CN101865677A - 便携型远距离被摄体的面积测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用激光测量被测对象的距离，并利用内置的摄像装置进行拍摄之后直接能够测量出面积的便携型被摄体面积测量方法。随着激光模块和摄像装置初始化，由上述激光模块向被摄体发射激光，由上述摄像装置拍摄被摄体而获得对应的影像。根据上述激光模块的激光速度以及激光接收时间，计算上述摄像装置与上述被摄体之间的距离。根据上述摄像装置与上述被摄体之间的距离，计算上述被摄体的面积。

Description

便携型远距离被摄体的面积测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量远距离被摄体的距离以及面积的方法，特别涉及一种便于测量方形的特定对象的面积的方法。

背景技术

以往，利用激光测距仪可进行基于三角构图应用方式的面积测量的方法以及产品已被开发和销售，但需要对要测量的对象物横竖地照射六次激光点进行测量。因此，不仅难以用激光点测量对象物的顶点，而且需要较长的时间，因此效率很低。

发明内容

发明要解决的问题

本发明为解决上述的以往技术中存在的问题而做出，其目的在于提供一种用激光测量被测对象的距离并通过内置的摄像装置进行摄影后，能够直接测量出面积的便携型被摄体面积测量方法以及装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明涉及的便携型远距离被摄体的面积测量方法包括以下步骤：随着激光模块和摄像装置的初始化，由上述激光模块向被摄体发射激光；由上述摄像装置拍摄被摄体而获得对应的影像；根据上述激光模块的激光速度以及激光接收时间，计算上述摄像装置与上述被摄体之间的距离；以及根据上述摄像装置与上述被摄体之间的距离，计算上述被摄体的面积。

发明效果

本发明涉及的便携型远距离被摄体的面积测量方法，能够方便且容易地测量出建筑物的屋外广告物(横向型的广告板、突出的广告板、屋顶的广告板等)或者窗框等要测量的方形的特定对象的面积。

附图说明

图1是表示本发明的实施例涉及的便携型被摄体面积测量装置的立体图。

图2是图1所示的便携型被摄体面积测量装置的框图。

图3是表示由图1及图2所示的摄像装置拍摄到的被摄体的影像的图。

图4是用于说明利用图1及图2所示的面积测量应用程序来计算被摄体的面积的原理的图。

图5是用于说明本发明的实施例涉及的便携型被摄体面积测量装置的计算过程的流程图。

附图标记

100：便携型终端；        110：面积测量应用程序；

120：设备驱动部；        130：显示部；

200：闪存卡(compact flash card)；

210：I/O接口部(输入输出接口部)；

220：激光模块；          230：摄像装置；

240：DSP(digital signal processor：数字信号处理部)。

具体实施方式

下面，依据附图详细说明本发明的实施例涉及的便携型远距离被摄体的面积测量方法。

图1是表示本发明的实施例涉及的便携型被摄体面积测量装置的立体图。本发明是移动设备用闪存卡类型的装置，是结合了作为激光测距装置的激光模块220和面积测量用摄像装置230的装置，并且涉及用于测量距离以及面积的装置。通过装置内的激光模块220测量距离，通过摄像装置230测量面积。本发明属于嵌入式设备技术的一种，是需要激光、移动用摄像装置、DSP、以及基于微软(Microsoft)公司的操作***Win CE 5.0的应用程序开发技术的装置。

本发明的实施例涉及的便携型远距离被摄体的面积测量装置包括便携型终端100和闪存卡200。

图2是图1所示的便携型被摄体面积测量装置的框图。

便携型终端100包括面积测量应用程序110、设备驱动部120、显示部130以及中央处理装置140。

当选择了面积测量画面中的图标时，面积测量应用程序110启动并发出初始化指令，当看到被摄体的影像的使用者选择了上述被摄体的各顶点之后再选择面积测量按钮时，发出测量距离指令。作为上述面积测量应用程序110的例子，可以使用基于微软公司的WinCE 5.0的应用程序。

设备驱动部120根据由上述面积测量应用程序110发出的初始化指令，产生驱动信号。作为上述设备驱动部120的例子，可以使用基于微软公司的WinCE 5.0的硬件驱动程序。

