CN115060229A - 运动物体的测量方法和测量装置 - Google Patents

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CN115060229A CN202111166946.1A CN202111166946A CN115060229A CN 115060229 A CN115060229 A CN 115060229A CN 202111166946 A CN202111166946 A CN 202111166946A CN 115060229 A CN115060229 A CN 115060229A
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Abstract

本申请提供了一种运动物体的测量方法和测量装置，可以按照用户需求获取用户自定义的坐标系下运动物体的运动学参数，提高了测量的灵活性和用户体验。该方法包括：测量第一标定物，获得第一坐标系，第一坐标系为相机坐标系；测量第二标定物，获得第二坐标系，第二坐标系为用户自定义坐标系；基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系；基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。

Description

运动物体的测量方法和测量装置
技术领域
本申请涉及立体视觉测量技术领域，尤其涉及一种运动物体的测量方法和测量装置。
背景技术
双目立体视觉(binocular stereo vision)是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备(例如相机)从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算两幅图像中被测物体的对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。
用户可以基于双目立体视觉技术对运动的物体进行测量，使用运动学参数描述物体的运动，例如，使用位移、速度、加速度、角速度以及角加速度等运动学参数。物体的运动是相对的，当使用运动学参数描述物体的运动时，用户需要指定参考坐标系。
在基于双目立体视觉技术测量运动物体的方法中，一般仅能获得相机坐标系(即以两个相机的水平连线及其光路中心构建的坐标系)或者运动物体的自身坐标系下运动物体的运动学参数，无法按照用户需求灵活获得其他坐标系(例如地面坐标系或者用户自定义的任意坐标系)下运动物体的运动学参数，用户体验不好。
发明内容
本申请提供了一种运动物体的测量方法和测量装置，可以按照用户需求获取用户自定义的坐标系下运动物体的运动学参数，提高了测量的灵活性和用户体验。
第一方面，本申请提供了一种运动物体的测量方法，包括：测量第一标定物，获得第一坐标系，第一坐标系为相机坐标系；测量第二标定物，获得第二坐标系，第二坐标系为用户自定义坐标系；基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系；基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
相机坐标系即以两个相机的水平连线及其光路中心构建的坐标系。
第一标定物用于获得相机坐标系。第二标定物用于获得用户自定义坐标系。
用户自定义坐标系可以为坐标轴之间均为直角的坐标系或者坐标轴之间不成直角的任意坐标系，例如，地面坐标系或者任意坐标系。
第二标定物可以正方体或者长方体，本申请实施例不做限定。
运动参数可以包括运动物体触地时，运动物体的自身坐标系相对于第二坐标系所旋转的角度。
本申请实施例提供的运动物体的测量方法，基于双目立体视觉技术测量运动物体，可以根据相机坐标系，重建用户自定义的坐标系，实现在用户自定义的坐标系下描述被测物体的运动，可以按照用户需求获取用户自定义的坐标系下运动物体的运动学参数，提高了测量的灵活性和用户体验。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一坐标系和第二坐标系之间的差值包括：第一坐标系中的第一坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第四坐标轴平行的第一角度、第一坐标系中的第二坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第五坐标轴平行的第二角度以及第一坐标系中的第三坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中第六坐标轴平行的第三角度，第一方向为顺时针方向或者逆时针方向；基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系，包括：将第一坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴以及第三坐标轴分别根据第一角度、第二角度以及第三角度按第一方向旋转，重建第二坐标系。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，运动参数包括运动物体触地时，运动物体的自身坐标系相对于第二坐标系所旋转的角度。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第二标定物上包括第一标记点、第二标记点以及第三标记点；测量第二标定物，获得第二坐标系，包括：根据第一标记点和第二标记点，得到第四坐标轴；根据第一标记点和第三标记点，得到第五坐标轴；根据第一坐标轴和第二坐标轴，得到第六坐标轴；根据第四坐标轴、第五坐标轴以及第六坐标轴，得到第二坐标系。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在测量第二标定物，获得第二坐标系之前，方法还包括：检测到用户的建立坐标系的指令；响应于建立坐标系的指令，显示第一界面，第一界面显示有第二标定物的图像；检测到用户在第二标定物的图像上的点击操作，点击操作用于标记第一标记点、第二标记点以及第三标记点。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第二标定物为长方体或正方体，第二坐标系为地面坐标系。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数，包括：检测到用户的测量指令；响应于测量指令，获取运动物体的图像；根据运动物体的图像，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
本申请实施例提供的运动物体的测量方法，在基于双目立体视觉技术测量运动物体中，为用户提供人机交互的操作，在用户无感知的情况下，实现在用户自定义的坐标系下描述被测物体的运动，提高了测量的灵活性和用户体验。
