CN111141215B - 影像的目标尺寸测量系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种影像的目标尺寸测量系统及其使用方法，属于目标尺寸测量技术领域。测量系统包括云台摄像机、测距模块、固定支架、支撑底板、夹尺手柄、参照标尺、反光带结及测量模块。基于测量系统实现像素尺寸系数、待测目标实际尺寸的计算，以参照标尺为基础，计算得出像素尺寸系数。提供测距模块以获取目标物距。同时，在提供目标的影像信息基础上，通过所提供的影像解析模块将影像信息解析为静态图片，通过所提供的目标检测模块进行目标检测，经处理和计算后得到待测目标实际的长度、宽度、面积，然后通过所提供的显示模块进行显示。本发明解决了人工测量目标尺寸而导致的测量准确度不高等技术问题，使得对目标尺寸的测量更智能化、更准确、更高效。
Description
技术领域
本发明属于目标尺寸测量领域，尤其涉及影像的目标尺寸测量系统及其使用方法。
背景技术
在现有目标尺寸测量领域中，目标尺寸的测量方法通常严重依赖于复杂的射影、几何射影变换等知识和算法，并且受限于影像中的参照物选择。尤其针对复杂的应用场景，从影像中测量出待测目标尺寸的难度较大，准确度较低。此外，在克服所述技术难题的基础上，其他一些技术问题仍待解决。
(一)尺寸修正
例如戴国金的《通过图像测量物体尺寸的方法、装置及移动终端》(公开号：CN109520419A)，公开了一种通过图像测量物体尺寸的方法，其尺寸修正方法包括：根据第三焦距、第三轮廓尺寸与第一焦距、第一轮廓尺寸之间的比例关系，或者根据第三焦距、第三轮廓尺寸与第二焦距、第二轮廓尺寸之间的比例关系计算得出实际尺寸并进行比较、模拟或求取平均值等，且使用手动调整轮廓的指令修正第一轮廓和第二轮廓。但该尺寸修正方法操作复杂，不易实施。而本发明一方面通过第一获取模块获取参照标尺中心的反光带结相邻的两个反光带结之间的实际长度尺寸及像素数量或获取参照标尺中心的反光带结相邻的四个反光带结之间的实际长度尺寸及像素数量，均可计算得出像素尺寸系数，可进一步求取平均值等，从而起到间接性的尺寸修正的效果；另一方面通过检测异常模块判断目标检测的置信度是否小于0.5，若是，则判定检测结果为异常，手动标注待测目标轮廓的最小外接矩形，从而起到间接性的尺寸修正的效果。较明显地，本发明操作复杂性更低，在尺寸修正方面更具创造性。
(二)物距获取
例如张斌等的《基于深度学习的目标尺寸测量方法及系统》(公开号：CN110246124A)，公开了一种基于深度学习的目标尺寸测量方法及系统，通过引入深度学习的方法，从图像中检测出目标，计算目标轮廓的最小外接矩形，进一步计算目标的实际二维尺寸。但该方法中未具体说明待测目标的物距获取方法。而本发明所采用的测距模块通过防水固定胶装配于云台摄像机上，且所述测距模块与云台摄像机两者的光轴保持平行，在系统获取目标影像的基础之上，还可进一步获取目标的物距。较明显地，本发明在目标的物距获取方面更具实用性。
(三)图像检测
例如胡正等的《物体尺寸测量方法、装置和系统》(公开号：CN108240793A)和胡昌玮等的《一种物体尺寸的测量方法和测量系统》(公开号：CN105423916B)均通过边缘检测或边界识别的方法以获取目标轮廓的像素尺寸。但其方法不能识别出检测待测目标的置信度，而本发明采用基于RetinaNet预训练模型的ImageAI库对从影像中提取出的每一帧图片进行目标检测，检测得到置信度，并获取待测目标轮廓的最小外接矩形。较明显地，本发明在实现获取待测目标轮廓尺寸的基础上，还可获取目标检测的置信度，故本发明在图像检测方面具有一定的优势，更具实用性。
综上所述，本发明解决了人工测量目标尺寸而导致的测量准确度不高等技术问题，使得对目标尺寸的测量更智能化、更准确、更高效。
发明内容
本发明致力于解决现有目标尺寸测量方法的不足，通过使用云台摄像机、测距模块、参照标尺等，提供影像的目标尺寸测量系统及其使用方法。
为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种影像的目标尺寸测量系统，包括云台摄像机1，测距模块2，固定支架3，固定螺栓4，支撑底板5，夹尺手柄6，参照标尺7，反光带结8及测量模块。
