CN111557666A - 高度测量方法及高度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高度测量方法及高度测量装置。高度测量装置包括：调整摄像头组与背景板至预设相对位置；采集背景板上的参照物的参照物特征参数，参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度；控制摄像头组测量摄像头组与背景板之间的测量对象的测量对象参数，测量对象参数包括测量对象的测量高度信息；根据测量对象参数与参照物特征参数的比例关系确定测量对象的实际高度。本该方法只需要借助摄像头、背景板加上进一步的计算即可实现，无需到特定地点测量身高，测量方便，准确度较高，另外，增加了测量对象的范围，例如人的腰高、肩高等，均可以测量，测量的灵活性较好。

Description

高度测量方法及高度测量装置

技术领域

本发明涉及机器视觉领域，特别涉及一种高度测量方法及高度测量装置。

背景技术

目前，人们需要测量身高时，通常需要到使用到身高测量设备。此类设备通常大多数出现在商场、医院等地，想要测量身高，就必须到相关地点，费时，不方便，另外，此类设备不适用于腰高、肩高等位置的测量

因此，如何更加方便灵活地进行高度测试，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种高度测量方法及高度测量装置，能够方便灵活地对测量对象的高度进行测量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高度测量方法，包括：

调整摄像头组与背景板至预设相对位置；

采集所述背景板上的参照物的参照物特征参数，所述参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度；

控制所述摄像头组测量所述摄像头组与所述背景板之间的测量对象的测量对象参数，所述测量对象参数包括所述测量对象的测量高度信息；

根据所述测量对象参数与所述参照物特征参数的比例关系确定所述测量对象的实际高度。

优选地，所述摄像头组包括下摄像头和设于所述下摄像头上方的上摄像头；

所述测量对象的测量高度信息包括所述上摄像头确定的上测量高度和所述下摄像头确定的下测量高度；

所述根据所述测量对象参数与所述参照物特征参数的比例关系确定所述测量对象的实际高度，包括：

利用所述上测量高度与所述参照物特征参数的比例关系确定上实际高度以及利用所述下测量高度与所述参照物特征参数的比例关系确定下实际高度；

判断所述上实际高度和所述下实际高度的差值是否小于预设阈值；

若是，将所述上实际高度和所述下实际高度的平均值确定为所述测量对象的实际高度。

优选地，所述预设阈值为5cm。

优选地，所述判断所述上实际高度和所述下实际高度的差值是否小于预设阈值中，若差值不小于所述预设阈值，则：

判断所述上实际高度和所述下实际高度是否均大于或均不大于预设分界高度；

若是，则当所述上实际高度和所述下实际高度均大于所述预设分界高度时，将所述上实际高度确定为所述测量对象的实际高度，当所述上实际高度和所述下实际高度均不大于所述预设分界高度时，将所述下实际高度确定为所述测量对象的实际高度。

优选地，所述背景板包括白色底板和设于所述白色底板的边缘的矩形的定位框；

所述调整摄像头组与背景板至预设相对位置，包括：

调整所述上摄像头、所述下摄像头至距所述背景板预设距离的位置；

调整所述上摄像头，使其视角范围的上缘、两个侧缘分别对准所述定位框的上缘、两个侧缘；

调整所述下摄像头，使其视角范围的下缘、两个侧缘分别对准所述定位框的下缘、两个侧缘。

优选地，所述预设距离为2.4米，所述预设分界高度为1.2米，所述下摄像头高0.72米，所述上摄像头高1.2米。

优选地，所述控制所述摄像头组测量所述摄像头组与所述背景板之间的测量对象的测量对象参数之前，还包括：

在所述测量对象上绑定测量带以作为所述测量对象的最高测量位置。

优选地，所述控制所述摄像头组测量所述摄像头组与所述背景板之间的测量对象的测量对象参数，包括：

对所述摄像头组获取的测量对象的测量对象图片进行去噪、灰度化、二值化处理；

从所述测量对象图片中提取所述测量对象的图像；

利用直方图列出所述测量对象的有效像素行；

识别从所述测量对象的最高测量位置至底部像素位置对应的像素行数，以作为所述测量对象参数。

优选地，所述采集所述背景板上的参照物的参照物特征参数，所述参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度，包括：利用所述摄像头组获取所述参照物的参照物图片；对所述参照物图片进行去噪、灰度化、二值化处理；从所述参照物图片中提取所述参照物的图像；利用直方图列出所述参照物的有效像素行；识别从所述参照物最高位置至底部像素位置对应的像素行数，以作为所述参照物测量高度；测量所述参照物实际高度，并根据所述参照物测量高度和所述参照物实际高度确定像素与实际长度的比例；