第二方面，本申请提供了一种运动物体的测量装置，包括：获取模块，用于测量第一标定物，获得第一坐标系，第一坐标系为相机坐标系；测量第二标定物，获得第二坐标系，第二坐标系为用户自定义坐标系；处理模块，用于基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系；获取模块还用于：基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第一坐标系和第二坐标系之间的差值包括：第一坐标系中的第一坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第四坐标轴平行的第一角度、第一坐标系中的第二坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第五坐标轴平行的第二角度以及第一坐标系中的第三坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中第六坐标轴平行的第三角度，第一方向为顺时针方向或者逆时针方向；处理模块还用于：将第一坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴以及第三坐标轴分别根据第一角度、第二角度以及第三角度按第一方向旋转，重建第二坐标系。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，运动参数包括运动物体触地时，运动物体的自身坐标系相对于第二坐标系所旋转的角度。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第二标定物上包括第一标记点、第二标记点以及第三标记点；获取模块还用于：根据第一标记点和第二标记点，得到第四坐标轴；根据第一标记点和第三标记点，得到第五坐标轴；根据第一坐标轴和第二坐标轴，得到第六坐标轴；根据第四坐标轴、第五坐标轴以及第六坐标轴，得到第二坐标系。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，装置还包括检测模块；检测模块用于：检测到用户的建立坐标系的指令；处理模块还用于：响应于建立坐标系的指令，显示第一界面，第一界面显示有第二标定物的图像；检测模块还用于：检测到用户在第二标定物的图像上的点击操作，点击操作用于标记第一标记点、第二标记点以及第三标记点。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第二标定物为长方体或正方体，第二坐标系为地面坐标系。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，装置还包括检测模块；检测模块还用于：检测到用户的测量指令；获取模块还用于：响应于测量指令，获取运动物体的图像；根据运动物体的图像，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
第三方面，本申请提供了一种运动物体的测量装置，包括处理器，该处理器与存储器耦合，可用于执行存储器中的指令，以实现上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。可选地，该运动物体的测量装置还包括存储器。可选地，该运动物体的测量装置还包括通信接口，处理器与通信接口耦合。
第四方面，本申请提供了一种处理器，包括：输入电路、输出电路和处理电路。处理电路用于通过输入电路接收信号，并通过输出电路发射信号，使得处理器执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
在具体实现过程中，上述处理器可以为芯片，输入电路可以为输入管脚，输出电路可以为输出管脚，处理电路可以为晶体管、门电路、触发器和各种逻辑电路等。输入电路所接收的输入的信号可以是由例如但不限于接收器接收并输入的，输出电路所输出的信号可以是例如但不限于输出给发射器并由发射器发射的，且输入电路和输出电路可以是同一电路，该电路在不同的时刻分别用作输入电路和输出电路。本申请对处理器及各种电路的具体实现方式不做限定。
第五方面，本申请提供了一种处理装置，包括处理器和存储器。该处理器用于读取存储器中存储的指令，并可通过接收器接收信号，通过发射器发射信号，以执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
可选地，处理器为一个或多个，存储器为一个或多个。
可选地，存储器可以与处理器集成在一起，或者存储器与处理器分离设置。
在具体实现过程中，存储器可以为非瞬时性(non-transitory)存储器，例如只读存储器(read only memory，ROM)，其可以与处理器集成在同一块芯片上，也可以分别设置在不同的芯片上，本申请对存储器的类型以及存储器与处理器的设置方式不做限定。
应理解，相关的数据交互过程例如发送指示信息可以为从处理器输出指示信息的过程，接收能力信息可以为处理器接收输入能力信息的过程。具体地，处理输出的数据可以输出给发射器，处理器接收的输入数据可以来自接收器。其中，发射器和接收器可以统称为收发器。
上述第五方面中的处理装置可以是一个芯片，该处理器可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现，当通过硬件实现时，该处理器可以是逻辑电路、集成电路等；当通过软件来实现时，该处理器可以是一个通用处理器，通过读取存储器中存储的软件代码来实现，该存储器可以集成在处理器中，可以位于该处理器之外，独立存在。
第六方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序(也可以称为代码，或指令)当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
第七方面，本申请提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括：计算机程序(也可以称为代码，或指令)，当计算机程序被运行时，使得计算机执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种物体自身坐标系的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种测量运动物体的场景示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种测量运动物体的场景示意图；
图4为本申请实施例提供的一种手机机体受损的场景示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种手机机体受损的场景示意图；
图6为一种测量手机机体受损时的姿态的场景示意图；
图7为另一种测量手机机体受损时的姿态的场景示意图；
图8为又一种测量手机机体受损时的姿态的场景示意图；
图9为本申请实施例提供的一种运动物体的测量方法的示意性流程图；
图10为本申请实施例提供的一种获得测量头坐标系的示意图；
图11为本申请实施例提供的一种获得地面坐标系的示意图；
图12为本申请实施例提供的一种获得自定义坐标系的示意图；
图13为本申请实施例提供的另一种运动物体的测量方法的示意性流程图；
图14为本申请实施例提供的一种测量软件的界面示意图；
图15为本申请实施例提供的一种自定义坐标系功能的界面示意图；
图16为本申请实施例提供的另一种自定义坐标系功能的界面示意图；
图17为本申请实施例提供的又一种运动物体的测量方法的示意性流程图；
图18为本申请实施例提供的一种运动物体的测量装置的示意性流程图；
图19为本申请实施例提供的又一种运动物体的测量装置的示意性流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一补偿角和第二补偿角是为了区分不同的补偿角，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本申请中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
此外，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a、b和c中的至少一项(个)，可以表示：a，或b，或c，或a和b，或a和c，或b和c，或a、b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