所述测距模块2通过防水固定胶装配于云台摄像机1上，且所述测距模块2与云台摄像机1两者的光轴保持平行。所述云台摄像机1用于发送拍照或录像指令以获取参照标尺7和待测目标的影像。所述测距模块2用于获取待测目标的物距，需要说明的是，所述物距以测距模块2到待测目标的距离进行表示，且可近似等于云台摄像机1到待测目标的距离。
所述云台摄像机1通过四个固定螺栓4装配于固定支架3上。
所述固定支架3通过四个固定螺栓4垂直安装于支撑底板5一侧上方，且位于支撑底板5的横向中心轴上。
所述参照标尺7刻度总长为一米，且通过夹尺手柄6垂直安装于支撑底板5的另一侧，且位于支撑底板5的横向中心轴上。所述参照标尺7被九个反光带结8分成十段，每一段长度为十厘米。
通过所述云台摄像机1和测距模块2与参照标尺7的有效结合，可对影像中的目标尺寸进行快速、准确地测量。
所述的测量模块包括第一获取模块10；第一尺寸处理模块20；影像解析模块30；目标检测模块40；检测异常模块50；手动标注模块60；第二获取模块70；第二尺寸处理模块80；显示模块90。
所述的云台摄像机1分别与第一获取模块10、影像解析模块30连接，第一获取模块10与第一尺寸处理模块20连接，影像解析模块30依次与目标检测模块40、检测异常模块50连接，检测异常模块50分别与第二获取模块70、手动标注模块60连接，手动标注模块60与第二获取模块70连接，第二尺寸处理模块80与显示模块90连接。
所述云台摄像机1得到的参照标尺7的照片传输至第一获取模块10，得到参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量；第一尺寸处理模块20对第一获取模块10获取的数据进行处理后，得到像素尺寸系数。
所述的云台摄像机1得到的待测目标的影像传输至影像解析模块30，通过影像解析模块30解析待测目标的影像并提取每一帧图片，较佳地，所述影像解析模块30除了可提取每张直接拍摄的图片外，还可将动态录像解析为一帧帧的静态图片。影像解析模块30解析得到的图片传输至目标检测模块40，目标检测模块40采用基于RetinaNet预训练模型的ImageAI库对提取出的每一帧图片进行目标检测得到置信度，并获取待测目标轮廓的最小外接矩形。通过检测异常模块50检测目标检测模块40得到的置信度是否符合要求，若符合要求，通过第二获取模块70获得最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量，无需进行手动标注；若不符合要求，则判定检测结果为异常，用户通过手动标注模块60进行手动标注后，通过第二获取模块70获得最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量。所述的手动标注模块60用于手动标注待测目标轮廓的最小外接矩形，从而起到间接性的尺寸修正的效果，以有效地提高目标测量准确率。
所述的第二获取模块70与第二尺寸处理模块80连接，第二尺寸处理模块80分别与测距模块2、显示模块90连接。所述第二尺寸处理模块80对第二获取模块70获得的最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量及测距模块2获得的待测目标的物距进行处理，得到待测目标实际的长度、宽度和面积，并通过显示模块90进行显示。所述显示模块90用于将待测目标的实际的长度、宽度和面积及自动标注在图片上进行显示。
一种影像的目标尺寸测量系统的使用方法，采用该测量系统计算得到待测目标实际尺寸，具体包括以下步骤：
第一步，计算像素尺寸系数：
步骤S101：确定并固定云台摄像机1与参照标尺7之间的距离，记录参照标尺7的物距，此处物距指云台摄像机1与参照标尺7之间的距离；
步骤S102：转动云台摄像机1镜头，使其镜头中心对准参照标尺7中心的反光带结8后，发送拍照指令，获取参照标尺7的照片；
步骤S103：通过第一获取模块10获取参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量；
