一种基于智能终端的物体尺寸测量方法及测量装置与流程

本发明涉及智能终端领域，尤其涉及一种基于智能终端的物体尺寸测量方法及测量装置。

背景技术：

目前，智能手机、平板电脑等智能终端设备已成为人们生活中不可缺少的一部分，所述智能终端内可以存储联系人的信息，用于和联系人进行通讯交流。随着技术的发展，所述智能终端的功能不限于进行通讯交流，还可通过集成摄像设备来实现照相功能，并形成数码照片存储于所述智能终端内。现有技术不断提升所述智能终端的相机性能，例如提升摄像头的像素点数，或者是增加摄像头中镜头的数量，再例如所述智能终端正面和背面各集成一摄像头，以满足多种拍摄需求。

然而，人们在所述智能终端具备拍摄功能的基础上，提出了更多的应用需求，特别是希望能够通过摄像来测量物体的尺寸，无需使用其他工具进行测量，例如在进行快递发货时，可快速获知货物的尺寸大小，从而选择相应的包装箱体，对于物流行业或者需要发货的公司或个人，都能提供极大的便利。

因此，需要提供一种基于智能终端的测量物体尺寸的方法，在不需要接触被测物体的情况下，能对被测物体进行尺寸测量，方便后续的包装选择、计量收费等应用措施。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种基于智能终端的物体尺寸测量方法及测量装置，通过智能终端本身既有的摄像功能，在无需接触被测物体的情况下获得被测物体的尺寸。

本发明的第一方面，公开了一种基于智能终端的物体尺寸测量方法，包括以下步骤：

控制所述智能终端的摄像头对一被测物体拍照并于所述智能终端的感光元件上形成一成像图像；

获取所述被测物体的成像图像尺寸；

获取所述被测物体的像距；

通过设于所述智能终端上的距离传感器获取所述被测物体的物距；

根据所述像距、物距及成像图像尺寸利用小孔成像原理计算所述被测物体的尺寸。

优选地，控制所述智能终端的摄像头对一被测物体拍照并于所述智能终端的感光元件上形成一成像图像的步骤包括：

所述智能终端进入拍照预览模式，于所述智能终端的显示界面显示所述成像图像；

调节所述被测物体的像距或物距，使所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的尺寸相等；

获取所述被测物体的成像图像尺寸时，将所述感光元件的感光区域的尺寸作为所述成像图像尺寸。

优选地，所述智能终端的显示界面为尺寸比例为16:9的矩形；所述感光元件的感光区域为尺寸比例为16:12的矩形；调节所述被测物体的像距或物距时，使所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的长边尺寸相等；获取所述被测物体的成像图像尺寸时，将所述感光元件的感光区域的长边尺寸作为所述成像图像尺寸。

优选地，根据所述像距、物距及成像图像尺寸利用小孔成像原理计算所述被测物体的尺寸的步骤之后，所述物体尺寸测量方法还包括以下步骤：

于所述智能终端的显示界面上显示所述被测物体的尺寸。

优选地，所述距离传感器为激光传感器；通过设于所述智能终端上的距离传感器获取所述被测物体的物距的步骤包括：

所述距离传感器向所述被测物体发射激光；

所述距离传感器接收所述被测物体反射的激光；

统计所述距离传感器自发射激光至接收激光的时间间隔；

根据所述时间间隔及光速计算所述物距。

本发明的第二方面，公开了一种基于智能终端的物体尺寸测量装置，包括：

拍摄模块，控制所述智能终端的摄像头对一被测物体拍照并于所述智能终端的感光元件上形成一成像图像；

成像图像尺寸获取模块，与所述拍摄模块连接，获取所述被测物体的成像图像尺寸；

像距获取模块，与所述拍摄模块连接，获取所述被测物体的像距；

物距获取模块，通过设于所述智能终端上的距离传感器获取所述被测物体的物距；

计算模块，与所述成像图像尺寸获取模块、像距获取模块及物距获取模块连接，根据所述像距、物距及成像图像尺寸利用小孔成像原理计算所述被测物体的尺寸。

优选地，所述拍摄模块包括：

拍照预览单元，控制所述智能终端进入拍照预览模式，于所述智能终端的显示界面显示所述成像图像；

调节单元，调节所述被测物体的像距或物距，使所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的尺寸相等；