双目立体视觉是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备(例如相机)从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算两幅图像中被测物体的对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。双目立体视觉融合了两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别，使用户可以获得明显的深度感，采用双目立体视觉可以建立特征间的对应关系，将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来。
双目立体视觉方法具有效率高、精度合适、***结构简单、成本低等优点，非常适合于制造现场的在线、非接触产品的检测和质量控制。对运动物体的测量，由于图像获取是在瞬间完成的，因此，双目立体视觉方法是一种更有效的测量方法。
具体而言，在物体运动的过程中，用户可以在运动物体(即被测对象)上粘贴标记点，并通过高速摄影拍摄该运动物体，根据拍摄到的图像可以得到标记点随时间推移的运动轨迹，进而根据标记点的运动轨迹和运动时间，基于该运动物体所处的双目拍摄范围内的三维空间坐标系，计算得到该运动物体的速度、角度、角速度、加速度、角加速度等一系列运动学参数，以便用户根据这些运动学参数了解物体的运动情况，对运动物体做进一步研究。
由于物体的运动都是相对的，当使用运动学参数描述物体的运动时，需要指定参考的坐标系。因此，为了能够更好地理解本申请实施例，下面对本申请实施例所涉及的坐标系进行介绍。
1、地面坐标系：也可以称为“大地坐标系”，是指固定在地球表面的坐标系，能够体现出运动物体相对于大地的运动特征。示例性地，地面坐标系可以包括OX、OY和OZ三个坐标轴，其中，OX轴指向地面平面的任意方向，OZ轴铅垂向上，OY与OZ轴构成的平面垂直，构成右手坐标系。
2、测量头坐标系：也可以称为“相机坐标系”，是指以双目立体视觉方法中的两个相机的水平连线及其光路中心构建的坐标系。
3、物体自身坐标系：是指以物体自身的某一点为原点，与物体的边平行的直线定义坐标轴建立的坐标系。
物体自身坐标系可以以与物体的边平行的直线定义坐标轴，故物体自身坐标系与物体自身的形状相关。例如，若物体为长方体或者正方体，坐标轴之间的角度均是直角；若物体为三棱柱，坐标轴之间的角度可以不成直角。
物体自身坐标系可以包括x、y和z三个坐标轴，其中，xyz中的x轴、y轴以及z轴可以满足以下两个条件：
1)x轴、y轴或者z轴为物体的边中任一边所在的直线或者平行于物体的边的直线；
2)x轴、y轴以及z轴可以相交于一点。
示例性地，图1示出了一种物体自身坐标系的示意图。如图1所示，物体为长方体，长方体包括8个顶点、6个平面以及8条边，该8个顶点分别为a、b、c、d、e、f、g以及h，该6个平面分别为平面abcd、平面abef、平面aehd、平面bfgc、平面efgh以及平面dcgh，该8条边分别为ab、cd、ef、gh、ad、bc、eh以及fg。
物体自身坐标系可以以该8个顶点的任一顶点为原点，也可以以该6个平面中任一点为原点，还可以以该8条边上任意一点为原点。
在图1中，以d点为原点建立坐标系，以边dc所在的直线定义坐标轴x轴、以边da所在的直线定义y轴，以边dh所在的直线定义z轴，得到物体自身坐标系xyz。
应理解，该物体自身坐标系xyz的建立仅仅为一个示例，本申请实施例对此不做限定。
4、任意坐标系：是指用户定义的任意选定原点和坐标轴的坐标系，该坐标系满足某一条坐标轴垂直于另两条坐标轴构成的平面，该平面的两条坐标轴的夹角范围可以为(0,180)，即用户选择的坐标系中可以存在两条坐标轴之间的角度是任意的。
任意坐标系可以包括上述地面坐标系、测量头坐标系或者物体自身坐标系，还可以为用户定义的其他坐标系，本申请实施例对此不作限定。
下面，以参考坐标系为上述测量头坐标系为例，结合图2和图3详细描述基于双目立体视觉的测量方法。
示例性地，图2示出了一种基于双目立体视觉技术测量运动物体的场景示意图。如图2所示，该场景中包括相机1、相机2、支架、墙壁以及被测物体。相机1和相机2可以拍摄被测物体，得到被测物体的图像。被测物体紧挨墙壁从上到下运动。相机1和相机2固定在支架上，当被测物体运动时，相机1和相机2可以分别绕支架的固定点上下左右旋转以拍摄到被测物体。
被测物体运动到图2所示的位置时，由相机1和相机2的水平连线及其光路中心(即光路1和光路2)构建测量头坐标系abc，该测量头坐标系abc包括a轴、b轴和c轴。相机1和相机2拍摄被测物体，可以得到两幅被测物体的图像，根据两幅图像中被测物体的对应点之间的位置偏差，可以得到被测物体以该测量头坐标系abc为参考坐标系，在图2所示位置的三维坐标(x1，y1，z1)。
当被测物体沿墙壁向下运动时，相机1和相机2的视角可以随着被测物体的运动绕支架的固定点向下旋转。当被测物体沿墙壁向下运动到图3所示的位置时，由于相机1和相机2的光路发生了变化，相机1和相机2的水平连线及其光路中心(即光路3和光路4)构建的坐标系从测量头坐标系abc变化成测量头坐标系a1b1c1，该测量头坐标系a1b1c1包括a1轴、b1轴和c1轴。相机1和相机2拍摄被测物体，可以得到两幅被测物体的图像，根据两幅图像中被测物体的对应点之间的位置偏差，可以得到被测物体以该测量头坐标系a1b1c1为参考坐标系，在图3所示位置的三维坐标(x2，y2，z2)。
根据三维坐标(x1，y1，z1)和三维坐标(x2，y2，z2)，可以得到被测物体的位移，根据该位移和相机(相机1和相机2)拍摄图像的时间间隔，可以得到被测物体的速度。
由此可知，基于双目立体视觉测量运动物体，得到的运动学参数是基于测量头坐标系的，且测量头坐标系可以随着被测物体的运动变化。
下面，以手机跌落测试场景为例，对基于双目立体视觉技术测量运动物体的方法进行详细说明。
手机跌落测试主要测试的是手机从一定高度坠落，是否可以出现机体不会受损的现象。其中，手机可以以自由落体从一定高度坠落。机体受损可以包括手机的屏幕碎裂、手机外壳破碎、手机外壳完好但内部器件损坏等。
示例性地，手机的跌落高度可以为1米，手机坠落时可以分别从手机的6个面坠落，即手机的正面、背面、上面、下面、左面以及右面。手机还可以分别从手机的3边坠落，即手机的长、宽以及高。
本申请实施例研究手机从一定高度坠落，与地面发生碰撞产生机体受损时的姿态，便于后续加强手机受损部位后，以机体受损时的姿态从一定高度坠落测试是否可以使机体不会受损，从而测试加强手机受损部位的有效性。
例如，图4示出了一种手机机体受损的场景示意图。手机以正面朝向测试人员从一定高度以自由落体向下坠落，与地面发生碰撞后屏幕破裂。测试人员需要了解手机触地时的姿态，例如，手机的长边与地面的夹角是多少度，手机的短边与地面的夹角是多少度，手机的屏幕是否倾斜等等。
又如，图5示出了另一种手机机体受损的场景示意图。手机以正面朝向测试人员从一定高度以自由落体向下坠落，与地面发生碰撞后手机机体未受损，但手机与地面碰撞发生翻转后，发生二次触地，导致屏幕破裂。测试人员需要了解手机第一次触地后的翻转角度和二次触地时的姿态。例如，手机在触地后的0.1毫秒内翻转的角度、角速度以及角加速度以及经过0.5毫秒后二次触地时的姿态等等。
本申请实施例基于双目立体视觉测量手机从一定高度坠落与地面发生碰撞产生机体受损时的运动和姿态。
在一种可能的实现方式中，基于双目立体视觉可以得到以测量头坐标系为参考坐标系的手机机体受损时的姿态。示例性地，图6示出了一种基于双目立体视觉测量手机机体受损时的姿态的场景示意图。如图6所示，测量手机机体受损时的姿态的场景中包括相机1、相机2、支架以及手机。其中，相机1和/或相机2除具有拍照功能外，还可以具有处理运算的功能和显示的功能。应理解，为了凸显手机的姿态，图6中手机以长方体的形式显示。