步骤S104：通过第一尺寸处理模块20根据步骤S101得到的参照标尺7的物距、云台摄像机1的焦距之间的关系计算得出参照标尺7的像距。具体地，根据摄像机成像原理，参照标尺7的像距、物距、云台摄像机1的焦距之间的关系如公式(1)所示：
1/vc＝1/f-1/uc (1)
其中，vc表示参照标尺7的像距，f表示云台摄像机1的焦距，uc表示参照标尺7的物距，即云台摄像机1与参照标尺7之间的距离。
由公式(1)可看出，在参照标尺7的物距uc、云台摄像机1的焦距f已知的情况下，通过模拟比例关系即可计算得出参照标尺7的像距vc。
步骤S105：通过第一尺寸处理模块20根据步骤S101得到的参照标尺7的物距、步骤S103得到的实际长度尺寸及像素数量及步骤S104得到的参照标尺7的像距之间的关系计算得到像素尺寸系数。具体地，根据摄像机成像原理和相似三角形理论，像素尺寸系数、参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量、参照标尺7的物距及像距之间的关系如公式(2)所示：
k·pc/sc＝vc/uc (2)
其中，k表示像素尺寸系数，pc表示参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的像素数量，sc表示参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸，vc表示参照标尺7的像距，uc表示参照标尺7的物距。
由公式(2)可看出，在参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸sc及像素数量pc、参照标尺7的物距uc及像距vc已知的情况下，通过模拟比例关系即可计算得出像素尺寸系数k。
需要说明的是，步骤S103中通过第一获取模块10获取参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量或获取参照标尺7中心的反光带结8相邻的四个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量，均可计算得出步骤S105中的像素尺寸系数，可进一步求取平均值等，从而起到间接性的尺寸修正的效果，以避免参照标尺7在被固定时有所倾斜而出现测量偏差等情况，以此提高尺寸测量的准确度。
第二步，由像素尺寸系数计算得到待测目标实际尺寸：
步骤S201：转动云台摄像机1镜头，使其镜头中心对准待测目标后，发送拍照或录像指令以获取待测目标的影像，进一步地，通过测距模块2获取待测目标的物距；
步骤S202：通过影像解析模块30解析待测目标的影像并提取每一帧图片；
步骤S203：通过目标检测模块40对提取出的每一帧图片进行目标检测，检测得到待测目标的置信度；
步骤S204：通过检测异常模块50判断目标检测的置信度是否小于0.5，若是，则判定检测结果为异常，并进入步骤S206，若否，则进入步骤S205；
步骤S205：自动标注待测目标轮廓的最小外接矩形；
步骤S206：通过手动标注模块60手动标注待测目标轮廓的最小外接矩形；
步骤S207：通过第二获取模块70获取最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量；
步骤S208：通过第二尺寸处理模块80根据步骤S201得到的待测目标的物距、云台摄像机1的焦距之间的关系计算得出待测目标的像距。具体地，根据摄像机成像原理，待测目标的像距、物距、云台摄像机1的焦距之间的关系如公式(3)所示：
1/vo＝1/f-1/uo (3)
其中，vo表示待测目标的像距，f表示云台摄像机1的焦距，uo表示待测目标的物距。
由公式(3)可看出，在待测目标的物距uo、云台摄像机1的焦距f已知的情况下，通过模拟比例关系即可计算得出待测目标的像距vo。
步骤S209：通过第二尺寸处理模块80根据步骤S105得到的像素尺寸系数、步骤S201得到的待测目标的物距、步骤S207得到的最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量、步骤S208得到的待测目标的像距之间的关系计算得出待测目标实际的长度、宽度和面积。以计算待测目标实际的长度为例，根据摄像机成像原理和相似三角形理论，待测目标实际的长度、像素尺寸系数、待测目标在长度上的像素数量、待测目标的物距及像距之间的关系如公式(4)所示：
