一种测量方法及测量装置与流程

本发明涉及通信领域，特别涉及一种测量方法及测量装置。

背景技术：

现实生活中，我们常常需在提供身高、三围等物理量的具体数据，或者需要获知某一物体的尺寸，但由于缺乏测量工具，而无法获知相关数据。为了测量这些数据，而专门去寻找或购买测量工具的话，又费时费力，也很难做到随时随地进行测量。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种测量方法及测量装置，使得用户可随时随地测量相关物理量的长度，且操作方便、测量精确度更高。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种测量方法，包括：获取测量方向；在检测到开始指令时，开始获取重力加速度传感器三个轴的实时加速度；在检测到结束指令时，停止获取重力加速度三个轴的实时加速度，并获取第一时刻及第二时刻；其中，第一时刻、第二时刻分别为检测到开始指令的时刻及检测到结束指令的时刻；根据三个轴的实时加速度、测量方向、第一时刻及第二时刻，计算目标物体的待测物理量的数值。

本发明的实施方式还提供了一种测量装置，包括：第一获取模块、第二获取模块、判断模块及计算模块；第一获取模块用于获取测量方向；判断模块用于判断是否检测到开始指令，并在判定检测到开始指令时，触发第二获取模块开始获取重力加速度传感器三个轴的实时加速度；判断模块还用于判断是否检测到结束指令，并在判定检测到结束指令时，触发第二获取模块停止获取重力加速度传感器三个轴的实时加速度、并获取第一时刻及第二时刻；其中，第一时刻、第二时刻分别为检测到开始指令的时刻及检测到结束指令的时刻；计算模块用于根据三个轴的实时加速度、测量方向、第一时刻及第二时刻，计算目标物体的待测物理量的数值。

本发明实施方式相对于现有技术而言，本实施方式，将带用重力加速度传感器的电子设备从测量起点移动至测量终点，并记录移动过程中重力加速度传感器三个轴的实时加速度，再根据该记录的实时加速度、测量方向及开始测量的时刻、结束测量的时刻(即第一时刻、第二时刻)，计算待测物理量的数值。这种做法，使得用户可随时随地测量各种物体(包括人)的高度、长度等物理量的数据，操作更加方便；且本实施方式在测量之前，还根据物体的实际放置位置，对测量方向进行校正，也进一步提高了测量的精确度。

另外，根据三个轴的实时加速度、测量方向、第一时刻及第二时刻，计算目标物体的待测物理量的数值，具体包括：根据三个轴的实时加速度，计算三个轴的实时合加速度a；根据实时合加速度a及测量方向，计算a在测量方向上的实时合加速度分量；计算实时合加速度分量在第一时刻及第二时刻之间的二重积分值，将二重积分值作为待测物理量的数值。提供了一种计算待测物理量的数值的方法。

另外，根据三个轴的实时加速度、测量方向、第一时刻及第二时刻，计算目标物体的待测物理量的数值，具体包括：根据三个轴的实时加速度，计算三个轴的实时速度；根据三个轴的实时速度，计算三个轴的实时合速度V；根据三个轴的实时合速度V及测量方向，计算V在所述测量方向上的实时合速度分量；计算实时合速度分量在第一时刻及第二时刻之间的积分值，将积分值作为待测物理量的数值。提供了另一种计算待测物理量的数值的方法。

另外，在获取测量方向之前，还包括：在目标物体为刚性物体时，在确定测量方向中，通过获取所述目标物体放置的平面与水平面之间的夹角θ，来确定测量方向。

另外，在计算所述目标物体的待测物理量的数值之后，还包括：保存θ。下次在同样的地方测量时，即可获取该存储的θ，从而省去了重新获取θ的步骤。

另外，在计算目标物体的待测物理量的数值之后，还包括：在判定用户要公开待测物理量的数值时，将待测物理量的数值发布在选定的软件平台上。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的测量方法的流程图；

图2是根据本发明第一实施方式的一长方体的箱子静止置于斜面上的示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的安装有重力加速度传感器的电子设备置于放置目标物体的斜面上时，重力加速度传感器的三个轴的方向示意图；