手机通过自由落体与地面发生碰撞时，手机机体受损。相机1和相机2可以拍摄手机触地的图像，相机1和相机2的水平连线及其光路中心(即光路5和光路6)构建测量头坐标系a2b2c2，该测量头坐标系a2b2c2包括a2轴、b2轴以及c2轴。相机1和相机2拍摄到手机触地的图像，可以得到以测量头坐标系a2b2c2为参考坐标系的手机触地的姿态，即手机触地时相对于a2轴、b2轴以及c2轴的角度。
应理解，相机1和/或相机2中安装有测量软件，测试人员可以使用该测量软件设置相机1和相机2每两次拍摄图像的时间间隔，也可以显示相机1和相机2拍摄的手机的图像，还可以根据相机1和相机2拍摄的手机的图像计算得到手机的姿态，也可以建立物体自身坐标系。
测试人员可以使用该测量软件建立手机自身坐标系x1y1z1，该坐标系x1y1z1包括x1轴、y1轴和z1轴。手机触地时相对于a2轴、b2轴以及c2轴的角度可以为x1轴、y1轴和z1轴相对于a2轴、b2轴以及c2轴的角度。若以顺时针为正，图6所示的手机触地时相对于a2轴、b2轴以及c2轴的角度例如可以为(-45°、-15°、-30°)。该角度可以通过相机1和/或相机2显示。
当开发人员对手机机体进行加强后，测试人员可以将手机以上述触地的姿态自由落地进行坠落测试，测量加强手机受损部位的有效性。由于上述手机触地的姿态是以测量头坐标系a2b2c2为参考坐标系测量的，测试人员需要以该测量头坐标系a2b2c2设置手机的初始姿态，通过相机1和相机2拍摄的图像判断手机坠地时机体是否受损。
在另一种可能的实现方式中，基于双目立体视觉可以得到以手机自身坐标系为参考坐标系的手机机体受损时的姿态。示例性地，图7示出了另一种基于双目立体视觉测试手机机体受损时的姿态的场景示意图。测试手机机体受损时的姿态的场景中包括相机1、相机2、支架、手机、测试人员以及台式电脑。其中，台式电脑包括显示屏和主机，显示屏具有显示的功能，主机可以具有处理运算的功能。相机1和相机2可以仅具有拍照功能。应理解，本申请实施例中的台式电脑仅仅为一个示例。
台式电脑上显示的软件可以是与相机1以及相机2配套的测量软件，可以通过有线或者无线的方式与相机1和相机2连接。当该测量软件与相机1和相机2连接后，可以设置相机1和相机2每两次拍摄图像的时间间隔，也可以显示相机1和相机2拍摄的手机的图像，还可以根据相机1和相机2拍摄的手机的图像计算得到手机的姿态，也可以建立物体自身坐标系。
该测量软件的菜单栏包括新建、编辑以及视图。应理解，该菜单栏仅仅为一个示例，本申请实施例对该菜单栏包括的功能不做限定。该测量软件的界面还显示有保存图标、撤回图标、最小化图标、最大化图标以及关闭图标，测试人员可以通过点击保存图标、撤回图标、最小化图标、最大化图标或者关闭图标实现保存文件、撤回操作、最小化界面、最大化界面或者关闭界面等需求。
如图7所示，测试人员可以通过测量软件建立手机自身坐标系xyz，并将手机自身坐标系xyz设为参考坐标系，手机触地后，手机的姿态发生了改变，手机自身坐标系从xyz变为x1y1z1。以手机自身坐标系xyz为参考坐标系，手机触地的姿态即手机触地时的自身坐标系x1y1z1中x1轴、y1轴和z1轴相对于x轴、y轴以及z轴的角度。若以顺时针为正，图7所示的手机触地时相对于x轴、y轴以及z轴的角度可以为(-10°、-5°、-10°)，该角度可以显示在台式电脑的显示屏上。
当开发人员对手机机体进行加强后，测试人员需要将手机以上述触地的姿态自由落地进行坠落测试，测量加强手机受损部位的有效性。由于上述手机触地的姿态是以手机自身坐标系xyz为参考坐标系测量的，测试人员需要以该手机自身坐标系xyz设置手机的初始姿态，通过相机1和相机2拍摄的图像判断手机坠地时机体是否受损。
在基于双目立体视觉技术运动物体的方法中，一般仅能获得相机坐标系(即以两个相机的水平连线及其光路中心构建的坐标系)或者运动物体的自身坐标系下运动物体的运动学参数，无法按照用户需求灵活获得其他坐标系(例如地面坐标系或者用户自定义的任意坐标系)下运动物体的运动学参数，用户体验不好。
目前，测试人员可以通过在相机1和相机2的拍摄视角范围内放置标定物的方式，以地面坐标系为参考坐标系，测量运动物体。示例性地，图8示出了又一种基于双目立体视觉测量手机机体受损时的姿态的场景的示意图。如图8所示，测量运动物体的场景中包括相机1、相机2、支架、标定物A、手机、测试人员以及台式电脑。其中，台式电脑包括显示屏和主机，显示屏具有显示的功能，主机可以具有处理运算的功能，且台式电脑上安装有测量软件。相机1和相机2可以仅具有拍照功能。应理解，本申请实施例中的台式电脑仅仅为一个示例。
测试人员将标定物A放置在地面上，且放置在相机1和相机2的视角内，被测物体坠落在地面上，也在相机1和相机2的视角内。标定物A为正方体，该标定物A上可以设有标记点1、标记点2以及标记点3。其中，标记点1和标记点2所在的直线平行于正方体的边所在的直线，标记点1和标记点3所在的直线平行于正方体的边所在的直线。该标定物A的边以及平面是与地面坐标系中的坐标轴平行或垂直的，故该标定物A可以用于建立地面坐标系。手机上贴有标记点4、标记点5以及标记点6，标记点4、标记点5以及标记点6可以用于建立自身坐标系x1y1z1。
测试人员可以根据相机1和相机2拍摄的标定物A和手机的图像，利用测量软件建立地面坐标系uvw和被测物体自身的坐标系x1y1z1，进而根据自身坐标系地面坐标系uvw和被测物体自身的坐标系x1y1z1，得到手机触地的姿态，即u轴、v轴以及w轴相对于x1轴、y1轴和z1轴的角度。
但该方法存在两个缺点：
1)相机1和相机2存在有效测量体积，当相机1和相机2存在标定物A和被测物体时，标定物A和被测物体均需要在相机1和相机2的有效测量体积内，相机1和相机2的有效测量体积较小，并没有多余的空间存放标定物A。
2)标定物A放置在地面上，被测物体从一定高度自由落地坠落到地面，可能会和标定物A发生碰撞，导致标定物A的位置或者姿态发生改变，进而导致参考坐标系改变。
有鉴于此，本申请实施例提供一种运动物体的测量方法和***，在基于双目立体视觉技术测量运动物体中，可以以用户自定义的坐标系为参考坐标系描述物体的运动，同时可以不占用双目相机的有效测量体积，且参考坐标系不易改变，提升用户体验。
图9为本申请实施例提供的一种运动物体的测量方法900，该方法900可以由安装测量软件的终端设备执行，例如，手机、平板电脑、个人计算机(personal computer，PC)、台式电脑、智慧屏、人工智能(artificial intelligence，AI)设备、增强现实技术(augmentedreality，AR)设备、虚拟现实(virtual reality，VR)设备等。应理解，本申请的实施例对终端设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。该方法900还可以由安装测量软件的成像设备执行，该成像设备可以具有拍照功能，还可以具有处理运算的功能和显示的功能。
本申请实施例的方法900可以适用于基于立体双目视觉测量运动物体的场景，例如，上述图2至图5中的任一个场景。
该方法900可以包括以下步骤：
S901、根据相机1或相机2拍摄的标定物B的图像，得到测量头坐标系。
终端设备可以根据相机1或相机2拍摄的厂商提供的标定物B的图像，计算得到测量头坐标系abc。
示例性地，图10示出了一种获得测量头坐标系的示意图。如图10所示，标定物B是厂商提供的，且是由精密的陶瓷材料制作。该精密的陶瓷材料在受热、受冷、干燥、潮湿的环境下变化均非常小，可以忽略不计。
该标定物B的图像可以用于计算测量头坐标系。该标定物B上有很多标记点，该标记点的大小以及个数是固定的，标记点排布和不同标记点之间的距离是通过精密计算的。
测试人员可以将标定物B放在相机1和相机2的视角中、且放置在地面上。测试人员可以控制相机1和相机2拍摄该位置下的标定物B的一组图像(即该位置下的两幅图像)。然后测试人员将标定物B分别向前、向后、向左、向右、向左倾斜、向右倾斜、向左前倾斜、向左后倾斜、向右前倾斜、向右后倾斜、向上俯仰、向下俯仰，并分别通过相机1和相机2拍摄标定物B的图像，可以得到十二组图像。应理解，相机1和相机2一共拍摄了标定物B的十三组图像。