k·po/so＝vo/uo (4)
其中，k表示像素尺寸系数，po表示待测目标在长度上的像素数量，so表示待测目标实际的长度，vo表示待测目标的像距，uo表示待测目标的物距。
由公式(4)可看出，在像素尺寸系数k、待测目标在长度上的像素数量po、待测目标的像距vo、待测目标的物距uo已知的情况下，通过模拟比例关系即可计算得出待测目标实际的长度so。需要说明的是，上述公式(4)也适用于待测目标实际的宽度计算。较佳地，还可根据待测目标实际的长度和宽度的乘积计算得出待测目标实际的面积。
步骤S210：通过显示模块90将待测目标的实际的长度、宽度、面积及自动标注在图片上进行显示。
本发明的特点与益处在于：
通过所提供的第一获取模块获取参照标尺中心的反光带结相邻的两个反光带结之间的实际长度尺寸及像素数量或获取参照标尺中心的反光带结相邻的四个反光带结之间的实际长度尺寸及像素数量，均可计算得出像素尺寸系数，可进一步求取平均值等，从而起到间接性的尺寸修正的效果。
通过所提供的检测异常模块判断目标检测的置信度是否小于0.5，若是，则判定检测结果为异常，手动标注待测目标轮廓的最小外接矩形，从而起到间接性的尺寸修正的效果。
所提供的测距模块通过防水固定胶装配于云台摄像机上，且所述测距模块与云台摄像机两者的光轴保持平行，在系统获取目标影像的基础之上，还可进一步获取目标的物距。
所提供的影像解析模块除了可提取每张直接拍摄的图片外，还可将动态录像解析为一帧帧的静态图片，并在此基础上，通过目标检测模块进行目标检测，经处理和计算后得到待测目标实际的长度、宽度、面积。
本发明解决了人工测量目标尺寸而导致的测量准确度不高等技术问题，使得对目标尺寸的测量更智能化、更准确、更高效。
附图说明
图1是目标尺寸测量系统的结构简图。
图2是目标尺寸测量系统的结构原理图。
图3是像素尺寸系数计算方法的流程图。
图4是待测目标实际尺寸计算方法的流程图。
图中：1-云台摄像机；2-测距模块；3-固定支架；4-固定螺栓；5-支撑底板；6-夹尺手柄；7-参照标尺；8-反光带结；10-第一获取模块；20-第一尺寸处理模块；30-影像解析模块；40-目标检测模块；50-检测异常模块；60-手动标注模块；70-第二获取模块；80-第二尺寸处理模块；90-显示模块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本系统和方法的基本工作原理。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。
图1是目标尺寸测量系统的结构简图，如图1所示，包括云台摄像机1，测距模块2，固定支架3，固定螺栓4，支撑底板5，夹尺手柄6，参照标尺7，反光带结8及测量模块。
所述测距模块2通过防水固定胶装配于云台摄像机1上，且所述测距模块2与云台摄像机1两者的光轴保持平行。所述云台摄像机1用于发送拍照或录像指令以获取参照标尺7和待测目标的影像。所述测距模块2用于获取待测目标的物距，需要说明的是，所述物距以测距模块2到待测目标的距离进行表示，且可近似等于云台摄像机1到待测目标的距离。
所述云台摄像机1通过四个固定螺栓4装配于固定支架3上。
所述固定支架3通过四个固定螺栓4垂直安装于支撑底板5一侧上方，且位于支撑底板5的横向中心轴上。
所述参照标尺7刻度总长为一米，且通过夹尺手柄6垂直安装于支撑底板5的另一侧，且位于支撑底板5的横向中心轴上。所述参照标尺7被九个反光带结8分成十段，每一段长度为十厘米。
通过所述云台摄像机1和测距模块2与参照标尺7的有效结合，可对影像中的目标尺寸进行快速、准确地测量。
所述的测量模块包括第一获取模块10；第一尺寸处理模块20；影像解析模块30；目标检测模块40；检测异常模块50；手动标注模块60；第二获取模块70；第二尺寸处理模块80；显示模块90。
图2是目标尺寸测量系统的结构原理图，如图2所示，包括云台摄像机1；测距模块2；第一获取模块10；第一尺寸处理模块20；影像解析模块30；目标检测模块40；检测异常模块50；手动标注模块60；第二获取模块70；第二尺寸处理模块80；显示模块90。