所述成像图像尺寸获取模块获取所述被测物体的成像图像尺寸时，将所述感光元件的感光区域的尺寸作为所述成像图像尺寸。

优选地，所述智能终端的显示界面为尺寸比例为16:9的矩形；所述感光元件的感光区域为尺寸比例为16:12的矩形；所述调节单元调节所述被测物体的像距或物距时，使所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的长边尺寸相等；所述成像图像尺寸获取模块获取所述被测物体的成像图像尺寸时，将所述感光元件的感光区域的长边尺寸作为所述成像图像尺寸。

优选地，所述物体尺寸测量装置还包括：

显示模块，与所述拍摄模块及计算模块连接，于所述智能终端的显示界面上显示所述被测物体的尺寸。

优选地，所述距离传感器为激光传感器；所述物距获取模块包括：

激光发射单元，控制所述距离传感器向所述被测物体发射激光；

激光接收单元，控制所述距离传感器接收所述被测物体反射的激光；

时间统计单元，与所述激光发射单元及激光接收单元连接，统计所述距离传感器自发射激光至接收激光的时间间隔；

物距计算单元，与所述时间统计单元连接，根据所述时间间隔及光速计算所述物距。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.实现远程物体尺寸测量，无需借助其他测量工具；

2.节省物体尺寸测量时间，提升工作效率。

附图说明

图1为符合本发明一实施例中基于智能终端的物体尺寸测量方法的流程示意图；

图2为图1中步骤S101的流程示意图；

图3为符合本发明另一实施例中基于智能终端的物体尺寸测量方法的流程示意图；

图4为图1中步骤S104的流程示意图；

图5为符合本发明一实施例中基于智能终端的物体尺寸测量装置的结构框图；

图6为图5中拍摄模块的结构框图；

图7为符合本发明另一实施例中基于智能终端的物体尺寸测量装置的结构框图；

图8为图5中物距获取模块的结构框图；

图9为符合本发明一实施例中的成像原理图。

附图标记：

10-基于智能终端的物体尺寸测量装置、11-拍摄模块、111-拍照预览单元、112-调节单元、12-成像图像尺寸获取模块、13-像距获取模块、14-物距获取模块、141-激光发射单元、142-激光接收单元、143-时间统计单元、144-物距计算单元、15-计算模块、16-显示模块。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参阅图1，为符合本发明一实施例中基于智能终端的物体尺寸测量方法的流程示意图，所述物体尺寸测量方法包括以下步骤：

S101：控制所述智能终端的摄像头对一被测物体拍照并于所述智能终端的感光元件上形成一成像图像。

所述摄像头既可以设于所述智能终端的屏幕一侧，被称为前摄像头；也可以设于所述智能终端的背面一侧，被称为后摄像头，拍摄时将所述摄像头对准所述被测物体拍照。所述摄像头内含有一组或多组镜片，对所述被测物体发出的光线进行折射，并在所述智能终端的感光元件上形成一成像图像。所述感光元件是数码拍摄技术的核心，主要有两种：一种是广泛使用的CCD(电荷耦合)元件；另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。所述感光元件能够将光信号转换为电信号，实现拍摄过程的数字化。所述感光元件上具有感光区域，所述成像图像形成于所述感光区域内。

S102：获取所述被测物体的成像图像尺寸。

所述被测物体发射的光线经所述摄像头后于所述感光元件上成像，形成一成像图像，所述成像图像被所述感光元件及处理电路转换为数字格式的图像形式，以像素点来表示，所述成像图像的尺寸与其包含的像素点数有关。所述智能终端内预设数字格式的图像的像素点的范围与所述成像图像的尺寸的对应关系，该对应关系为线性关系。例如数字格式的图像的像素点范围为100*100，则其对应的成像图像的大小为1厘米*1厘米；同样地，像素点范围为200*200的数字格式图像对应的成像图像大小为2厘米*2厘米。所述对应关系受所述感光元件、处理电路以及智能终端显示屏幕的分辨率的参数影响。

为实现获取所述数字格式的图像的像素点范围，可通过图像识别来识别所述图像的边界轮廓，从而得到其像素点范围。最终本步骤获取具有实际物理尺寸的成像图像尺寸。

S103：获取所述被测物体的像距。

所述像距是指镜头与所述成像图像的距离，由于所述智能终端在对焦的过程中，所述镜头的位置会不断变化，因此所述像距也会变化。当对焦完成时，所述镜头不再移动，所述像距也就固定了。现有技术中，所述摄像头均已集成了各种传感器及电子电路，形成了智能摄像部件，该智能摄像部件会通过数字接口向所述智能终端反馈当前的像距，因此可获取所述像距。