图4是根据本发明第一实施方式的人站在与水平面的夹角为θ的平面上的示意图；

图5是根据本发明第一实施方式的计算目标物体的待测物理量的数值的流程图；

图6是根据本发明第二实施方式的计算目标物体的待测物理量的数值的流程图；

图7是根据本发明第二实施方式的实时合速度V随时间T的变化关系示意图；

图8是根据本发明第二实施方式的滤除其它方向(只保留测量方向)的速度前、后，电子设备的运动轨迹图；

图9是根据本发明第三实施方式的测量装置的结构框图；

图10是根据本发明第四实施方式的计算模块的结构框图。

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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种测量方法。具体流程如图1所示：

步骤101：获取测量方向。

在测量目标物体(如人、箱子等)的待测物理量(如人的身高、三围，箱子的长、宽、高等)之前，首先需要确定测量方向。

一般来说，我们在测量目标物体的某一物理量时，都会将目标物体放置在水平面上。如测量一个长方体的箱子的高度，可先将箱子放置在水平面上，然后直接测量箱子的上表面与下表面在竖直方向上的距离即可，也就是说，当该箱子置于水平面上时，其高度的测量方向为竖直方向。

但在实际测量时，有些情况下，我们并不知道目标物体放置的平面是否是水平面，此时，再沿竖直方向进行测量的话，就可能会影响测量值的准确率。如图2所示，当该长方体的箱子置于的平面与水平面之间有一夹角(即图2中的θ，该θ一般小于45度)时，该箱子相当于从水平面整体旋转了θ对应的度数，各物理量的测量方向也会随之旋转θ对应的度数，此时，高度的测量方向与竖直方向的夹角为θ。同理，该箱子其它物理量(如长度、宽度)与原测量方向(即箱子在水平面时对应的测量方向)之间的夹角也为θ。

除了箱子，现实生活中的其它刚性物体也是如此。也就是说，要想确定待测物理量的测量方向，需要获知目标物体放置的平面与水平面之间的夹角θ。当夹角θ为0时，则说明目标物体放置的平面为水平面。

为了获取该夹角θ，我们可以将安装有重力加速度传感器的电子设备，平放在放置目标物体的斜面上。此时，重力加速度传感器的三个轴的方向如图3所示(其中Y轴垂直页面向外)。由于电子设备是静止的，根据受力分析可知：X轴、Y轴的合加速度，应与Z轴与重力方向的合加速度相互抵消。

即其中，a_x、a_Y分别为X轴、Y轴的加速度，可通过重力加速度传感器直接读出，g为重力加速度。

根据上述公式即可计算出夹角θ。

此外，将重力进行分解，也不难得到a_Z＝gcosθ，其中，a_Z为Z轴的加速度，可通过重力加速度传感器直接读出，因此，也可通过此式算出夹角θ。

值得一提的是，为了提高准确率，本实施方式可通过多次测量取平均值的方法，获取各轴的加速度。

另外，需要强调的是，以上通过计算θ，确定测量方向的方法可适用于刚性物体，对于非刚性物体(例如人)，其测量方向的确定则与上述不同。

如图4所示，当人站在与水平面的夹角为θ的平面上时，身体仍是沿竖直方向的(可以想象人站在自动扶梯上的场景)，也就是说，人即使站在斜面上，身高的测量方向仍是竖直方向。同理，人的三围等物理量的测量方向仍与站在水平面时的测量方向相同。

步骤102：判断是否检测到开始指令，若是，则进入步骤103；若否，则返回步骤102。

在确定测量方向后，即可确定测量的起点与终点。以测量人的身高为例，该起点可以是头顶所在的直线(该直线应为水平线)上的一点；终点与起点对应，两者的连线长度与人的身高尺寸一致。

将电子设备置于起点后，即可向电子设备发送开始指令。

步骤103：开始获取重力加速度传感器三个轴的实时加速度。

在检测到开始指令时，即可开始获取重力加速度传感器三个轴的实时加速度。值得一提的是，在向电子设备发送开始指令后，就可立刻将电子设备从起点向终点的方向移动，以其使得开始移动电子设备的时刻与开始获取重力加速度的时刻一致，从而进一步提高测量的准确性。