所述的云台摄像机1分别与第一获取模块10、影像解析模块30连接，第一获取模块10与第一尺寸处理模块20连接，影像解析模块30依次与目标检测模块40、检测异常模块50连接，检测异常模块50分别与第二获取模块70、手动标注模块60连接，手动标注模块60与第二获取模块70连接，第二尺寸处理模块80与显示模块90连接。
所述云台摄像机1得到的参照标尺7的照片传输至第一获取模块10，得到参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量；第一尺寸处理模块20对第一获取模块10获取的数据进行处理后，得到像素尺寸系数。
所述的云台摄像机1得到的待测目标的影像传输至影像解析模块30，通过影像解析模块30解析待测目标的影像并提取每一帧图片，较佳地，所述影像解析模块30除了可提取每张直接拍摄的图片外，还可将动态录像解析为一帧帧的静态图片。影像解析模块30解析得到的图片传输至目标检测模块40，目标检测模块40采用基于RetinaNet预训练模型的ImageAI库对提取出的每一帧图片进行目标检测得到置信度，并获取待测目标轮廓的最小外接矩形。通过检测异常模块50检测目标检测模块40得到的置信度是否符合要求，若符合要求，通过第二获取模块70获得最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量，无需进行手动标注；若不符合要求，则判定检测结果为异常，用户通过手动标注模块60进行手动标注后，通过第二获取模块70获得最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量。所述的手动标注模块60用于手动标注待测目标轮廓的最小外接矩形，从而起到间接性的尺寸修正的效果，以有效地提高目标测量准确率。
所述的第二获取模块70与第二尺寸处理模块80连接，第二尺寸处理模块80分别与测距模块2、显示模块90连接。所述第二尺寸处理模块80对第二获取模块70获得的最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量及测距模块2获得的待测目标的物距进行处理，得到待测目标实际的长度、宽度和面积，并通过显示模块90进行显示。所述显示模块90用于将待测目标的实际的长度、宽度和面积及自动标注在图片上进行显示。
图3是像素尺寸系数计算方法的流程图，如图3所示，包括：
步骤S101：确定并固定云台摄像机1与参照标尺7之间的距离，记录参照标尺7的物距，此处物距指云台摄像机1与参照标尺7之间的距离；
步骤S102：转动云台摄像机1镜头，使其镜头中心对准参照标尺7中心的反光带结8后，发送拍照指令，获取参照标尺7的照片；
步骤S103：通过第一获取模块10获取参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量；
步骤S104：通过第一尺寸处理模块20根据步骤S101得到的参照标尺7的物距、云台摄像机1的焦距之间的关系计算得出参照标尺7的像距。具体地，根据摄像机成像原理，参照标尺7的像距、物距、云台摄像机1的焦距之间的关系如公式(1)所示：
1/vc＝1/f-1/uc (1)
其中，vc表示参照标尺7的像距，f表示云台摄像机1的焦距，uc表示参照标尺7的物距，即云台摄像机1与参照标尺7之间的距离。
由公式(1)可看出，在参照标尺7的物距uc、云台摄像机1的焦距f已知的情况下，通过模拟比例关系即可计算得出参照标尺7的像距vc。
步骤S105：通过第一尺寸处理模块20根据步骤S101得到的参照标尺7的物距、步骤S103得到的实际长度尺寸及像素数量及步骤S104得到的参照标尺7的像距之间的关系计算得到像素尺寸系数。具体地，根据摄像机成像原理和相似三角形理论，像素尺寸系数、参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量、参照标尺7的物距及像距之间的关系如公式(2)所示：
k·pc/sc＝vc/uc (2)