S104：通过设于所述智能终端上的距离传感器获取所述被测物体的物距。

所述智能终端上设有距离传感器，例如激光传感器、红外传感器、超声传感器等。通过所述距离传感器可以检测到所述距离传感器与所述被测物体的距离，并将该距离传输给所述智能终端。当所述距离传感器与所述摄像头设置在同一平面上时，则所述距离传感器与所述被测物体的距离等同于所述摄像头与所述被测物体的距离，即为物距。

S105：根据所述像距、物距及成像图像尺寸利用小孔成像原理计算所述被测物体的尺寸。

所述摄像头内的镜头成像可以等同于小孔成像，因此物体的尺寸和成像图像的尺寸均远大于所述镜头的尺寸。因此可以根据小孔成像原理进行计算，由于光的直线传播，当一物体发出的光线通过一小孔时，会在小孔的另一侧形成一倒立的图像。参阅图9，为本实施例中的成像原理图，可以看到被测物体的轮廓为线段AB，成像图像的轮廓为线段CD，小孔中心点为O，所述被测物体的物距为线段BO，所述成像图像的像距为线段DO，线段AB平行于线段CD。其中，利用对顶角相似原理可以证明三角形AOB相似于三角形COD，则有以下式子：

其中物距BO在步骤S104中获得，像距DO在步骤S103中获得，成像图像的尺寸CD在步骤S102中获得，最终可求得被测物体的尺寸AB。

所述被测物体的外部轮廓由多组线段组成，可由本步骤计算出所有轮廓线段的长度，或者根据所述被测物体的几何特征求得关键尺寸，例如三角形的高、圆形的半径等尺寸。

参阅图2，为图1中步骤S101的流程示意图，所述步骤S101包括：

S101-1：所述智能终端进入拍照预览模式，于所述智能终端的显示界面显示所述成像图像。

所述智能终端具备拍照预览模式，即打开拍摄功能后，所述智能终端的屏幕上显示预览的拍摄内容，随着智能终端的移动，屏幕上显示的预览的拍摄内容也会随之变化，用户可以根据预览的拍摄内容决定最佳的拍摄情景。所述拍照预览模式的实现，须按照某个频率调用所述智能终端的摄像头，将所述被测物体的成像图像由感光元件转换为电信号并显示在所述屏幕上。

S101-2：调节所述被测物体的像距或物距，使所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的尺寸相等。

所述摄像头中的镜头的位置是可调节的，因此所述被测物体的像距或物距也是可以调节的。所述智能终端内设有马达，所述马达移动所述镜头的位置实现所述像距或物距的调节。所述像距或物距的调节也可通过操作者手动控制实现，例如调整所述智能终端与所述被测物体的距离，以及手动调整机械式的镜头焦距。

本步骤执行时，使得所述成像图像处于一个特殊的位置，即保证所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的尺寸相等，也就是所述被测物体的长度或宽度正好填充满所述显示界面的某个方向的尺寸。这一情况的判断可通过图像识别技术，识别所述被测物体的图像的边界内的像素点范围与所述显示界面上某个方向的像素点范围相等。例如所述被测物体为一长方体，当对该长方体的一面进行尺寸测量时，该面为矩形，调节所述像距或物距，使所述矩形的一条边正好对应所述显示界面的矩形边界上的一条边的长度。根据所述智能终端横向或纵向位置的不同，所述矩形的边可以与所述显示界面的较长的边长度相等，也可与所述显示界面的较短的边长度相等。

相应地，步骤S102执行时，将所述感光元件的感光区域的尺寸作为所述成像图像尺寸。所述智能终端在设计时，所述感光区域与所述显示界面存在对应关系，所述感光区域的大小决定了显示界面范围，因此如果一幅图像在显示时铺满了整个显示界面，也就意味着该图像对应于感光区域上的成像图像也充满了整个感光区域。本实施例利用该对应关系实现对所述成像图像的尺寸获取，由于所述感光区域的尺寸在所述智能终端出厂时就确定了，因此只要所述被测物体在所述显示界面上的尺寸与所述显示界面的某个方向尺寸相等时，则对应于所述感光区域上该方向的尺寸长度即为所述成像图像的尺寸，例如所述被测物体的长度在显示界面上与所述显示界面的长边相等，则所述感光区域的长边即为所述成像图像的长度。

