測(cè)量裝置及測(cè)量方法
【專利摘要】一種測(cè)量裝置,包括處理器、攝像單元和G-sensor單元。攝像單元拍攝并獲取至少一個(gè)目標(biāo)的圖像,G-sensor單元相應(yīng)地產(chǎn)生一標(biāo)識(shí)該測(cè)量裝置在一坐標(biāo)軸Z軸方向上的分量的返回值。處理器根據(jù)返回值及預(yù)存的基準(zhǔn)值,并利用第一公式和第二公式計(jì)算該測(cè)量裝置到該至少一個(gè)目標(biāo)的距離。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于一測(cè)量裝置的測(cè)量方法。利用本發(fā)明,通過(guò)設(shè)置攝像單元獲取至少一個(gè)目標(biāo)的圖像,使得G-sensor單元相應(yīng)地輸出一返回值,并根據(jù)該返回值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行目標(biāo)距離、高度以及平均速度的計(jì)算,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量裝置利用GPS而無(wú)法進(jìn)行較短地、精確地測(cè)量的技術(shù)問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】測(cè)量裝置及測(cè)量方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于測(cè)量位于一定距離處的目標(biāo)物體的位置、高度和速度的裝置及測(cè)
量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,便攜式移動(dòng)設(shè)備,如智能手機(jī)、平板電腦等,除了滿足基本功能外,也具備越來(lái)越多的附加功能。其中,移動(dòng)設(shè)備中通常都設(shè)置GPS(Global PositionSystem,全球定位系統(tǒng)),用于使用者的定位及導(dǎo)航,同時(shí)兼具測(cè)量一定距離處的目標(biāo)的距離和/或高度,以及使用者的移動(dòng)速度等。在現(xiàn)有技術(shù)中,GPS通過(guò)公式V= A s/ A t進(jìn)行速度測(cè)量,其中,A s為測(cè)量的使用者與目標(biāo)的距離,At為移動(dòng)到目標(biāo)所用的時(shí)間。然而,A s的精度通常為10m,在測(cè)量較小距離時(shí)存在較大的誤差,故而無(wú)法測(cè)量較小距離內(nèi)的平均速度。并且,GPS通常只能夠測(cè)量海拔高度,而不能用于對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行高度的測(cè)量。同時(shí),利用GPS進(jìn)行目標(biāo)物體的位置、高度和速度測(cè)量時(shí)所需的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),從而無(wú)法快速得到所需測(cè)量的數(shù)據(jù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]有鑒于此,有必要提供一種測(cè)量裝置及測(cè)量方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的移動(dòng)設(shè)備利用GPS無(wú)法進(jìn)行較短距離內(nèi)的距離、平均速度以及目標(biāo)位置高度的測(cè)量。
[0004]本發(fā)明提供一種測(cè)量裝置,包括處理器,該測(cè)量裝置還包括:
攝像單元,用于當(dāng)用戶調(diào)整該測(cè)量裝置時(shí)拍攝并獲取包括至少一個(gè)目標(biāo)的圖像。及G-sensor單元,用于當(dāng)該攝像單元獲取包括至少一個(gè)目標(biāo)的圖像時(shí),根據(jù)該測(cè)量裝置的翻轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生一返回值z(mì),其中,該返回值z(mì)為該測(cè)量裝置在一坐標(biāo)軸Z軸方向上的分量。
[0005]該處理器預(yù)存一高度基準(zhǔn)`值,該處理器用于根據(jù)該G-sensor單元產(chǎn)生的返回值z(mì)以及該高度基準(zhǔn)值利用第一公式和第二公式計(jì)算該測(cè)量裝置到該至少一個(gè)目標(biāo)的距離。
[0006]本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于一測(cè)量裝置的測(cè)量方法,包括:
在第一時(shí)間調(diào)整該測(cè)量裝置的姿態(tài)拍攝并獲取一目標(biāo)的圖像。
[0007]根據(jù)獲取的該目標(biāo)的圖像時(shí)該測(cè)量裝置的翻轉(zhuǎn)角度相應(yīng)地產(chǎn)生一返回值,其中,該返回值為該測(cè)量裝置在坐標(biāo)軸Z軸方向上的分量。
[0008]根據(jù)該返回值及一預(yù)存高度基準(zhǔn)值,并利用第一公式和第二公式計(jì)算該測(cè)量裝置與該目標(biāo)之間的距離。