所述根据所述测量对象参数与所述参照物特征参数的比例关系确定所述测量对象的实际高度为:根据所述像素与实际长度的比例、所述测量对象参数确定所述测量对象的实际高度。

一种高度测量装置，包括：

调整模块，用于调整摄像头组与背景板至预设相对位置；

采集模块，用于采集所述背景板上的参照物的参照物特征参数，所述参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度；

控制模块，用于控制所述摄像头组测量所述摄像头组与所述背景板之间的测量对象的测量对象参数，所述测量对象参数包括所述测量对象的测量高度信息；

计算模块，用于根据所述测量对象参数与所述参照物特征参数的比例关系确定所述测量对象的实际高度。

本发明提供的高度测量方法，只需要借助摄像头、背景板加上进一步的计算即可实现，无需像现有技术中到特定地点测量身高，测量方便，准确度较高，另外，增加了测量对象的范围，例如人的腰高、肩高等，均可以测量，测量的灵活性较好。

本发明提供的高度测量装置，能够方便灵活地对测量对象的高度进行测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供高度测量方法应用于人体高度测量的示意图；

图2为本发明所提供高度测量方法的流程图。

附图标记：

1-背景板，2-上摄像头，3-下摄像头，4-三脚架，5-计算机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种高度测量方法及高度测量装置，能够方便灵活地对测量对象的高度进行测量。

需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明所提供高度测量方法的一种具体实施例中，包括：

S1：调整摄像头组与背景板至预设相对位置。

S2：采集背景板上的参照物的参照物特征参数，参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度。

S3：控制摄像头组测量摄像头组与背景板之间的测量对象的测量对象参数，测量对象参数包括测量对象的测量高度信息。其中，测量对象具体位于贴合背景板的位置。

S4：根据测量对象参数与参照物特征参数的比例关系确定测量对象的实际高度。该步骤具体可以通过计算机完成。当摄像头组采集图像信息后，传至计算机中进行后期算术处理，得出结果。

由于参照物实际高度和参照物测量高度是已知的，在确定测量对象的测量高度信息后，根据参照物实际高度和参照物测量高度的比值等于测量对象的实际高度和测量对象的测量高度的比值，即可得到测量对象的实际高度。当然，测量对象不限于是人由头至脚的身高，还可以是人由肩部至脚的肩高，也可以是机器的高度，例如冰箱。

基于本实施例提供的高度测量方法，只需要借助摄像头、背景板加上进一步的计算即可实现，无需像现有技术中到特定地点测量身高，测量方便，准确度较高，另外，增加了测量对象的范围，测量的灵活性较好。

进一步地，摄像头组包括下摄像头和设置在下摄像头上方的上摄像头。相应地，测量对象的测量高度信息包括上摄像头确定的上测量高度和下摄像头确定的下测量高度。

S4具体包括：

利用上测量高度与参照物特征参数的比例关系确定上实际高度以及利用下测量高度与参照物特征参数的比例关系确定下实际高度；

判断上实际高度和下实际高度的差值是否小于预设阈值，可选地，预设阈值为5cm；

若是，将上实际高度和下实际高度的平均值确定为测量对象的实际高度。

如果两个摄像头测得的实际高度差较小，可以认为两个摄像头的测量值均较为准确，选择两者的平均值作为测量对象的实际高度，可以进一步提高测量的准确性。

进一步地，判断上实际高度和下实际高度的差值是否小于预设阈值中，若差值不小于预设阈值，则：

判断上实际高度和下实际高度是否均大于或均不大于预设分界高度；

若是，则当上实际高度和下实际高度均大于预设分界高度时，将上实际高度确定为测量对象的实际高度，当上实际高度和下实际高度均不大于预设分界高度时，将下实际高度确定为测量对象的实际高度。

可选地，预设分界高度为1.2米。更具体地，上实际高度和下实际高度均大于1.2米时，具体在1.2至2米之间时，测量结果以上摄像头的拍摄结果为准，上实际高度和下实际高度均不大于1.2米时，测量结果以下摄像头的拍摄结果为准。

根据实际试验测试，在上下两个摄像头测量结果有较大偏差时，上摄像头测得的结果对于高度较高的物体测量结果更为准确，下摄像头测得的结果对于高度较低的物体测量结果更为准确。当上实际高度和下实际高度均大于预设分界高度时，选择高度较高的上摄像头测量的上实际高度确定为测量对象的实际高度，当上实际高度和下实际高度均不大于于预设分界高度时，选择高度较低的下摄像头测量的下实际高度确定为测量对象的实际高度。

