一个参考扫描点的转动角与参考扫描点到光收发单元距离的对应关系；其中，所述参考扫描点的转动角是光收发单元扫描该参考扫描点时测量终端的底面与所述第二平面的夹角；
3)从所述待测线的起点开始，对所述待测线上的第i个实际扫描点，根据该实际扫描点的转动角αi查询具有相同转动角的参考扫描线上的参考扫描点的距离yi，根据该实际扫描点的转动角αi、该实际扫描点到光收发单元的距离yi'以及参考扫描点到光收发单元的距离yi确定该实际扫描点到所述参考扫描点的偏移量Δdi；其中，所述实际扫描点的转动角是光收发单元扫描该实际扫描点时测量终端的底面与所述第二平面的夹角；
Δdi＝(yi-yi')cosαi； (1-2)
其中，当Δdi为正数时，所述实际扫描点在所述参考扫描点的上方，当Δdi为负数时，所述实际扫描点在所述参考扫描点的下方；
4)根据各个实际扫描点与参考扫描点的偏移量Δdi生成与所述参考扫描线对应的实际扫描轨迹；将生成的实际扫描轨迹作为所述待测线的曲线模型。
如果测量终端还具有曲面建模的功能，则采用以下步骤对待测曲面进行曲面建模：
对所述待测物表面进行逐行扫描或逐列扫描，通过每一行扫描或每一列扫描后获得该行或该列待测线对应的曲线模型，将所有的行扫描或所有的列扫描后获得的曲线模型拼成一个曲面模型。
如图8所示，当在测量终端上设置一排光收发单元时，可以配合终端的平移获得整个曲面的模型，其中每个光收发单元转动扫描后获得一条待测线的模型，多个待测线的模型合并就可以模拟出整个待测曲面的模型，该曲面建模可以用于人脸识别，空间建模等领域。
示例2
本示例提供一种测量终端通过平移扫描进行测量的方法。
如图9所示，测量终端从待测线的起始端的上方平移到待测线的终止端的上方的过程中，测量终端以一定频率获取测量终端的位移量，和光收发单元到待测线上各个扫描点的距离。其中，起始位置是发射光束到达待测线起始边沿的位置，终点位置是发射光束到达待测线结束边沿的位置。
如图10所示，在平移扫描过程中，测量终端前后两次的发射光束测距后获得的距离差
Figure BDA0001645887010000141
测量终端平移的位移量
Figure BDA0001645887010000142
以及待测线上的前后两个扫描点C、D之间的小线段
Figure BDA0001645887010000143
可以形成一个直角三角形ΔCDE，根据直角三角形原理可以计算出小线段
Figure BDA0001645887010000144
的长度。测量待测线的长度可以转换为计算数段小曲线的长度的累加和，将每一段小曲线近似为小线段。
小线段
Figure BDA0001645887010000145
的长度c采用以下公式(1-3)进行计算：
Figure BDA0001645887010000146
其中，a是待测线上的扫描点C到光收发单元的距离，b是待测线上的扫描点D到光收发单元的距离，d是光收发单元在扫描C和D之间的待测线时的平移位移量；
在一种实施方式中，还可以在计算小线段c的长度时进行去抖处理，所述去抖后的小线段
Figure BDA0001645887010000147
的长度c采用以下公式(1-4)进行计算：：
Figure BDA0001645887010000148
其中，a是待测线上的扫描点C到光收发单元的距离，b是待测线上的扫描点D到光收发单元的距离，d是光收发单元在扫描C和D之间的待测线时的平移位移量，c是所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点的平移过程中上下抖动的距离，当光束朝着靠近待测物表面的方向抖动时，c为正数，当光束朝着远离待测物表面的方向抖动时，c为负数；
如果测量终端还具有曲线建模的功能，则采用以下步骤对待测线进行建模：
1)建立第一平面，所述第一平面是发射光束所在的平面；
2)在所述第一平面内以光收发单元的平移轨迹作为参考基准线，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离生成与所述参考基准线对应的实际扫描轨迹；将生成的实际扫描轨迹作为所述待测线的曲线模型。
如果测量终端还具有曲面建模的功能，则采用以下步骤对待测曲面进行曲面建模：
对所述待测物表面进行逐行扫描或逐列扫描，通过每一行扫描或每一列扫描后获得该行或该列待测线对应的曲线模型，将所有的行扫描或所有的列扫描后获得的曲线模型拼成一个曲面模型。
如图8所示，当在测量终端上设置一排光收发单元时，可以配合终端的平移获得整个曲面的模型，其中每个光收发单元平移扫描后获得一条待测线的模型，多个待测线的模型合并就可以模拟出整个待测曲面的模型，该曲面建模可以用于人脸识别，空间建模等领域。
需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种测量方法，应用于测量终端，包括：
通过光收发单元向待测物表面发射第一光束，利用所述第一光束对所述待测物表面的待测线进行平移扫描或转动扫描，通过所述光收发单元接收所述待测物表面反射的第二光束；其中，所述待测物表面为曲面或不规则面；
根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离或转动的角度确定所述待测线的长度；其中，根据所述第一光束的发射时间和所述第二光束的接收时间的差值确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离；
其中，将测量待测线的长度转换为计算数段小曲线的长度的累加和，将每一段小曲线近似为小线段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述平移扫描包括：所述光收发单元沿着所述待测线的长度方向进行平移，在平移的过程中进行扫描；