[0009]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明提供的測(cè)量裝置及測(cè)量方法,通過(guò)測(cè)量裝置中設(shè)置的攝像單元對(duì)目標(biāo)物體的一次或多次的聚焦以得到待測(cè)點(diǎn),G-sensor單元根據(jù)攝像單元聚焦得到的待測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)地輸出一返回值,處理器根據(jù)該返回值與測(cè)量裝置中預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行目標(biāo)物體的距離、高度以及在一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)平均速度的計(jì)算,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量裝置利用GPS而無(wú)法進(jìn)行較短地、精確地測(cè)量的技術(shù)問(wèn)題?!緦@綀D】
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明實(shí)施方式中的測(cè)量裝置的模塊示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明實(shí)施方式中的測(cè)量裝置進(jìn)行目標(biāo)距離測(cè)量的示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明實(shí)施方式中的測(cè)量裝置進(jìn)行速度測(cè)量的示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明實(shí)施方式中的測(cè)量裝置進(jìn)行目標(biāo)物體高度測(cè)量的示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明實(shí)施方式中進(jìn)行目標(biāo)距離測(cè)量的方法流程圖。
[0015]圖6為本發(fā)明實(shí)施方式中速度測(cè)量的方法流程圖。
[0016]圖7為本發(fā)明實(shí)施方式中進(jìn)行目標(biāo)物體高度測(cè)量的方法流程圖。
[0017]主要元件符號(hào)說(shuō)明
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量裝置,包括處理器,其特征在于,所述測(cè)量裝置還包括: 攝像單元,用于當(dāng)用戶調(diào)整所述測(cè)量裝置時(shí)拍攝并獲取包括至少一個(gè)目標(biāo)的圖像;及 G-sensor單元,用于當(dāng)所述攝像單元獲取包括至少一個(gè)目標(biāo)的圖像時(shí),根據(jù)所述測(cè)量裝置的翻轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生至少一返回值z(mì),其中,所述返回值z(mì)為所述測(cè)量裝置在一坐標(biāo)軸Z軸方向上的分量; 所述處理器預(yù)存一高度基準(zhǔn)值,所述處理器用于根據(jù)所述G-sensor單元產(chǎn)生的返回值z(mì)以及所述高度基準(zhǔn)值利用一第一公式和一第二公式計(jì)算所述測(cè)量裝置到所述至少一個(gè)目標(biāo)的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述第一公式為tan( 0 ) =sqrt((255~2-z~2)/z~2),所述第二公式為L(zhǎng)=hXtan (9),其中,0為所述測(cè)量裝置與所述目標(biāo)之間的連線與豎直方向的夾角,h為所述處理器預(yù)存的高度基準(zhǔn)值,L為所述測(cè)量裝置到所述目標(biāo)的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述至少一個(gè)目標(biāo)的數(shù)量為兩個(gè),包括所述攝像單元在第一時(shí)間獲取的第一目標(biāo)的圖像及在第二時(shí)間獲取的第二目標(biāo)的圖像,所述G-sensor單元在所述攝像單元獲取第一目標(biāo)的圖像及第二目標(biāo)的圖像時(shí)分別對(duì)應(yīng)產(chǎn)生第一返回值與第二返回值。
4.如權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述處理器還用于存儲(chǔ)所述第一時(shí)間和第二時(shí)間,并根據(jù)所述第一返回值及所述基準(zhǔn)值利用所述第一公式和第二公式計(jì)算所述測(cè)量裝置到所述第一目標(biāo)的第一距離,還根據(jù)所述第二返回值及所述基準(zhǔn)值利用所述第一公式和第二公式計(jì)算所述測(cè)量裝置到所述第二目標(biāo)的第二距離,并根據(jù)所述第一時(shí)間、第二時(shí)間、第一距離和第二距離利用第三公式計(jì)算所述測(cè)量裝置在所述第一時(shí)間至第二時(shí)間的過(guò)程中的平均速度。
5.如權(quán)利要求4所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述第三公式為V=(L2-L1)/ (Vt1),其中,為第一時(shí)間,t2為第二時(shí)間,L1為第一距離,L2為第二距離,V為平均速度。