步骤104：判断是否检测到结束指令，若是，则进入步骤105；若否，则返回步骤103，继续获取重力加速度传感器三个轴的实时加速度。

步骤105：停止获取重力加速度三个轴的实时加速度，并获取第一时刻及第二时刻。

其中，第一时刻、第二时刻分别为检测到开始指令的时刻及检测到结束指令的时刻。

值得一提的是，该第一时刻、第二时刻也可在检测到开始指令及结束指令时，即予以记录。

步骤106：根据三个轴的实时加速度、测量方向、第一时刻及第二时刻，计算目标物体的待测物理量的数值。

需要说明的是，在移动电子设备的过程中，我们无法保证电子设备一直是沿测量方向的，甚至也无法保证电子设备的姿势从头到尾都相同。也就是说，在从起点至终点的过程中，电子设备的实际移动方向可能并非是步骤101中确定的测量方向，重力加速度传感器各轴的方向可能也在时刻变换着。

为此，本实施方式可先计算出重力加速度传感器各轴的合速度，再计算该合加速度在测量方向上的分量，最后利用该分量来计算目标物体的待测物理量的数值，具体流程可参见图5。

步骤501：根据三个轴的实时加速度，计算三个轴的实时合加速度a。

步骤502：根据实时合加速度a及测量方向，计算a在测量方向上的实时合加速度分量。

步骤503：计算该实时合加速度分量在第一时刻及第二时刻之间的二重积分值，将该二重积分值作为待测物理量的数值。

本实施方式，将带有重力加速度传感器的电子设备从测量起点移动至测量终点，并记录移动过程中重力加速度传感器三个轴的实时加速度，再根据该记录的实时加速度、测量方向及开始测量的时刻、结束测量的时刻(即第一时刻、第二时刻)，计算待测物理量的数值。这种做法，使得用户可随时随地测量各种物体(包括人)的高度、长度等物理量的数据，操作更加方便；且本实施方式在测量之前，还根据物体的实际放置位置，对测量方向进行校正，也进一步提高了测量的精确度。

本发明的第二实施方式涉及一种测量方法。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：第一实施方式在计算目标物体的待测物理量的数值时，利用重力加速度传感器三个轴的实时加速度、测量方向，获取三个轴的实时合加速度在测量方向上的分量，再通过计算该分量在第一时刻及第二时刻之间的二重积分值，来获取待测物理量的数值。而第二实施方式则是利用重力加速度传感器三个轴的实时加速度先获取三个轴的实时速度，再根据该三个轴的实时速度、测量方向，获取该三个轴的实时合速度在测量方向上的分量，通过计算该分量在第一时刻及第二时刻之间的积分值，来获取待测物理量的数值。

本实施方式的具体流程如图6所示：

步骤601：根据三个轴的实时加速度，计算三个轴的实时速度。

步骤602：根据该三个轴的实时速度，计算三个轴的实时合速度V。

仍以测量身高为例，该实时合速度V随时间T的变化关系可参见图7。

步骤603：根据该三个轴的实时合速度V及测量方向，计算V在该测量方向上的实时合速度分量。

步骤604：计算该实时合速度分量在第一时刻及第二时刻之间的积分值，将该积分值作为待测物理量的数值。

如图8所示，以人站在水平面上，测量其腰围为例，测量方向应平行于水平面，测量时应将电子设备沿腰转动一圈。但由于在转动电子设备的过程中，无法保证电子设备一直在同一高度，人手拿电子设备的姿势也可能时刻在改变，因此，电子设备的实际运动路线通常并不是一条光滑的曲线，但滤除实时合速度V在其它方向上的分量，只保留在测量方向上的分量后，电子设备的运动路线就会变成一条光滑的曲线，该曲线的长度即是腰围的尺寸。

值得一提的是，若本实施方式中的目标物体是刚性物体，在获取该刚性物体放置的平面与水平面之间的夹角θ后，或在获取待测物理量的数值后，还可将该θ存储在存储器中，若下次还在同样的地方测量时，即可直接从存储器中获取该θ，从而省去了重新获取θ的步骤。