显示部130在画面中显示拍摄到的被摄体的影像。

闪存卡200包括I/O接口部210、激光模块220、摄像装置230以及数字信号处理部240。

I/O接口部210用于与上述便携型终端100间的信号及数据的交换。激光模块220响应来自上述便携型终端100的驱动信号而工作，向被摄体发射激光，并接收被上述被摄体反射回来的激光。摄像装置230响应来自上述便携型终端的驱动信号而工作，拍摄上述被摄体，将所生成的上述被摄体的影像提供给上述便携型终端100进行显示。

数字信号处理部240根据上述激光的接收时间及激光速度，计算上述摄像装置230与上述被摄体之间的距离。上述面积测量应用程序110根据来自上述闪存卡200的、上述摄像装置230与上述被摄体的距离，计算上述被摄体的面积。

下面，对利用具有上述结构的便携型远距离被摄体的面积测量装置进行的距离及面积测量方法进行说明。

当使用者在便携型终端的面积测量应用程序110中点击面积测量画面的图标时，面积测量应用程序110被启动，在程序内部通过OS向如PDA那样的便携型终端100的设备驱动部130传递初始化指令。

上述设备驱动部130向CPU 140、I/O接口部210、作为闪存卡200的控制部的DSP 240传递驱动信号，从而使激光模块220及摄像装置230进行初始化(步骤S510)。

此时，激光模块220根据上述驱动信号从发光部向被摄体发射激光脉冲，与此同时，摄像装置230拍摄建筑物的屋外广告物(横向的广告板、突出的广告板、屋顶的广告板等)或者窗框等要测量的方形的特定对象的被摄体，并将所拍摄的影像传输给便携型终端100的显示部130(步骤S520)。

之后，如果在作为便携型终端100的PDA的显示部130的LCD画面中能够看到被摄体的影像，当使用者点击面积测量应用程序110内的面积测量按钮时，面积测量应用程序110发出测量距离指令，并通过设备驱动部130、中央处理装置140以及I/O接口部210传递给控制部DSP 240。

上述DSP 240根据来自上述PDA 100的上述测量距离指令来生成发光停止指令信号，并传递给激光模块220的发光部(未图示)，将最后发出的激光的脉冲通过受光部(未图示)进行处理，从而计算出距离值，即上述摄像装置230与上述被摄体之间的距离a(步骤S530)。此时，根据下面的数学式1能够求出激光距离。

【数学式1】

a＝vt

其中，a为上述摄像装置230与上述被摄体之间的距离，v为激光模块的激光速度；t为激光接收时间。

并且，摄像装置230拍摄被摄体的图像，将拍摄到的图像文件传输至控制部DSP 240。

DSP 240经由I/O接口部210传递至CPU 140、设备驱动部120、面积测量应用程序110，并计算出被摄体的面积，存储到闪存150中。

下面，作为由面积测量应用程序110根据上述摄像装置230与上述被摄体之间的距离a来求出被摄体面积的过程的实施例，参照图3及图4说明在上述被摄体不位于上述摄像装置230的正面位置而位于高于上述摄像模块230的位置的情况下，利用三维图像***将上述摄像装置230所拍摄到的被摄体S保证为实物大小R的过程。图3是表示由图1及图2所示的摄像装置拍摄到的被摄体的影像的图。图4是用于说明由图1及图2所示的面积测量应用程序计算被摄体面积的原理的图。

由于存在上述摄像装置230的位置C与上述被摄体的底边的顶点B之间的距离a：上述被摄体的上边的长度ud＝上述摄像装置230与上述被摄体的上边的顶点A之间的距离b：上述被摄体的底边的长度bd的关系，因此，通过下面的数学式2能够求出上述摄像装置230与上述被摄体的上边的顶点A之间的距离b(步骤S540)。

【数学式2】

$b=\frac{a\×\mathrm{bd}}{\mathrm{ud}}$

例如，如果在上述摄像装置230与上述被摄体的底边的顶点B之间的距离a为6.7m的情况下测出的被摄体的底边长度bd为2m，则将上述数值代入到数学式2中，如数学式3所示地可求出上述被摄体的上边长度ud为1.8m时的、比6.7m远的位置b7.44m。