其中，k表示像素尺寸系数，pc表示参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的像素数量，sc表示参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸，vc表示参照标尺7的像距，uc表示参照标尺7的物距。
由公式(2)可看出，在参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸sc及像素数量pc、参照标尺7的物距uc及像距vc已知的情况下，通过模拟比例关系即可计算得出像素尺寸系数k。
需要说明的是，步骤S103中通过第一获取模块10获取参照标尺7中心的反光带结8相邻的两个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量或获取参照标尺7中心的反光带结8相邻的四个反光带结8之间的实际长度尺寸及像素数量，均可计算得出步骤S105中的像素尺寸系数，可进一步求取平均值等，从而起到间接性的尺寸修正的效果，以避免参照标尺7在被固定时有所倾斜而出现测量偏差等情况，以此提高尺寸测量的准确度。
图4是待测目标实际尺寸计算方法的流程图，如图4所示，包括：
步骤S201：转动云台摄像机1镜头，使其镜头中心对准待测目标后，发送拍照或录像指令以获取待测目标的影像，进一步地，通过测距模块2获取待测目标的物距；
步骤S202：通过影像解析模块30解析待测目标的影像并提取每一帧图片；
步骤S203：通过目标检测模块40对提取出的每一帧图片进行目标检测，检测得到待测目标的置信度；
步骤S204：通过检测异常模块50判断目标检测的置信度是否小于0.5，若是，则判定检测结果为异常，并进入步骤S206，若否，则进入步骤S205；
步骤S205：自动标注待测目标轮廓的最小外接矩形；
步骤S206：通过手动标注模块60手动标注待测目标轮廓的最小外接矩形；
步骤S207：通过第二获取模块70获取最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量；
步骤S208：通过第二尺寸处理模块80根据步骤S201得到的待测目标的物距、云台摄像机1的焦距之间的关系计算得出待测目标的像距。具体地，根据摄像机成像原理，待测目标的像距、物距、云台摄像机1的焦距之间的关系如公式(3)所示：
1/vo＝1/f-1/uo (3)
其中，vo表示待测目标的像距，f表示云台摄像机1的焦距，uo表示待测目标的物距。
由公式(3)可看出，在待测目标的物距uo、云台摄像机1的焦距f已知的情况下，通过模拟比例关系即可计算得出待测目标的像距vo。
步骤S209：通过第二尺寸处理模块80根据步骤S105得到的像素尺寸系数、步骤S201得到的待测目标的物距、步骤S207得到的最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量、步骤S208得到的待测目标的像距之间的关系计算得出待测目标实际的长度、宽度和面积。以计算待测目标实际的长度为例，根据摄像机成像原理和相似三角形理论，待测目标实际的长度、像素尺寸系数、待测目标在长度上的像素数量、待测目标的物距及像距之间的关系如公式(4)所示：
k·po/so＝vo/uo (4)
其中，k表示像素尺寸系数，po表示待测目标在长度上的像素数量，so表示待测目标实际的长度，vo表示待测目标的像距，uo表示待测目标的物距。
由公式(4)可看出，在像素尺寸系数k、待测目标在长度上的像素数量po、待测目标的像距vo、待测目标的物距uo已知的情况下，通过模拟比例关系即可计算得出待测目标实际的长度so。需要说明的是，上述公式(4)也适用于待测目标实际的宽度计算。较佳地，还可根据待测目标实际的长度和宽度的乘积计算得出待测目标实际的面积。
步骤S210：通过显示模块90将待测目标的实际的长度、宽度、面积及自动标注在图片上进行显示。
在本申请发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“垂直”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本申请发明，而不是必须以特定的方位、以特定的方位构造和操作相关系统，因此不能理解为对本申请的限制。