另外，本实施方式还可设置在获取待测物理量的数值后，提供相应的软件平台(如微博、微信、QQ等)，供用户进行数据发布。如在获取待测物理量的数值后，提供对话框，供用户选择是否公开待测物理量的数值。在判定用户要公开待测物理量的数值时，则将该待测物理量的数值发布在选定的软件平台上；否则，则保存该待测物理量的数值，为了进一步保护用户的隐私，用户在保存时还可以设置密码。

本实施方式，提供了另一种计算待测物理量的数值的方法，增加了本实施方式的灵活性。同时，本实施方式还可将待测物理量的数值公布在用户选定的软件平台上，有助于提升用户的体验。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明的第三实施方式涉及一种测量装置。如图9所示，该测量装置包括：第一获取模块91、判断模块92、第二获取模块93、计算模块94。

第一获取模块91用于获取测量方向。

判断模块92用于判断是否检测到开始指令；并在判定检测到开始指令时，触发第二获取模块93开始获取重力加速度传感器三个轴的实时加速度。判断模块92还用于判断是否检测到结束指令，并是检测到结束指令时，触发第二获取模块93停止获取重力加速度三个轴的实时加速度。

第二获取模块93还用于获取第一时刻及第二时刻。其中，第一时刻、第二时刻分别为检测到开始指令的时刻及检测到结束指令的时刻。

计算模块94用于根据三个轴的实时加速度、测量方向、第一时刻及第二时刻，计算目标物体的待测物理量的数值。

具体地，本实施方式中，该计算模块94还可进一步包括：第一计算单元941、第二计算单元942及第三计算单元943。

其中，第一计算单元941用于根据三个轴的实时加速度，计算三个轴的实时合加速度a。

第二计算单元942用于根据测量方向及该计算出的实时合加速度a，计算a在测量方向上的实时加速度分量。

第三计算单元943用于计算该实时加速度分量在第一时刻及第二时刻之间的二重积分值，将该二重积分值作为待测物理量的数值。

另外，值得一提的是，本实施方式中，判断模块还用于在第一获取模块获取测量方向之前，判断该目标物体是否为刚性物体。在判定目标物体为刚性物体时，判断模块还用于触发第一获取模块，通过获取目标物体放置的平面与水平面之间的夹角θ，来获取测量方向。

本实施方式，将带用重力加速度传感器的电子设备从测量起点移动至测量终点，并记录移动过程中重力加速度传感器三个轴的实时加速度，再根据该记录的实时加速度、测量方向及开始测量的时刻、结束测量的时刻(即第一时刻、第二时刻)，计算待测物理量的数值。这种做法，使得用户可随时随地测量各种物体(包括人)的高度、长度等物理量的数据，操作更加方便；且本实施方式在测量之前，还根据物体的实际放置位置，对测量方向进行校正，也进一步提高了测量的精确度。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明的第四实施方式涉及一种测量装置。第四实施方式与第三实施方式大致相同，主要区别之处在于：第三实施方式中，先根据三个轴的实时加速度，计算三个轴的合加速度；再根据测量方向、计算出的实时合加速度，计算该实时合加速度在测量方向上的分量；最后再计算该分量在第一时刻及第二时刻之间的二重积分值，来获取待测物理量的数值。而第四实施方式中，先根据三个轴的实时加速度，计算三个轴的实时速度；再根据该实时速度，计算三个轴的实时合速度；最后再利用该实时合速度在测量方向上的分量，在第一时刻及第二时刻之间的积分值，来获取待测物理量的数值。

具体地，如图10所示，本实施方式中，计算模块包括：第四计算单元1001、第五计算单元1002、第六计算单元1003及第七计算单元1004。

其中，第四计算单元1001用于根据三个轴的实时加速度，计算三个轴的实时速度。

第五计算单元1002用于根据该三个轴的实时速度，计算三个轴的实时合速度V。

第六计算单元1003用于根据该三个轴的实时合速度V及测量方向，计算V在该测量方向上的实时速度分量。

第七计算单元1004用于计算该实时速度分量在第一时刻及第二时刻之间的积分值，将该积分值作为待测物理量的数值。

本实施方式，提供了另一种计算待测物理量的数值的方法，增加了本实施方式的灵活性。同时，本实施方式还可将待测物理量的数值公布在用户选定的软件平台上，有助于提升用户的体验。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)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(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。