另外，在上实际高度和下实际高度测得的结果分别位于预设分界高度两侧时，则可以进行报错处理，重新进行测量。

进一步地，背景板包括白色底板和设于白色底板的边缘的矩形的定位框。背景板具体可以为长宽成3:5比例的矩形板。另外，参照物可以为高一米、宽约为0.2米的黑色矩形。

S1具体包括：

调整上摄像头、下摄像头至距背景板预设距离的位置；

调整上摄像头，使其视角范围的上缘、两个侧缘分别对准定位框的上缘、两个侧缘；

调整下摄像头，使其视角范围的下缘、两个侧缘分别对准定位框的下缘、两个侧缘。

其中，具体地，预设距离为2.4米，预设分界高度为1.2米，下摄像头高0.72米，上摄像头高1.2米。优选地，两个摄像头可以分别放在两个三角架上。其中，下摄像头设置在离地高度为0.72米的三脚架上，上摄像头设置在离地高度为1.2米的三脚架上。三角架离地高度构成黄金比例。三脚架能够确保摄像头放置的稳定性。

以背景板上的定位框作为上摄像头和下摄像头的调节基准，进行对位，方便上摄像头和下摄像头的位置调节。该过程具体可以人工完成，或者机械手配合计算机完成。另外，摄像头的正方向具体可通过三轴及双摄定位以确定。

进一步地，S2之前，还包括：在测量对象上绑定测量带以作为测量对象的最高测量位置。

例如，在测量对象为人的腰高时，在腰上绑上测量带作为最高测量位置，则通过获取测量带到人脚的距离即可知测量对象的腰高。其中，可选地，测量带为白色带体，相应地，测量对象为人时，着装应选择黑色或者深色，以便在计算过程中进行区分。又或者，测量带为具有特定图标的带体，通过捕捉该特定图标以确定最高测量位置。

通过测量带的设置，可以准确定位测量对象的最高位置，使得任意高度的测量对象均可被准确测量。

进一步地，S3具体包括：

对摄像头组获取的测量对象的测量对象图片进行去噪、灰度化、二值化处理；

从测量对象图片中提取测量对象的图像；

利用直方图列出测量对象的有效像素行；

识别从测量对象的最高测量位置至底部像素位置对应的像素行数，以作为测量对象参数。

进一步地，S2具体包括：

利用摄像头组获取参照物的参照物图片；

对参照物图片进行去噪、灰度化、二值化处理；

从参照物图片中提取参照物的图像，图像中的像素点为二值化为图像后得到的黑色部分的像素；

利用直方图列出参照物的有效像素行；

识别从参照物最高位置至底部像素位置对应的像素行数，以作为参照物测量高度；

测量参照物实际高度，并根据参照物测量高度和参照物实际高度确定像素与实际长度的比例。

相应地，S4中，根据测量对象参数与参照物特征参数的比例关系确定测量对象的实际高度，具体为:根据像素与实际长度的比例、测量对象参数确定测量对象的实际高度。

本实施例所提供高度测量方法应用于人的身高、肩高和腰高测量的一种具体实施方式如下：

摄像头采集用户的图像信息、参照物的图像信息和背景板图像信息，将采集到的图像信息传输到计算机，进行算法处理，算法由Python语言编写。算法首先利用图像梯度识别身体、肩膀、腰后，计算出一厘米的像素点，既而算出参照物的图像的像素和用户的图像的像素，通过比例变换算法对比得出参数，最后通过双摄进行比对得出参数，比例变换是指有效值图像与参照物图像像素成比例。

其中，通过图像二值化及梯度变换，将用户图像顶部像素与底部像素位置作减后与参照物图像像素成比例，利用比例变换算法计算出用户身高。

其中，利用累加算法像素激增的原理来识别出用户肩部由此像素与底部像素作减后与参照物图像像素成比例，继而比例变换算出肩高。具体地，通过统计每一个高度层的像素个数，下层像素个数减去上层像素个数，得到的差值即为图像梯度，当差值大于设定值时，则判定像素激增，以此可识别出肩部。

其中，在用户腰间系一条白色带作为辅助工具，图像中此处不会存在像素点，由此像素断开处以下像素减去底部像素与参照物图像像素成比例，既而比例变换算出用户腰高。

除了上述高度测量方法，本发明还提供了一种高度测量装置，应用上述高度测量方法。

该高度测量装置具体包括：

调整模块，用于调整摄像头组与背景板至预设相对位置；

采集模块，用于采集背景板上的参照物的参照物特征参数，参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度；

控制模块，用于控制摄像头组测量摄像头组与背景板之间的测量对象的测量对象参数，测量对象参数包括测量对象的测量高度信息；

计算模块，用于根据测量对象参数与参照物特征参数的比例关系确定测量对象的实际高度。

进一步地，高度测量装置可以基于计算机实现。计算机包括至少一个处理器以及至少一个存储介质；存储介质存储有计算机指令，处理器用于执行计算机指令。存储介质存储计算机指令，当存储介质中的计算机指令被至少一个处理器执行后，实现上述测量方法。计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。