测试人员可以在测量软件上导入标定物B的十三组图像，应理解，图10中示出了该十三组图像中的部分图像，终端设备(即台式电脑)可以根据标定物B上的标记点在每一组图像中的位置差异、标记点在标定物B上的实际位置差异以及相机的视角建立一个方程，可以建立包括十三个方程的方程组，对该方程组求解，进而得到测量头坐标系abc。
S902、根据测量头坐标系，构建测试人员自定义的坐标系。
终端设备构建测试人员自定义的坐标系包括：
1)根据相机1或相机2拍摄的标定物C的图像，得到测试人员自定义的坐标系。标定物C用于建立自定义的坐标系。
2)根据测量头坐标系abc和测试人员自定义的坐标系u1v1w1，得到第一补偿角、第二补偿角以及第三补偿角，该第一补偿角为坐标轴a顺时针旋转到与坐标轴u1平行的角度，第二补偿角为坐标轴b顺时针旋转到与坐标轴v1平行的角度，第三补偿角为坐标轴c顺时针旋转到与坐标轴w1平行的角度。
示例性地，第一补偿角可以称为横滚角，第二补偿角可以称为俯仰角，第三补偿角可以称为航向角。
可选地，上述第一补偿角也可以为坐标轴a逆时针旋转到与坐标轴u1平行的角度，第二补偿角也可以为坐标轴b逆时针旋转到与坐标轴v1平行的角度，第三补偿角也可以为坐标轴c逆时针旋转到与坐标轴w1平行的角度。
3)根据测量头坐标系abc、第一补偿角、第二补偿角以及第三补偿角，构建测试人员自定义的坐标系u1v1w1。
终端设备可以将测量头坐标系abc中的a轴、b轴以及c轴分别按顺时针方向旋转第一补偿角、第二补偿角以及第三补偿角，得到测试人员自定义的坐标系u1v1w1。
上述测试人员自定义的坐标系可以是坐标轴之间均为直角的坐标系(例如地面坐标系)或者坐标轴之间不成直角的任意坐标系。
在一种可能的实现方式中，标定物C可以用于建立坐标轴之间均为直角的坐标系，例如，地面坐标系。该标定物C可以为上述标定物A，用于建立地面坐标系。该标定物C也可以为其他可以建立地面坐标系的标定物，本申请实施例不做限定。终端设备可以根据相机1和相机2拍摄的标定物C的图像，得到坐标轴之间均为直角的坐标系u1v1w1。
示例性地，图11示出了一种获得地面坐标系的示意图。如图11所示，标定物C为正方体，该标定物C上可以设有标记点1、标记点2以及标记点3。其中，标记点1和标记点2所在的直线平行于正方体的边所在的直线，标记点1和标记点3所在的直线平行于正方体的边所在的直线。
测试人员可以将标定物C放在相机1和相机2的视角中、且放置在地面上。测试人员可以控制相机1和相机2拍摄该位置下的标定物C的两幅图像。测试人员可以在测量软件上导入标定物C的图像，然后通过点击标记点确定坐标轴，得到地面坐标系。
例如，测试人员点击标定物C上的标记点1，再点击标记点2。终端设备检测到测试人员先点击标记点1的操作，再点击标记点2的操作，终端设备显示由标记点1指向标记点2的u1轴。测试人员点击标定物C上的标记点1，再点击标记点3。终端设备检测到测试人员先点击标记点1的操作，再点击标记点3的操作，终端设备显示由标记点1指向标记点3的w1轴。终端设备可以在测量软件上显示u1轴和w1轴确定的平面的法线，该法线包括标记点1，且在该法线上显示两个方向的v1轴，该两个方向的v1轴的原点可以是标记点1。测试人员可以点击任意一个方向的v1轴，将其确定为坐标系u1v1w1中的v1轴。如图11所示，终端设备检测到测试人员点击坐标轴的操作后，显示坐标系u1v1w1。
应理解，测试人员可以在标定物C的图像上点击标定物C上的任意一点确定为坐标系u1v1w1的原点。在测试人员未进行点击操作时，原点可以自动为标记点1。
若被测物体为手机，手机上可以贴有标记点4、标记点5以及标记点6。终端设备可以采用上述方法得到被测物体的自身坐标系x1y1z1。
在另一种可能的实现方式中，标定物C可以用于建立坐标轴之间不成直角的坐标系。测试人员将标定物C放置在相机1和相机2的视角内，终端设备可以根据相机1和相机2拍摄的标定物C的图像，得到任意坐标系u1v1w1。本申请实施例对该任意坐标系中坐标轴的角度不做限定。
应理解，该任意坐标系是测试人员希望在该坐标系上描述被测物体的姿态。
示例性地，图12示出了一种获得测试人员自定义坐标系的场景示意图。标定物C为三棱锥。该标定物C上贴有标记点7、标记点8以及标记点9。其中，标记点7和标记点8所在的直线平行于三棱锥的边所在的直线，标记点7和标记点9所在的直线平行于三棱锥的边所在的直线。
测试人员可以将标定物C放在相机1和相机2的视角中、且放置在地面上。测试人员可以控制相机1和相机2拍摄该位置下的标定物C的两幅图像。测试人员可以在测量软件上导入标定物C的图像，然后通过点击标记点确定坐标轴，得到测试人员自定义的任意坐标系u1v1w1。
具体操作过程可以参照上述操作，此处不再赘述。如图12所示，终端设备检测到测试人员点击坐标轴的操作后，显示坐标系u1v1w1。该坐标系u1v1w1为测试人员自定义的任意坐标系。
S903、根据相机1或相机2拍摄的被测物体的图像，以测试人员自定义的坐标系为参考坐标系描述被测物体的姿态。
根据相机1或相机2拍摄的被测物体的图像，终端设备可以根据被测物体上的标记点，得到被测物体自身的坐标系x1y1z1。根据被测物体自身的坐标系x1y1z1和测试人员自定义的坐标系u1v1w1，得到被测物体的姿态。
若被测物体为手机，手机的姿态可以通过角度i、j以及k表示，即坐标轴x1顺时针旋转到与坐标轴u1平行的角度为手机的宽边与地面的夹角i，坐标轴y1顺时针旋转到与坐标轴v1平行的角度为手机的高与地面的夹角j，坐标轴z1顺时针旋转到与坐标轴w1平行的角度为手机的长边与地面的夹角k。
本申请实施例提供的运动物体的测量方法，基于双目立体视觉技术测量运动物体，可以根据测量头坐标系，构建测试人员自定义的任意坐标系，实现以测试人员自定义的任意坐标系描述被测物体的运动，可以按照用户需求获取用户自定义的坐标系下运动物体的运动学参数，提高了测量的灵活性和用户体验。此外，该方法可以不需要将标定物放置在相机1和相机2的视角内，可以节省测量空间，同时可以避免被测物体坠落与标定物碰撞导致参考坐标系变化的问题。
在上述方法900中，终端设备可以得到被测物体坠落至地面的姿态，当被测物体坠落至地面继续发生运动时，终端设备可以通过高速摄像连续拍摄被测物体的图像，得到被测物体的速度、加速度、角度、角速度以及角加速度等运动学参数，若被测物体为手机，在运动过程中发生二次碰撞导致机体受损，也可以得到手机机体受损的姿态。
示例性地，终端设备可以获得相机1和相机2相邻拍照的时间间隔t，也可以得到两次拍照时被测物体的三维信息，可以根据被测物体的三维信息计算得到被测物体在时间间隔t内的位移s，根据位移s和时间间隔t，得到速度v。
示例性地，终端设备可以根据第一次拍照时被测物体的三维信息，以测试人员自定义的坐标系为参考坐标系，得到被测物体的初始姿态，终端设备可以根据第二次拍照时被测物体的三维信息，以测试人员自定义的坐标系为参考坐标系，得到被测物体的运动姿态，根据被测物体的初始姿态和被测物体的运动姿态，可以得到被测物体运动的角度
Figure BDA0003291694930000121
根据角度
Figure BDA0003291694930000122
和时间间隔t，可以得到角速度。
上述方法900可以集成在测量软件中，测试人员可以通过人机交互的操作，实现在测试人员自定义的坐标系下测量运动物体。从测试人员操作测量软件的角度，本申请实施例提供了另一种运动物体的测量方法。
图13为本申请实施例提供的另一种运动物体的测量方法1300，该方法可以由安装测量软件的终端设备执行或者成像设备执行。该方法适用于基于立体双目视觉测量运动物体的场景，例如，上述图2至图5中的任一个场景。
该方法1300可以包括以下步骤：
S1301、检测到测试人员点击自定义坐标系选项的操作，显示自定义坐标系的界面。