最后应该说明：以上所述的仅为本发明的较佳实施例，是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，并不构成对本发明保护范围的限定。本领域的普通技术人员应该明白，虽然参照较佳实施例对本发明作了详细的说明，但是在本发明的实质范围内，进行的一切修改、等同替换和改进等，均应属于本发明的权利保护范围。
Claims (2)
1.一种影像的目标尺寸测量系统，其特征在于，所述的目标尺寸测量系统包括云台摄像机(1)，测距模块(2)，固定支架(3)，支撑底板(5)，夹尺手柄(6)，参照标尺(7)，反光带结(8)及测量模块；通过所述云台摄像机(1)和测距模块(2)与参照标尺(7)的结合，可对影像中的目标尺寸进行快速、准确地测量；
所述测距模块(2)装配于云台摄像机(1)上，且测距模块(2)与云台摄像机(1)两者的光轴保持平行；所述云台摄像机(1)用于发送拍照或录像指令以获取参照标尺(7)和待测目标的影像；
所述测距模块(2)用于获取待测目标的物距，以测距模块(2)到待测目标的距离表示物距，且可近似等于云台摄像机(1)到待测目标的距离；所述云台摄像机(1)装配于固定支架(3)上；所述固定支架(3)垂直安装于支撑底板(5)一侧上方，且位于支撑底板(5)的横向中心轴上；所述参照标尺(7)刻度总长为一米，通过夹尺手柄(6)垂直安装于支撑底板(5)的另一侧，且位于支撑底板(5)的横向中心轴上；
所述的测量模块包括第一获取模块(10)；第一尺寸处理模块(20)；影像解析模块(30)；目标检测模块(40)；检测异常模块(50)；手动标注模块(60)；第二获取模块(70)；第二尺寸处理模块(80)；显示模块(90)；
所述的云台摄像机(1)分别与第一获取模块(10)、影像解析模块(30)连接，第一获取模块(10)与第一尺寸处理模块(20)连接，影像解析模块(30)依次与目标检测模块(40)、检测异常模块(50)连接，检测异常模块(50)分别与第二获取模块(70)、手动标注模块(60)连接，手动标注模块(60)与第二获取模块(70)连接；
所述云台摄像机(1)得到的参照标尺(7)的照片传输至第一获取模块(10)，得到参照标尺(7)中心的反光带结(8)相邻的两个反光带结(8)之间的实际长度尺寸及像素数量；第一尺寸处理模块(20)对第一获取模块(10)获取的数据进行处理后，得到像素尺寸系数；
所述的云台摄像机(1)得到的待测目标的影像传输至影像解析模块(30)，通过影像解析模块(30)解析待测目标的影像并提取每一帧图片；影像解析模块(30)解析得到的图片传输至目标检测模块(40)，目标检测模块(40)对提取出的每一帧图片进行目标检测得到置信度，并获取待测目标轮廓的最小外接矩形；通过检测异常模块(50)检测目标检测模块(40)得到的置信度是否符合要求，若符合要求，通过第二获取模块(70)获得最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量，无需进行手动标注；若不符合要求，则判定检测结果为异常，用户通过手动标注模块(60)进行手动标注后，通过第二获取模块(70)获得最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量；所述的手动标注模块(60)用于手动标注待测目标轮廓的最小外接矩形；
所述的第二获取模块(70)与第二尺寸处理模块(80)连接，第二尺寸处理模块(80)分别与测距模块(2)、显示模块(90)连接；所述第二尺寸处理模块(80)对第二获取模块(70)获得的最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量及测距模块(2)获得的待测目标的物距进行处理，得到待测目标实际的长度、宽度和面积，并通过显示模块(90)进行显示；
采用该测量系统计算得到待测目标实际尺寸，包括以下步骤：
第一步，计算像素尺寸系数：
步骤S101：确定并固定云台摄像机(1)与参照标尺(7)之间的距离，记录参照标尺(7)的物距，此处物距指云台摄像机(1)与参照标尺(7)之间的距离；