【数学式3】

$b=\frac{a\×\mathrm{bd}}{\mathrm{ud}}=\frac{6.7\×2}{1.8}=7.44$

参照图4，摄像装置C、上述被摄体的上边顶点A以及上述被摄体的底边顶点B构成三角形ABC，a为线段CB的长度，即上述摄像装置230与上述被摄体的底边顶点B之间的距离；b为线段CA的长度，即上述摄像装置230与上述被摄体的上边顶点A之间的距离；c为线段AB的长度，即实际被摄体的纵向长度；h为上述被摄体的影像中的高度，即在上述三角形ABC中，从上述被摄体的底边顶点B竖直画到上述摄像装置C与上述被摄体的上边顶点A之间的距离b上的铅垂线的垂足H和上述被摄体的底边顶点B之间的距离；C为从上述摄像装置C朝上述被摄体的上边顶点A看时的角度，为锐角。

【数学式4】

$\tan C=\frac{h}{a}$

在此，若利用上述数学式4求C，则能够由以下数学式5表示。

【数学式5】

$C=\frac{h}{a}\×\frac{180}{\mathrm{\π}}$

作为上述被摄体的上边顶点A与底边顶点B之间的线段的实际被摄体的纵向长度c，是通过将上述a、b、C代入到由勾股定理(Pythagorean theorem)导出的三角函数，具体而言是余弦法则c²＝a²+b²-2ab·cos C中，通过数学式6求出的。其中，a为上述摄像装置230与上述被摄体的底边顶点B之间的距离，b为通过数学式2求出的上述摄像装置230与上述被摄体的上边顶点A之间的距离，C为通过数学式5求出的、从上述摄像装置230朝被摄体的上边顶点A看时的角度。

【数学式6】

$c=\sqrt{a^2+b^2-\mathrm{ab}\cos C}=\sqrt{a^2+b^2-2\mathrm{ab}\cos \frac{180h}{\mathrm{a\π}}}$

即，面积测量应用程序110如上所述地利用数学式2至数学式6来求出上述被摄体的纵向长度c(步骤S550)，通过对作为上述被摄体的横向长度的上述三角形的底边长度bd及上述实际被摄体的纵向长度c进行运算，计算出上述被摄体的面积(步骤S560)。

如上所述，利用特定的优选实施例说明了本发明，但本发明不限定于上述实施例，具有本领域通常知识的普通技术人员都能够在不脱离本申请的权利要求中记载的本发明要旨的情况下，进行各种变形。

本发明涉及的便携型远距离被摄体的面积测量装置，能够用于测量建筑物的屋外广告物(横向型广告板、突出的广告板、屋顶的广告板等)或者窗框的面积。

Claims (3)

1.一种便携型远距离被摄体的面积测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

随着激光模块和摄像装置的初始化，上述激光模块向被摄体发射激光，并且，由上述摄像装置拍摄上述被摄体而获得对应的影像；

根据上述激光模块的激光速度及激光接收时间，计算上述摄像装置与上述被摄体之间的距离；以及

根据上述摄像装置与上述被摄体之间的距离，计算上述被摄体的面积。

2.如权利要求1所述的便携型远距离被摄体的面积测量方法，其特征在于，

利用数学式a＝vt计算上述摄像装置与上述被摄体之间的距离，其中，a为上述摄像装置与上述被摄体之间的距离，v为上述激光模块的激光速度，t为激光接收时间。

3.如权利要求1所述的便携型远距离被摄体的面积测量方法，其特征在于，

在上述被摄体是位于比上述激光模块高的位置的方形被摄体的情况下，面积测量应用程序通过数学式

以及数学式来求出上述被摄体的纵向长度，其中，a为上述摄像装置与上述被摄体的底边顶点之间的距离，其相同于上述摄像装置与上述被摄体之间的距离，ud为上述被摄体的上边的长度，b为上述摄像装置与上述被摄体的上边顶点之间的距离，bd为上述被摄体的底边的长度，c为上述被摄体的纵向长度，在由上述摄像装置、上述被摄体的上边顶点以及上述被摄体的底边顶点组成的三角形中，c为上述被摄体的上边顶点与上述被摄体的底边顶点之间的线段，h为上述被摄体的影像中的高度，在上述三角形中是从上述被摄体的底边顶点竖直地画到上述摄像装置与上述被摄体的上边顶点之间的距离b上的铅垂线的垂足和上述被摄体的底边顶点之间的距离；

并且对作为上述被摄体的横向长度的上述三角形的底边长度和上述实际被摄体的纵向长度进行运算，求出上述被摄体的面积。

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