本发明各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的高度测量方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高度测量方法，其特征在于，包括：

调整摄像头组与背景板至预设相对位置；

采集所述背景板上的参照物的参照物特征参数，所述参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度；

控制所述摄像头组测量所述摄像头组与所述背景板之间的测量对象的测量对象参数，所述测量对象参数包括所述测量对象的测量高度信息；

根据所述测量对象参数与所述参照物特征参数的比例关系确定所述测量对象的实际高度。

2.根据权利要求1所述的高度测量方法，其特征在于，所述摄像头组包括下摄像头和设于所述下摄像头上方的上摄像头；

所述测量对象的测量高度信息包括所述上摄像头确定的上测量高度和所述下摄像头确定的下测量高度；

所述根据所述测量对象参数与所述参照物特征参数的比例关系确定所述测量对象的实际高度，包括：

利用所述上测量高度与所述参照物特征参数的比例关系确定上实际高度以及利用所述下测量高度与所述参照物特征参数的比例关系确定下实际高度；

判断所述上实际高度和所述下实际高度的差值是否小于预设阈值；

若是，将所述上实际高度和所述下实际高度的平均值确定为所述测量对象的实际高度。

3.根据权利要求2所述的高度测量方法，其特征在于，所述预设阈值为5cm。

4.根据权利要求2所述的高度测量方法，其特征在于，所述判断所述上实际高度和所述下实际高度的差值是否小于预设阈值中，若差值不小于所述预设阈值，则：

判断所述上实际高度和所述下实际高度是否均大于或均不大于预设分界高度；

若是，则当所述上实际高度和所述下实际高度均大于所述预设分界高度时，将所述上实际高度确定为所述测量对象的实际高度，当所述上实际高度和所述下实际高度均不大于所述预设分界高度时，将所述下实际高度确定为所述测量对象的实际高度。

5.根据权利要求4所述的高度测量方法，其特征在于，所述背景板包括白色底板和设于所述白色底板的边缘的矩形的定位框；

所述调整摄像头组与背景板至预设相对位置，包括：

调整所述上摄像头、所述下摄像头至距所述背景板预设距离的位置；

调整所述上摄像头，使其视角范围的上缘、两个侧缘分别对准所述定位框的上缘、两个侧缘；

调整所述下摄像头，使其视角范围的下缘、两个侧缘分别对准所述定位框的下缘、两个侧缘。

6.根据权利要求5所述的高度测量方法，其特征在于，所述预设距离为2.4米，所述预设分界高度为1.2米，所述下摄像头高0.72米，所述上摄像头高1.2米。

7.根据权利要求1所述的高度测量方法，其特征在于，所述控制所述摄像头组测量所述摄像头组与所述背景板之间的测量对象的测量对象参数之前，还包括：

在所述测量对象上绑定测量带以作为所述测量对象的最高测量位置。

8.根据权利要求1至7任一项所述的高度测量方法，其特征在于，所述控制所述摄像头组测量所述摄像头组与所述背景板之间的测量对象的测量对象参数，包括：

对所述摄像头组获取的测量对象的测量对象图片进行去噪、灰度化、二值化处理；

从所述测量对象图片中提取所述测量对象的图像；

利用直方图列出所述测量对象的有效像素行；

识别从所述测量对象的最高测量位置至底部像素位置对应的像素行数，以作为所述测量对象参数。

9.根据权利要求8所述的高度测量方法，其特征在于，所述采集所述背景板上的参照物的参照物特征参数，所述参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度，包括：利用所述摄像头组获取所述参照物的参照物图片；对所述参照物图片进行去噪、灰度化、二值化处理；从所述参照物图片中提取所述参照物的图像；利用直方图列出所述参照物的有效像素行；识别从所述参照物最高位置至底部像素位置对应的像素行数，以作为所述参照物测量高度；测量所述参照物实际高度，并根据所述参照物测量高度和所述参照物实际高度确定像素与实际长度的比例；

所述根据所述测量对象参数与所述参照物特征参数的比例关系确定所述测量对象的实际高度为:根据所述像素与实际长度的比例、所述测量对象参数确定所述测量对象的实际高度。

10.一种高度测量装置，其特征在于，包括：

调整模块，用于调整摄像头组与背景板至预设相对位置；

采集模块，用于采集所述背景板上的参照物的参照物特征参数，所述参照物特征参数包括参照物实际高度和参照物测量高度；

控制模块，用于控制所述摄像头组测量所述摄像头组与所述背景板之间的测量对象的测量对象参数，所述测量对象参数包括所述测量对象的测量高度信息；

计算模块，用于根据所述测量对象参数与所述参照物特征参数的比例关系确定所述测量对象的实际高度。

Images