进一步地，所述智能终端的显示界面为尺寸比例为16:9的矩形；所述感光元件的感光区域为尺寸比例为16:12的矩形。主流的智能终端在设计时，会将屏幕设计为尺寸比例为16:9的矩形，故显示界面的尺寸比例也是16:9；而感光元件的感光区域也为矩形，但是其尺寸比例为16:12，也就是4:3。这样所述显示界面与感光区域的长度和宽度无法对应，当我们以所述显示界面的长边，也就是尺寸比例为16的边作为基准进行尺寸对应时，所述感光区域的短边(即尺寸比例为12的边)无法在所述显示界面的短边(即尺寸比例为9的边)方向完全显示，会将多余的尺寸比例为3的宽度裁剪掉。为了确保在这种情况下能够避免这样的显示方式对被测物体尺寸的影响，在调节所述被测物体的像距或物距时，使所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的长边尺寸相等；获取所述被测物体的成像图像尺寸时，将所述感光元件的感光区域的长边尺寸作为所述成像图像尺寸。

参阅图3，为符合本发明另一实施例中基于智能终端的物体尺寸测量方法的流程示意图，步骤S105’之后，所述物体尺寸测量方法还包括以下步骤：

S106：于所述智能终端的显示界面上显示所述被测物体的尺寸。

本步骤执行显示操作，向用户显示所述被测物体的尺寸。所述步骤S105’计算出所述被测物体的尺寸之后，还需要让用户知道测量结果，可在所述智能终端的显示界面上显示所述成像图像的同时，显示所述被测物体的尺寸。所述被测物体的尺寸以数字加上单位的形式显示。

参阅图4，为图1中步骤S104的流程示意图，所述步骤S104包括：

S104-1：所述距离传感器向所述被测物体发射激光。

本实施例中所述距离传感器为激光传感器，能够向外发射激光，并接收外部物体反射回的激光。本步骤中，所述智能终端控制所述距离传感器向所述被测物体发射激光，实现的过程是所述智能终端首先发出发射激光的指令，而后所述智能终端操作系统的驱动层接收到发射激光的指令后，控制与所述距离传感器配套的驱动电路处于接通状态，从而使所述距离传感器通电并发射激光。

S104-2：所述距离传感器接收所述被测物体反射的激光。

所述距离传感器还具备激光接收功能，步骤S104-1中所述距离传感器向所述被测物体发射激光后，激光到达所述被测物体表面会被反射，反射后的激光会回到所述距离传感器所在的位置，因而能够被所述距离传感器接收。

S104-3：统计所述距离传感器自发射激光至接收激光的时间间隔。

本步骤统计自所述步骤S104-1所述距离传感器发射激光开始，至所述步骤S104-2所述距离传感器接收到激光之间的时间间隔。所述时间间隔即激光从所述距离传感器发出，至所述被测物体后在返回所述距离传感器所用的时间，在所述时间间隔内，激光的前进路径总长度相当于两倍的物距。

S104-4：根据所述时间间隔及光速计算所述物距。

激光的传播速度为光速，所述步骤S104-3已经得到了激光传播的时间间隔，那么根据速度乘以时间等于路程这一公式，将光速乘以所述时间间隔可得到激光的传播路径长度，该传播路径长度除以2即为所述物距。

参阅图5，为符合本发明一实施例中基于智能终端的物体尺寸测量装置10的结构框图，所述物体尺寸测量装置10包括：

-拍摄模块11

所述拍摄模块11控制所述智能终端的摄像头对一被测物体拍照并于所述智能终端的感光元件上形成一成像图像。所述拍摄模块11通过所述智能终端操作系统的驱动层调用所述摄像头进行拍照操作，所述摄像头内含有一组或多组镜片，对所述被测物体发出的光线进行折射，并在所述智能终端的感光元件上形成一成像图像。所述感光元件上具有感光区域，所述成像图像形成于所述感光区域内。

-成像图像尺寸获取模块12

所述成像图像尺寸获取模块12与所述拍摄模块11连接，获取所述被测物体的成像图像尺寸。所述成像图像尺寸获取模块12从所述拍摄模块11获取所述成像图像后，将其转换为数字格式的图像形式，并根据所述智能终端内预设数字格式的图像的像素点的范围与所述成像图像的尺寸的对应关系获取所述成像图像的尺寸。