步骤S102：转动云台摄像机(1)镜头，使其镜头中心对准参照标尺(7)中心的反光带结(8)后，发送拍照指令，获取参照标尺(7)的照片；
步骤S103：通过第一获取模块(10)获取参照标尺(7)中心的反光带结(8)相邻的两个反光带结(8)之间的实际长度尺寸及像素数量；
步骤S104：通过第一尺寸处理模块(20)根据步骤S101得到的参照标尺(7)的物距、云台摄像机(1)的焦距之间的关系计算得出参照标尺(7)的像距；具体地，根据摄像机成像原理，参照标尺(7)的像距、物距、云台摄像机(1)的焦距之间的关系如公式(1)所示：
1/ vc ＝1/f-1/uc (1)
其中，vc表示参照标尺(7)的像距，f表示云台摄像机(1)的焦距，uc表示参照标尺(7)的物距，即云台摄像机(1)与参照标尺(7)之间的距离；
步骤S105：通过第一尺寸处理模块(20)根据步骤S101得到的参照标尺(7)的物距、步骤S103得到的实际长度尺寸及像素数量及步骤S104得到的参照标尺(7)的像距之间的关系计算得到像素尺寸系数；具体地，根据摄像机成像原理和相似三角形理论，像素尺寸系数、参照标尺(7)中心的反光带结(8)相邻的两个反光带结(8)之间的实际长度尺寸及像素数量、参照标尺(7)的物距及像距之间的关系如公式(2)所示：
k ·pc/ sc＝vc/uc (2)
其中，k表示像素尺寸系数，pc表示参照标尺(7)中心的反光带结(8)相邻的两个反光带结(8)之间的像素数量，sc表示参照标尺(7)中心的反光带结(8)相邻的两个反光带结(8)之间的实际长度尺寸，vc表示参照标尺(7)的像距，uc表示参照标尺(7)的物距；
第二步，由像素尺寸系数计算得到待测目标实际尺寸：
步骤S201：转动云台摄像机(1)镜头，使其镜头中心对准待测目标后，发送拍照或录像指令以获取待测目标的影像，通过测距模块(2)获取待测目标的物距；
步骤S202：通过影像解析模块(30)解析待测目标的影像并提取每一帧图片；
步骤S203：通过目标检测模块(40)对提取出的每一帧图片进行目标检测，检测得到待测目标的置信度；
步骤S204：通过检测异常模块(50)判断目标检测的置信度是否小于0.5，若是，则判定检测结果为异常，并进入步骤S206，若否，则进入步骤S205；
步骤S205：自动标注待测目标轮廓的最小外接矩形；
步骤S206：通过手动标注模块(60)手动标注待测目标轮廓的最小外接矩形；
步骤S207：通过第二获取模块(70)获取最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量；
步骤S208：通过第二尺寸处理模块(80)根据步骤S201得到的待测目标的物距、云台摄像机(1)的焦距之间的关系计算得出待测目标的像距；具体地，根据摄像机成像原理，待测目标的像距、物距、云台摄像机(1)的焦距之间的关系如公式(3)所示：
1/ vo ＝1/f-1/uo (3)
其中，vo表示待测目标的像距，f表示云台摄像机(1)的焦距，uo表示待测目标的物距；
步骤S209：通过第二尺寸处理模块(80)根据步骤S105得到的像素尺寸系数、步骤S201得到的待测目标的物距、步骤S207得到的最小外接矩形的长度、宽度上的像素数量、步骤S208得到的待测目标的像距之间的关系计算得出待测目标实际的长度、宽度和面积；以计算待测目标实际的长度为例，根据摄像机成像原理和相似三角形理论，待测目标实际的长度、像素尺寸系数、待测目标在长度上的像素数量、待测目标的物距及像距之间的关系如公式(4)所示：
k ·po/ so＝vo/uo (4)
其中，k表示像素尺寸系数，po表示待测目标在长度上的像素数量，so表示待测目标实际的长度，vo表示待测目标的像距，uo表示待测目标的物距；
步骤S210：通过显示模块(90)将待测目标的实际的长度、宽度、面积及自动标注在图片上进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种影像的目标尺寸测量系统，其特征在于，所述的所述参照标尺(7)被九个反光带结(8)分成十段，每一段长度为十厘米。
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