手持尺寸测量设备和尺寸测量方法技术

本发明专利技术提供了一种手持尺寸测量设备和尺寸测量方法，其中设备包括摄像头，用于采集待测对象的图像；TOF传感器，用于获取摄像头到待测对象的物理距离；交互模块，用于根据待测对象的目标图像上的用户操作确定待测对象测量的起始点和终点以及获取计算模式，计算模式包括长度计算模式和直径计算模式；处理器，用于从图像中识别待测对象的目标图像，计算起始点到终点的像素距离，根据图像的焦距、像素距离、物理距离和计算模式计算待测对象的物理尺寸。本发明专利技术结合相机内参和数学几何关系计算出待测对象的外表尺寸或内里直径，不需要生成3D图像，计算方式简单，计算量小。计算量小。计算量小。

【技术实现步骤摘要】
手持尺寸测量设备和尺寸测量方法


[0001]本专利技术主要涉及测量
，尤其涉及一种手持尺寸测量设备和尺寸测量方法。

技术介绍

[0002]随着智能化技术的发展，通过手持设备拍摄图像来测量物体的几何尺寸的需求越来越多。例如，在农牧产品的测量场景中，质检员希望可以通过手持设备拍摄水果、蔬菜或家禽的图像以测量其几何尺寸。常见的尺寸测量方法是利用单目相机生成3D深度信息，基于3D深度信息建立3D图像，根据3D图像算出空间两点距离。手持单目设备生成3D图计算代价太高，一般需要云服务资源配合，不适合无互联网场景应用。
[0003]因此，亟需一种计算量小且不需要联网的手持尺寸测量设备和尺寸测量方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供手持尺寸测量设备和尺寸测量方法，解决当前尺寸测量方法需要生成3D图，计算代价太高，不适用于手持设备的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种手持尺寸测量设备，包括：摄像头，用于采集待测对象的图像；TOF传感器，用于获取所述摄像头到所述待测对象的物理距离；交互模块，用于根据目标图像上的用户操作确定所述待测对象测量的起始点和终点以及获取计算模式，所述计算模式包括长度计算模式和直径计算模式；处理器，用于从所述图像中识别所述待测对象的目标图像，计算所述起始点到所述终点的像素距离，根据所述图像的焦距、所述像素距离、所述物理距离和所述计算模式计算所述待测对象的物理尺寸。
[0006]可选地，所述处理器还用于：所述计算模式为所述长度计算模式时，根据所述物理距离与所述焦距的比值和所述像素距离计算所述待测对象的物理长度。
[0007]可选地，所述处理器还用于采用如下公式计算所述物理长度：
[0008][0009]其中，P1为所述物理长度，L1为所述像素距离，D2为所述物理距离，D1为所述焦距。
[0010]可选地，所述处理器还用于：所述计算模式为所述直径计算模式时，获取所述起始点和所述终点的中点与摄像头感光中心的偏离距离，根据所述焦距、所述物理距离、所述偏离距离和所述像素距离计算所述待测对象在所述起始点和所述终点所在横截面的物理直径。
[0011]可选地，所述处理器还用于：根据所述焦距、所述偏离距离和所述像素距离计算第一角度和第二角度；根据所述物理距离、所述第一角度和所述第二角度计算第一辅助线距离、第二辅助线距离和第三辅助线距离；根据所述第一辅助线距离、所述第二辅助线距离、所述第三辅助线距离、所述第一角度和所述第二角度计算所述物理直径。
[0012]可选地，所述处理器还用于通过如下公式计算第一辅助线距离、第二辅助线距离
和第三辅助线距离：
[0013]M2＝sin(θ2)*D
CF
[0014]M1＝cos(θ2)*D
CF
*tan(θ1+θ2)
‑
M2[0015][0016]其中，<2为第二辅助线距离，M1为第一辅助线距离，M3为第三辅助线距离，θ2为所述第二角度，θ1为所述第一角度，D
CF
为所述物理距离。
[0017]可选地，所述处理器还用于采用如下公式计算所述物理直径：
[0018][0019][0020][0021]c＝M
12
+M
32
+2M1M3cos(θ1+θ2+π/2)
[0022]其中，r为物理半径，所述物理直径为2r，M2为第二辅助线距离，M1为第一辅助线距离，M3为第三辅助线距离，θ2为所述第二角度，θ1为所述第一角度。
[0023]可选地，所述处理器包括：语义分割模型，用于对所述图像进行语义分割，输出目标图像像素和背景区像素；其中所述处理器还用于将所述目标图像像素导入新建图层获得所述目标图像。
[0024]可选地，所述交互模块还用于：获取所述目标图像上的测距直线；根据所述测距直线与所述目标图像边界的交点确定所述起始点和所述终点。
[0025]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种尺寸测量方法，包括：通过摄像头获取待测对象的图像，基于TOF技术获取所述摄像头到所述待测对象的物理距离；从所述图像中识别所述待测对象的目标图像；根据所述目标图像上的用户操作确定所述待测对象测量的起始点和终点，计算所述起始点到所述终点的像素距离；获取计算模式，所述计算模式包括长度计算模式和直径计算模式；根据所述图像的焦距、所述像素距离、所述物理距离和所述计算模式计算所述待测对象的物理尺寸。
[0026]可选地，根据所述图像的焦距、所述像素距离、所述物理距离和所述计算模式计算所述待测对象的物理尺寸包括：所述计算模式为所述长度计算模式时，根据所述物理距离与所述焦距的比值和所述像素距离计算所述待测对象的物理长度。
[0027]可选地，采用如下公式计算所述物理长度：
[0028][0029]其中，P1为所述物理长度，L1为所述像素距离，D2为所述物理距离，D1为所述焦距。