-像距获取模块13

所述像距获取模块13与所述拍摄模块11连接，获取所述被测物体的像距。所述拍摄模块11获得所述摄像头反馈的像距信息，所述像距获取模块13从所述拍摄模块11中获取所述像距信息。

-物距获取模块14

所述物距获取模块14通过设于所述智能终端上的距离传感器获取所述被测物体的物距。所述智能终端上设有距离传感器，例如激光传感器、红外传感器、超声传感器等。所述物距获取模块14从所述距离传感器提供的接口可以获取所述距离传感器检测到的距离，并将该距离传输给所述智能终端。当所述距离传感器与所述摄像头设置在同一平面上时，则所述距离传感器与所述被测物体的距离等同于所述摄像头与所述被测物体的距离，即为物距。

-计算模块15

所述计算模块15与所述成像图像尺寸获取模块12、像距获取模块13及物距获取模块14连接，根据所述像距、物距及成像图像尺寸利用小孔成像原理计算所述被测物体的尺寸。所述计算模块15从所述成像图像尺寸获取模块12获取所述成像图像尺寸，从所述像距获取模块13获取所述像距，从所述物距获取模块14获取所述物距。所述计算模块15利用小孔成像原理，根据图9中所示的相似三角形对应比例关系计算得出所述被测物体的尺寸。

参阅图6，为图5中拍摄模块11的结构框图，所述拍摄模块11包括：

-拍照预览单元111

所述拍照预览单元111控制所述智能终端进入拍照预览模式，于所述智能终端的显示界面显示所述成像图像。

-调节单元112

所述调节单元112调节所述被测物体的像距或物距，使所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的尺寸相等。所述调节单元112通过控制所述智能终端的马达实现调节所述镜头的位置，从而实现调节所述被测物体的像距或物距。所述调节单元112通过判断所述显示界面上所述被测物体的像素点边界是否与所述显示界面的边界相同来判断所述被测物体的尺寸是否与所述显示界面的尺寸相等。

所述成像图像尺寸获取模块12获取所述被测物体的成像图像尺寸时，将所述感光元件的感光区域的尺寸作为所述成像图像尺寸。获取所述感光区域的某一边的尺寸时，应当选取与所述显示界面上与所述被测物体尺寸相等的边相对应的感光区域的边。

进一步地，所述智能终端的显示界面为尺寸比例为16:9的矩形；所述感光元件的感光区域为尺寸比例为16:12的矩形。所述调节单元112调节所述被测物体的像距或物距时，使所述显示界面中所述被测物体的尺寸与所述显示界面的长边尺寸相等。所述成像图像尺寸获取模块12获取所述被测物体的成像图像尺寸时，将所述感光元件的感光区域的长边尺寸作为所述成像图像尺寸。

参阅图7，为符合本发明另一实施例中基于智能终端的物体尺寸测量装置10的结构框图，所述物体尺寸测量装置10还包括：

-显示模块16

所述显示模块16与所述拍摄模块11及计算模块15连接，于所述智能终端的显示界面上显示所述被测物体的尺寸。所述显示模块16从所述拍摄模块11获取所述被测物体的图像信息，从所述计算模块15获取所述被测物体的尺寸，而后于所述显示界面显示所述被测物体的尺寸，所述被测物体的尺寸以数字和长度单位表示，标注在所述被测物体上。

参阅图8，为图5中物距获取模块14的结构框图，所述物距模块14包括：

-激光发射单元141

所述激光发射单元141控制所述距离传感器向所述被测物体发射激光。

-激光接收单元142

所述激光接收单元142控制所述距离传感器接收所述被测物体反射的激光。

-时间统计单元143

所述时间统计单元143与所述激光发射单元141及激光接收单元142连接，统计所述距离传感器自发射激光至接收激光的时间间隔。当所述激光发射单元141及激光接收单元142分别发射或接收激光时，会向所述时间统计单元143发送信号，所述时间统计单元143根据信号开启计时及关闭计时，从而获得所述时间间隔。

-物距计算单元144

所述物距计算单元144与所述时间统计单元143连接，根据所述时间间隔及光速计算所述物距。所述物距计算单元144从所述时间统计单元143获取所述时间间隔，并将光速乘以所述时间间隔得到所述激光的路程，再将所述路程除以2即可得到所述物距。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。