6.如權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述處理器根據(jù)所述第一返回值及所述高度基準(zhǔn)值利用所述第一公式和第二公式計(jì)算所述測(cè)量裝置到所述第一目標(biāo)的距離,還根據(jù)所述測(cè)量裝置到所述第一目標(biāo)的距離、第二返回值及所述基準(zhǔn)值利用所述第一公式和一第四公式計(jì)算所述第一目標(biāo)與所述第二目標(biāo)之間的距離。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述第四公式為H=h+L/tan(e ’-90° ),其中,e ’為所述處理器根據(jù)所述第二返回值及第一公式計(jì)算得出的所述測(cè)量裝置與所述目標(biāo)之間的連線與豎直方向的夾角,H為所述第一目標(biāo)與所述第二目標(biāo)之間的距離。
8.如權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述第一目標(biāo)的圖像為一目標(biāo)物體的最低點(diǎn)圖像,所述第二目標(biāo)的圖像為所述目標(biāo)物體的最高點(diǎn)圖像,所述第一目標(biāo)與所述第二目標(biāo)之間的距離為所述目標(biāo)物體的高度。
9.一種測(cè)量方法,所述測(cè)量方法應(yīng)用于一測(cè)量裝置,其特征在于,所述測(cè)量方法包括: 在第一時(shí)間調(diào)整所述測(cè)量裝置的姿態(tài)拍攝并獲取一目標(biāo)的圖像; 根據(jù)獲取的 所述目標(biāo)的圖像時(shí)所述測(cè)量裝置的翻轉(zhuǎn)角度相應(yīng)地產(chǎn)生一返回值,其中,所述返回值為所述測(cè)量裝置在坐標(biāo)軸Z軸方向上的分量;根據(jù)所述返回值及一預(yù)存高度基準(zhǔn)值,并利用第一公式和第二公式計(jì)算所述測(cè)量裝置與所述目標(biāo)之間的距離。
10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于一測(cè)量裝置的測(cè)量方法,其特征在于,所述第一公式為tan ( 0 ) =sqrt ((255~2_z~2)/z~2),所述第二公式為 L=hXtan ( 0 ),其中,z 為所述產(chǎn)生的返回值,9為所述測(cè)量裝置與所述目標(biāo)之間的連線與豎直方向的夾角,h為所述測(cè)量裝置預(yù)存的高度基準(zhǔn)值,L為所述測(cè)量裝置到所述目標(biāo)的距離。
11.如權(quán)利要求10所述的應(yīng)用于一測(cè)量裝置的測(cè)量方法,其特征在于,還包括: 在第二時(shí)間調(diào)整測(cè)量裝置的姿態(tài)拍攝并獲取另一目標(biāo)的圖像; 根據(jù)獲取的所述另一目標(biāo)的圖像時(shí)所述測(cè)量裝置的翻轉(zhuǎn)角度相應(yīng)地產(chǎn)生另一返回值; 根據(jù)所述另一返回值及所述高度基準(zhǔn)值,并利用第一公式和第二公式計(jì)算所述測(cè)量裝置與所述另一目標(biāo)之間的另一距離;以及 根據(jù)所述第一時(shí)間、第二時(shí)間以及計(jì)算得出的所述距離和所述另一距離,利用第三公式計(jì)算所述測(cè)量裝置在所述第一時(shí)間至第二時(shí)間的過(guò)程中的平均速度。
12.如權(quán)利要求11所述的應(yīng)用于一測(cè)量裝置的測(cè)量方法,其特征在于,所述第三公式為V= (L2-L1)/ (t2-ti),其中,h為第一時(shí)間,t2為第二時(shí)間,L1為所述計(jì)算得出的距離,L2為所述計(jì)算得出的另一距離,V為平均速度。
13.如權(quán)利要求10所述的應(yīng)用于一測(cè)量裝置的測(cè)量方法,其特征在于,還包括: 在第二時(shí)間調(diào)整所述測(cè)量裝置的姿態(tài)以拍攝并獲取另一目標(biāo)的圖像; 根據(jù)獲取的所述另一目標(biāo)的圖像時(shí)所述測(cè)量裝置翻轉(zhuǎn)的角度相應(yīng)地產(chǎn)生另一返回值; 根據(jù)所述另一返回值、所述高度基準(zhǔn)值、計(jì)算得出的所述距離,并利用第一公式和第四公式計(jì)算所述目標(biāo)與所述另一目標(biāo)之間的距離。
14.如權(quán)利要求13所述的應(yīng)用于一測(cè)量裝置的測(cè)量方法,其特征在于,所述第四公式為H=h+L/tan ( 0 ’ -90° ),其中,0 ’為根據(jù)所述另一返回值及第一公式計(jì)算得出的所述測(cè)量裝置與所述目標(biāo)之間的連線與豎直方向的夾角,H為所述目標(biāo)與所述另一目標(biāo)之間的距離。
15.如權(quán)利要求14所述的應(yīng)用于一測(cè)量裝置的測(cè)量方法,其特征在于,所述目標(biāo)的圖像為一目標(biāo)物體的最低點(diǎn)圖像,所述另一目標(biāo)的圖像為所述目標(biāo)物體的最高點(diǎn)圖像,所述目標(biāo)與所述另一目標(biāo)之間的距離為所述目標(biāo)物體的高度。
【文檔編號(hào)】G01C23/00GK103575292SQ201210250039
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】孫中蘭 申請(qǐng)人:國(guó)基電子(上海)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司