[0030]可选地，根据所述图像的焦距、所述像素距离、所述物理距离和所述计算模式计算所述待测对象的物理尺寸包括：所述计算模式为所述直径计算模式时，获取所述起始点和
所述终点的中点与摄像头感光中心的偏离距离，根据所述焦距、所述物理距离、所述偏离距离和所述像素距离计算所述待测对象在所述起始点和所述终点所在横截面的物理直径。
[0031]可选地，根据所述焦距、所述物理距离、所述偏离距离和所述像素距离计算所述待测对象在所述起始点和所述终点所在横截面的物理直径包括：根据所述焦距、所述偏离距离和所述像素距离计算第一角度和第二角度；根据所述物理距离、所述第一角度和所述第二角度计算第一辅助线距离、第二辅助线距离和第三辅助线距离；根据所述第一辅助线距离、所述第二辅助线距离、所述第三辅助线距离、所述第一角度和所述第二角度计算所述物理直径。
[0032]可选地，通过如下公式计算第一辅助线距离、第二辅助线距离和第三辅助线距离：
[0033]M2＝sin(θ2)*D
CF
[0034]M1＝cos(θ2)*D
CF
*tan(θ1+θ2)
‑
M2[0035][0036]其中，M2为第二辅助线距离，M1为第一辅助线距离，M3为第三辅助线距离，θ2为所述第二角度，θ1为所述第一角度，D
CF
为所述物理距离。
[0037]可选地，采用如下公式计算所述物理直径：
[0038][0039][0040][0041]c＝M
12
+M
32
+2M1M3cos(θ1+θ2+π/2)
[0042]其中，r为物理半径，所述物理直径为2r，M2为第二辅助线距离，M1为第一辅助线距离，M3为第三辅助线距离，θ2为所述第二角度，θ1为所述第一角度。
[0043]可选地，从所述图像中识别所述待测对象的目标图像包括：将所述图像输入已训练好的语义分割模型，输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手持尺寸测量设备，其特征在于，包括：摄像头，用于采集待测对象的图像；TOF传感器，用于获取所述摄像头到所述待测对象的物理距离；交互模块，用于根据所述待测对象的目标图像上的用户操作确定所述待测对象测量的起始点和终点，以及获取计算模式，所述计算模式包括长度计算模式和直径计算模式；处理器，用于从所述图像中识别所述待测对象的目标图像并发送给所述交互模块，且用于计算所述起始点到所述终点的像素距离，根据所述图像的焦距、所述像素距离、所述物理距离和所述计算模式计算所述待测对象的物理尺寸。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于：所述计算模式为所述长度计算模式时，根据所述物理距离与所述焦距的比值和所述像素距离计算所述待测对象的物理长度。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于采用如下公式计算所述物理长度：其中，P1为所述物理长度，L1为所述像素距离，D2为所述物理距离，D1为所述焦距。4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于：所述计算模式为所述直径计算模式时，获取所述起始点和所述终点的中点与摄像头感光中心的偏离距离，根据所述焦距、所述物理距离、所述偏离距离和所述像素距离计算所述待测对象在所述起始点和所述终点所在横截面的物理直径。5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于：根据所述焦距、所述偏离距离和所述像素距离计算第一角度和第二角度；根据所述物理距离、所述第一角度和所述第二角度计算第一辅助线距离、第二辅助线距离和第三辅助线距离；根据所述第一辅助线距离、所述第二辅助线距离、所述第三辅助线距离、所述第一角度和所述第二角度计算所述物理直径。6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于通过如下公式计算第一辅助线距离、第二辅助线距离和第三辅助线距离：M2＝sin(θ2)*D
CF
M1＝cos(θ2)*D
CF
*tan(θ1+θ2)
‑
M2其中，M2为第二辅助线距离，M1为第一辅助线距离，M3为第三辅助线距离，θ2为所述第二角度，θ1为所述第一角度，D
CF
为所述物理距离。7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于采用如下公式计算所述物理直径：
c＝M
12
+M
32
+2M1M3cos(θ1+θ2+π/2)其中，r为物理半径，所述物理直径为2r，M2为第二辅助线距离，M1为第一辅助线距离，M3为第三辅助线距离，θ2为所述第二角度，θ1为所述第一角度。8.如权利要求1～7任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器包括：语义分割模型，用于对所述图像进行语义分割，输出目标图像像素和背景区像素；其中所述处理器还用于将所述目标图像像素导入新建图层获得所述目标图像。9.如权利要求1～7任一项所述的设备，其特征在于，所述交互模块还用于：获取所述目标图像上的测距直线；根据所述测距直线与所述目标图像边界的交点确定所述起始点和所述终点。10.一种尺寸测量方法，其特征在于，包括：通过摄像头获取待测对象的图像，基于TOF技术获取所述摄像头到所述待测对象的物...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁超，林喆，
申请(专利权)人：深圳米开朗基罗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：