测量软件中可以增加自定义坐标系选项，测试人员可以通过点击自定义坐标系选项，自定义任意坐标系为参考坐标系。
示例性地，图14为本申请实施例提供的一种测量软件的界面示意图。如图14中的a界面所示，自定义坐标系选项可以在编辑菜单栏中。应理解，编辑菜单栏中还可以包括其他选项，本申请实施例对此不做限定。
当终端设备检测到测试人员点击编辑菜单栏，可以显示自定义坐标系选项。当终端设备检测到测试人员点击自定义坐标系选项，可以显示自定义坐标的界面，如图14中的b界面所示。在图14中的b界面中，界面上可以显示提示信息，该提示信息的内容可以包括“请将贴有标记点的标定物放入双目相机的视角内”，用于提示测试人员将标定物放入双目相机的视角内。
贴有标记点的标定物可以为上述标定物C。
S1302、检测到测试人员导入相机1或相机2拍摄的图像时，显示图像，该图像中包括贴有至少三个标记点的标定物，该标定物的边和平面是与测试人员自定义的坐标系的坐标轴平行或者垂直的。
示例性地，测试人员自定义的坐标系为地面坐标系。标定物可以为上述标定物C。图15示出了一种自定义坐标系功能的界面示意图。如图15中的a界面所示，终端设备检测到测试人员导入相机1或相机2拍摄的标定物C图像时，显示标定物C的图像。该标定物C包括标记点1、标记点2以及标记点3。
S1303、检测到测试人员点击该至少三个标记点中标记点1的操作，且检测到测试人员点击该至少三个标记点中标记点2的操作，显示从标记点1指向标记点2的坐标轴u1。
S1304、检测到测试人员点击该至少三个标记点中标记点1的操作，且检测到测试人员点击该至少三个标记点中标记点3的操作，显示从标记点1指向标记点3的坐标轴w1。
示例性地，如图15中的a界面所示，终端设备显示标定物C的图像后，可以显示提示信息，该提示信息的内容可以包括“请定义坐标轴”，用于提示测试人员定义坐标轴，测试人员可以在标定物C的图像上点击标记点1。如图15中的b界面所示，测试人员在标定物C的图像上点击标记点2，终端设备检测到测试人员点击标记点1的操作，且检测到测试人员点击标记点2的操作，显示从标记点1指向标记点2的坐标轴u1。
如图16中的a界面所示，终端设备检测到测试人员点击标记点1的操作，且检测到测试人员点击标记点3的操作，显示从标记点1指向标记点3的坐标轴w1。
S1305、检测到坐标轴u1和坐标轴w1后，显示坐标轴u1和坐标轴w1所在的平面的法线，该法线可以包括标记点1，且在该法线上显示两个方向的坐标轴。
示例性地，如图16中的b界面所示，终端设备显示坐标轴u1和坐标轴w1所在的平面的法线，该法线可以包括标记点1，且在该法线上显示两个方向的坐标轴，并显示提示信息，该提示信息可以包括“请选择第三坐标轴的方向”，用于提示测试人员确定第三坐标轴。
S1306、检测到测试人员点击两个方向的坐标轴中任一坐标轴的操作后，显示坐标系u1v1w1。
示例性地，如图16中的c界面所示，终端设备检测到测试人员点击两个方向的坐标轴中任一坐标轴的操作后，显示坐标系u1v1w1。
S1307、检测到测试人员点击使用坐标系u1v1w1测量运动物体的操作时，以坐标系u1v1w1为参考坐标系，描述被测物体的姿态。
如图16中的c界面所示，终端设备显示坐标系u1v1w1后，可以显示询问信息，该询问信息可以包括“自定义坐标系已完成，是否使用该自定义坐标系测量运动物体”，用于询问测试人员是否使用自定义的坐标系测量运动物体，同时提供“是”选项和“否”选项，当终端设备检测到测试人员点击是选项时，显示图16中的d界面，该界面为测量运动物体的界面，参考坐标系为u1v1w1。
S1307可以包括上述S902中的2)和3)步骤以及S903。
本申请实施例提供的运动物体的测量方法，在基于双目立体视觉技术测量运动物体中，为测试人员提供人机交互界面，在测试人员无感知的情况下，实现以测试人员自定义的坐标系为参考坐标系描述被测物体的运动，提高了测量的灵活性和用户体验。
作为一个可选的实施例，在测量软件中可以增加地面坐标系的选项，测量软件的开发人员可以在开发时，利用上述方法S901和S902，构建地面坐标系。终端设备检测到测试人员点击地面坐标系时，显示开发人员后构建好的坐标系。
本申请实施例提供另一种运动物体的测量方法，该方法可以包括：基于上述S901所述的方法，获得测量头坐标系，并以测量头坐标系为参考坐标系，描述被测物体的姿态，并保存被测物体的运动学参数；基于S902所述的1)步骤和2)步骤，得到测试人员自定义的坐标系、第一补偿角、第二补偿角以及第三补偿角，将测量头坐标系下的被测物体的运动学参数换算到测试人员自定义的坐标系下的运动学参数，进而实现以测试人员自定义的坐标系为参考坐标系，描述被测物体的姿态。
测试人员可以使用测量软件获得测量头坐标系下的被测物体的运动学参数，并基于上述方法1300中自定义坐标系的选项获得测试人员自定义的坐标系，当终端设备检测到测试人员在自定义的坐标系下测量运动物体时，将测量头坐标系下的被测物体的运动学参数换算到测试人员自定义的坐标系下的运动学参数，并显示在测量软件的界面上。
图17为本申请实施例提供的又一种运动物体的测量方法1700，该方法可以由安装测量软件的终端设备执行或者成像设备执行。该方法适用于基于立体双目视觉测量运动物体的场景，例如，上述图2至图5中的任一个场景。
该方法1700可以包括如下步骤：
S1701、测量第一标定物，获得第一坐标系，第一坐标系为相机坐标系。
第一标定物可以为上述方法900中S901中的标定物B，第一坐标系为相机坐标系，即测量头坐标系。
相机坐标系(测量头坐标系)可以包括第一坐标轴、第二坐标轴以及第三坐标轴。例如，测量头坐标系abc包括a轴、b轴和c轴。
终端设备获得第一坐标系的方法可以参考上述方法900中S901，此处不再赘述。
S1702、测量第二标定物，获得第二坐标系，第二坐标系为用户自定义坐标系。
第二标定物可以为上述方法900中S902的1)中的标定物C。用户自定义坐标系可以为坐标轴之间均为直角的坐标系或者坐标轴之间不成直角的任意坐标系，例如，地面坐标系或者任意坐标系。
第二标定物可以正方体或者长方体，本申请实施例不做限定。
用户自定义坐标系可以包括第四坐标轴、第五坐标轴以及第六坐标轴。例如，任意坐标系u1v1w1包括u1轴、v1轴和w1轴。
终端设备获得第二坐标系的方法可以参考上述方法900中S901的1)，此处不再赘述。
S1703、基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系。
第一坐标系和第二坐标系之间的差值可以包括：第一坐标系中的第一坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第四坐标轴平行的第一角度、第一坐标系中的第二坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第五坐标轴平行的第二角度以及第一坐标系中的第三坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中第六坐标轴平行的第三角度，其中，第一方向可以为顺时针方向或者逆时针方向。
终端设备将第一坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴以及第三坐标轴分别根据第一角度、第二角度以及第三角度按第一方向旋转，重建第二坐标系。
示例性地，第一坐标系abc与任意坐标系u1v1w1的差值可以包括：a轴按顺时针方向旋转到与u1轴平行的第一角度、b轴按顺时针方向旋转到与v1轴平行的第二角度以及c轴按第一方向旋转到与w1轴平行的第三角度。
S1704、基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
运动参数可以包括运动物体触地时，运动物体的自身坐标系相对于第二坐标系所旋转的角度。示例性地，运动物体可以为上述手机，基于双目立体视觉，终端设备可以在得到手机自身坐标系相对于用户自定义坐标系的姿态。