所述转动扫描包括：所述光收发单元以所述测量终端的第一底边为轴进行转动，在转动的过程中进行扫描。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述扫描是平移扫描时，所述方法还包括：
建立第一平面，所述第一平面是第一光束所在的平面；
在所述第一平面内以光收发单元的平移轨迹作为参考基准线，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离生成与所述参考基准线对应的实际扫描轨迹；将生成的实际扫描轨迹作为所述待测线的曲线模型。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述扫描是转动扫描时，所述方法还包括：
建立第一平面和第二平面，所述第一平面是第一光束所在的平面，所述第二平面是包含所述测量终端第一底边的参考平面；
在所述第一平面内建立参考扫描线，所述参考扫描线是光收发单元扫描第二平面生成的扫描轨迹，建立所述扫描轨迹上每一个参考扫描点的转动角与参考扫描点到光收发单元距离的对应关系；其中，所述参考扫描点的转动角是光收发单元扫描该参考扫描点时测量终端的底面与所述第二平面的夹角；
从所述待测线的起点开始，对所述待测线上的第i个实际扫描点，根据该实际扫描点的转动角αi查询具有相同转动角的参考扫描线上的参考扫描点的距离yi，根据该实际扫描点的转动角αi、该实际扫描点到光收发单元的距离yi'以及参考扫描点到光收发单元的距离yi确定该实际扫描点到所述参考扫描点的偏移量Δdi；其中，所述实际扫描点的转动角是光收发单元扫描该实际扫描点时测量终端的底面与所述第二平面的夹角；
Δdi＝(yi-yi')cosαi；
其中，当Δdi为正数时，所述实际扫描点在所述参考扫描点的上方，当Δdi为负数时，所述实际扫描点在所述参考扫描点的下方；
根据各个实际扫描点与参考扫描点的偏移量Δdi生成与所述参考扫描线对应的实际扫描轨迹；将生成的实际扫描轨迹作为所述待测线的曲线模型。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述待测物表面进行逐行扫描或逐列扫描，通过每一行扫描或每一列扫描后获得该行或该列待测线对应的曲线模型，将所有的行扫描或所有的列扫描后获得的曲线模型拼成一个曲面模型。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离确定所述待测线的长度，包括：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时平移的距离d计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure FDA0003364628810000021
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离确定所述待测线的长度，包括：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时平移的距离d、以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点的平移过程中上下抖动的距离c计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure FDA0003364628810000031
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；当光收发单元朝着靠近待测物表面的方向抖动时，c为正数，当光收发单元朝着远离待测物表面的方向抖动时，c为负数；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束转动的角度确定所述待测线的长度，包括：
根据所述待测线上相邻两个扫描点到所述光收发单元的距离a和b，以及所述光收发单元在扫描这两个相邻扫描点时转动的角度γ计算所述相邻两个扫描点之间的距离s；
Figure FDA0003364628810000032
其中，a是第一扫描点到所述光收发单元的距离，b是第二扫描点到所述光收发单元的距离；
将所述待测线上所有扫描点之间的距离s进行累加求和，得到扫描轨迹的长度S作为所述待测线的长度。
9.一种测量装置，应用于测量终端，包括：
扫描模块，用于通过光收发单元向待测物表面发射第一光束，利用所述第一光束对所述待测物表面的待测线进行平移扫描或转动扫描，通过所述光收发单元接收所述待测物表面反射的第二光束；其中，待测物的表面为曲面或不规则面；
计算模块，用于根据所述第一光束和所述第二光束确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离，根据各个扫描点到所述光收发单元的距离以及所述第一光束平移的距离或转动的角度确定所述待测线的长度；其中，根据所述第一光束的发射时间和所述第二光束的接收时间的差值确定所述待测线上各个扫描点到所述光收发单元的距离；其中，将测量待测线的长度转换为计算数段小曲线的长度的累加和，将每一段小曲线近似为小线段。
10.一种测量终端，包括：
光收发单元，配置为向待测物的表面发射第一光束并接收待测物的表面反射的第二光束；
存储器，配置为存储测量程序；
处理器，配置为执行所述测量程序；
其中，所述测量程序被所述处理器执行时实现上述权利要求1-8中任一项所述的测量方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有测量程序，所述测量程序被处理器执行时实现上述权利要求1-8中任一项所述的测量方法的步骤。
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