本申请实施例提供的运动物体的测量方法，基于双目立体视觉技术测量运动物体，可以根据相机坐标系，重建用户自定义的坐标系，实现在用户自定义的坐标系下描述被测物体的运动，可以按照用户需求获取用户自定义的坐标系下运动物体的运动学参数，提高了测量的灵活性和用户体验。
可选地，在上述S1702、测量第二标定物，获得第二坐标系之前，上述方法1700还包括：检测到用户的建立坐标系的指令；响应于建立坐标系的指令，显示第一界面，第一界面显示有第二标定物的图像；检测到用户在第二标定物的图像上的点击操作，点击操作用于标记第一标记点、第二标记点以及第三标记点。
用户建立坐标系的指令可以为上述方法1300中S1301的测试人员点击自定义坐标系选项的操作，也可以为其他建立坐标系的指令，本申请实施例对此不做限定。
第一界面可以为上述图15中的a界面。
用户在第二标定物的图像上的点击操作可以为上述方法1300中S1303、S1304以及S1305的操作。第二坐标系可以为上述图16中的c界面所示的坐标系u1v1w1，即第二坐标系可以为地面坐标系。
可选地，基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数，包括：检测到用户的测量指令；响应于测量指令，获取运动物体的图像；根据运动物体的图像，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
用户的测量指令可以为上述方法1300中S1307中测试人员点击使用坐标系u1v1w1测量运动物体的操作。示例性地，用户的测量指令可以为上述图16中c界面所示的点击是选项的操作。
终端设备可以利用双目相机或者两个单目相机(例如上述相机1和相机2)获取运动物体的图像，根据运动物体的图像，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
本申请实施例提供的运动物体的测量方法，在基于双目立体视觉技术测量运动物体中，为用户提供人机交互的操作，在用户无感知的情况下，实现在用户自定义的坐标系下描述被测物体的运动，提高了测量的灵活性和用户体验。
上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
上文中结合图1至图17，详细描述了本申请实施例提供的运动物体的测量方法，下面将结合图18和图19，详细描述本申请实施例提供的运动物体的测量装置。
图18示出了本申请实施例提供的一种运动物体的测量装置1800，该装置1800包括：获取模块1810和处理模块1820。其中，获取模块1810用于：测量第一标定物，获得第一坐标系，第一坐标系为相机坐标系；测量第二标定物，获得第二坐标系，第二坐标系为用户自定义坐标系；处理模块1820用于：基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系；获取模块1810还用于：基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
可选地，第一坐标系和第二坐标系之间的差值包括：第一坐标系中的第一坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第四坐标轴平行的第一角度、第一坐标系中的第二坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第五坐标轴平行的第二角度以及第一坐标系中的第三坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中第六坐标轴平行的第三角度，第一方向为顺时针方向或者逆时针方向；处理模块1820还用于：将第一坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴以及第三坐标轴分别根据第一角度、第二角度以及第三角度按第一方向旋转，重建第二坐标系。
可选地，运动参数包括运动物体触地时，运动物体的自身坐标系相对于第二坐标系所旋转的角度。
可选地，第二标定物上包括第一标记点、第二标记点以及第三标记点；获取模块1810还用于：根据第一标记点和第二标记点，得到第四坐标轴；根据第一标记点和第三标记点，得到第五坐标轴；根据第一坐标轴和第二坐标轴，得到第六坐标轴；根据第四坐标轴、第五坐标轴以及第六坐标轴，得到第二坐标系。
可选地，装置1800还包括检测模块；检测模块用于：检测到用户的建立坐标系的指令；处理模块1820还用于：响应于建立坐标系的指令，显示第一界面，第一界面显示有第二标定物的图像；检测模块还用于：检测到用户在第二标定物的图像上的点击操作，点击操作用于标记第一标记点、第二标记点以及第三标记点。
可选地，第二标定物为长方体或正方体，第二坐标系为地面坐标系。
可选地，装置1800还包括检测模块；检测模块1820还用于：检测到用户的测量指令；获取模块1810还用于：响应于测量指令，获取运动物体的图像；根据运动物体的图像，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。
应理解，这里的装置1800以功能模块的形式体现。这里的术语“模块”可以指应用特有集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(例如共享处理器、专有处理器或组处理器等)和存储器、合并逻辑电路和/或其它支持所描述的功能的合适组件。在一个可选的例子中，本领域技术人员可以理解，装置1800可以具体为上述方法实施例中的终端设备或者成像设备，或者，上述方法实施例中端设备或者成像设备的功能可以集成在装置1800中，装置1800可以用于执行上述方法实施例中与端设备或者成像设备对应的各个流程和/或步骤，为避免重复，在此不再赘述。
上述装置1800具有实现上述方法实施例中的终端设备或者成像设备执行的相应步骤的功能；上述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在本申请的实施例中，图18中的装置1800也可以是芯片或者芯片***，例如：片上***(system on chip，SoC)。
图19是本申请实施例提供的另一种运动物体的测量装置1900的示意性框图。该装置1900包括处理器1910、收发器1920和存储器1930。其中，处理器1910、收发器1920和存储器1930通过内部连接通路互相通信，该存储器1930用于存储指令，该处理器1920用于执行该存储器1930存储的指令，以控制该收发器1920发送信号和/或接收信号。
应理解，装置1900可以具体为上述方法实施例中的终端设备或成像设备，或者，上述方法实施例中终端设备或成像设备的功能可以集成在装置1900中，装置1900可以用于执行上述方法实施例中与终端设备或成像设备对应的各个步骤和/或流程。可选地，该存储器1930可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。该处理器1910可以用于执行存储器中存储的指令，并且该处理器执行该指令时，该处理器可以执行上述方法实施例中与终端设备或成像设备对应的各个步骤和/或流程。
应理解，在本申请实施例中，该处理器1910可以是中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器执行存储器中的指令，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质用于存储计算机程序，该计算机程序用于实现上述方法实施例中终端设备或成像设备对应的方法。
本申请还提供了一种芯片***，该芯片***用于支持上述方法实施例中终端设备或成像设备实现本申请实施例所示的功能。
本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序(也可以称为代码，或指令)，当该计算机程序在计算机上运行时，该计算机可以执行上述方法实施例所示的终端设备或成像设备对应的方法。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种运动物体的测量方法，其特征在于，包括：
测量第一标定物，获得第一坐标系，所述第一坐标系为相机坐标系；
测量第二标定物，获得第二坐标系，所述第二坐标系为用户自定义坐标系；
基于所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的差值，重建所述第二坐标系；
基于双目立体视觉，在所述第二坐标系下测量运动物体，获得所述运动物体的运动参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的差值包括：
所述第一坐标系中的第一坐标轴按第一方向旋转到与所述第二坐标系中的第四坐标轴平行的第一角度、所述第一坐标系中的第二坐标轴按所述第一方向旋转到与所述第二坐标系中的第五坐标轴平行的第二角度以及所述第一坐标系中的第三坐标轴按所述第一方向旋转到与所述第二坐标系中第六坐标轴平行的第三角度，所述第一方向为顺时针方向或者逆时针方向；
所述基于所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的差值，重建所述第二坐标系，包括：
将所述第一坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴以及第三坐标轴分别根据所述第一角度、所述第二角度以及所述第三角度按所述第一方向旋转，重建所述第二坐标系。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述运动参数包括所述运动物体触地时，所述运动物体的自身坐标系相对于所述第二坐标系所旋转的角度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二标定物上包括第一标记点、第二标记点以及第三标记点；
所述测量第二标定物，获得第二坐标系，包括：
根据所述第一标记点和所述第二标记点，得到第四坐标轴；
根据所述第一标记点和所述第三标记点，得到第五坐标轴；
根据所述第一坐标轴和所述第二坐标轴，得到第六坐标轴；
根据所述第四坐标轴、所述第五坐标轴以及第六坐标轴，得到所述第二坐标系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在测量第二标定物，获得第二坐标系之前，所述方法还包括：
检测到用户的建立坐标系的指令；
响应于所述建立坐标系的指令，显示第一界面，所述第一界面显示有所述第二标定物的图像；
检测到用户在所述第二标定物的图像上的点击操作，所述点击操作用于标记所述第一标记点、所述第二标记点以及所述第三标记点。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二标定物为长方体或正方体，所述第二坐标系为地面坐标系。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于双目立体视觉，在所述第二坐标系下测量运动物体，获得所述运动物体的运动参数，包括：
检测到用户的测量指令；
响应于所述测量指令，获取所述运动物体的图像；
根据所述运动物体的图像，在所述第二坐标系下测量所述运动物体，获得所述运动物体的运动参数。
8.一种运动物体的测量装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于测量第一标定物，获得第一坐标系，所述第一坐标系为相机坐标系；测量第二标定物，获得第二坐标系，所述第二坐标系为用户自定义坐标系；
处理模块，用于基于所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的差值，重建所述第二坐标系；
所述获取模块还用于：基于双目立体视觉，在所述第二坐标系下测量运动物体，获得所述运动物体的运动参数。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的差值包括：
所述第一坐标系中的第一坐标轴按第一方向旋转到与所述第二坐标系中的第四坐标轴平行的第一角度、所述第一坐标系中的第二坐标轴按所述第一方向旋转到与所述第二坐标系中的第五坐标轴平行的第二角度以及所述第一坐标系中的第三坐标轴按所述第一方向旋转到与所述第二坐标系中第六坐标轴平行的第三角度，所述第一方向为顺时针方向或者逆时针方向；
所述处理模块还用于：
将所述第一坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴以及第三坐标轴分别根据所述第一角度、所述第二角度以及所述第三角度按所述第一方向旋转，重建所述第二坐标系。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述运动参数包括所述运动物体触地时，所述运动物体的自身坐标系相对于所述第二坐标系所旋转的角度。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二标定物上包括第一标记点、第二标记点以及第三标记点；
所述获取模块还用于：
根据所述第一标记点和所述第二标记点，得到第四坐标轴；
根据所述第一标记点和所述第三标记点，得到第五坐标轴；
根据所述第一坐标轴和所述第二坐标轴，得到第六坐标轴；
根据所述第四坐标轴、所述第五坐标轴以及第六坐标轴，得到所述第二坐标系。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括检测模块；
所述检测模块用于：
检测到用户的建立坐标系的指令；
所述处理模块还用于：
响应于所述建立坐标系的指令，显示第一界面，所述第一界面显示有所述第二标定物的图像；
所述检测模块还用于：
检测到用户在所述第二标定物的图像上的点击操作，所述点击操作用于标记所述第一标记点、所述第二标记点以及所述第三标记点。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二标定物为长方体或正方体，所述第二坐标系为地面坐标系。
14.根据权利要求8-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括检测模块；
所述检测模块还用于：
检测到用户的测量指令；
所述获取模块还用于：
响应于所述测量指令，获取所述运动物体的图像；
根据所述运动物体的图像，在所述第二坐标系下测量所述运动物体，获得所述运动物体的运动参数。
15.一种运动物体的测量装置，其特征在于，包括：处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器用于存储计算机程序，当所述处理器调用所述计算机程序时，使得所述装置执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
16.一种芯片***，其特征在于，包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有所述芯片***的设备实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，所述计算机程序包括用于实现如权利要求1至7中任一项所述的方法的指令。
18.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品中包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
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