长度量测方法与长度量测装置

申请号 CN201410015129.X 申请日 2014-01-13 公开(公告)号 CN104665836A 公开(公告)日 2015-06-03
申请人 纬创资通股份有限公司; 发明人 曹文俊; 张耀宗; 李佳宪;
摘要 本 发明 提出一种长度量测方法与长度量测装置。该长度量测方法包括:以一激光测距模 块 向一参考方向发射激光,以检测一待测物上一参考点与该激光测距模块间的一参考距离;以该参考方向作为一量测方向;以该参考距离作为一第一距离;依据该量测方向与该第一距离沿一第一检测方向执行一边界检测程序,以检测该待测物在该第一检测方向的一边界;以及依据该边界相对于该激光测距模块的一边界 位置 信息、该参考方向与该参考距离,计算该边界与该参考点之间的一量测距离。本发明可大幅缩小长度量测装置的体积,便于携带与设置,同时也可以快速取得多个待测者的身高。
权利要求

1.一种长度量测方法,该长度量测方法包括:
以一激光测距模向一参考方向发射激光,以检测一待测物上一参考点与该激光测距模块间的一参考距离;
以该参考方向作为一量测方向;
以该参考距离作为一第一距离;
依据该量测方向与该第一距离沿一第一检测方向执行一边界检测程序,以检测该待测物在该第一检测方向的一边界;以及
依据该边界相对于该激光测距模块的一边界位置信息、该参考方向与该参考距离,计算该边界与该参考点之间的一量测距离。
2.如权利要求1所述的长度量测方法,其中该边界检测程序包括:
以一第一轴线为轴心,使该量测方向旋转一第一度;
以该激光测距模块向旋转后的该量测方向发射激光至一第一反射点,以检测该第一反射点与该激光测距模块间的距离;
以该第一反射点与该激光测距模块间的距离作为一第二距离;
依据该第二距离决定是否检测到该待测物的一边缘;
若检测到该边缘,依据该边缘决定该边界;以及
若未检测到该边缘,以该第二距离作为该第一距离,沿该第一检测方向执行该边界检测程序以检测该待测物的该边界。
3.如权利要求2所述的长度量测方法,其中在依据该第二距离决定是否检测到该待测物的该边缘的步骤中包括:
计算该第二距离与该参考距离的一比值;
若该比值大于一比例阈值,判断检测到该边缘;以及
若该比值不大于该比例阈值,判断未检测到该边缘。
4.如权利要求2所述的长度量测方法,其中在依据该第二距离决定是否检测到该待测物的该边缘的步骤中包括:
计算该第二距离与该第一距离的一绝对差值;
若该绝对差值大于一变动阈值,判断检测到该边缘;以及
若该绝对差值不大于该变动阈值,判断未检测到该边缘。
5.如权利要求4所述的长度量测方法,其中在依据该第二距离决定是否检测到该待测物的该边缘的步骤中还包括依据该第一距离、该量测方向与该第一角度计算该变动阈值。
6.如权利要求2所述的长度量测方法,其中在依据该边缘决定该边界的步骤中包括执行一边界确认程序以决定该边界,该边界确认程序包括:
以一第二轴线为轴心,以该激光测距模块向多个边界确认方向发射激光至多个边界确认反射点,以检测该些边界确认反射点与该激光测距模块间的距离,该些边界确认方向分布于一第二检测方向;
以该些边界确认反射点与该激光测距模块间的距离作为多个边界确认距离;
依据该些边界确认距离中最短的一边界确认距离决定是否检测到该待测物的该边界;
以及
若未检测到该边界,以最短的该边界确认距离作为该第一距离,执行该边界检测程序以检测该待测物的该边界。
7.如权利要求6所述的长度量测方法,其中在依据该些边界确认距离中最短的该边界确认距离决定是否检测到该待测物的该边界的步骤中包括:
计算最短的该边界确认距离与该第二距离的一绝对差值;
若该绝对差值大于一变动阈值,判断检测到该边界;以及
若该绝对差值不大于该变动阈值,判断未检测到该边界。
8.如权利要求1所述的长度量测方法,其中该边界位置信息包括该激光测距模块至该边界的一边界方向,并且在依据该边界相对于该激光测距模块的该边界位置信息、该参考方向与该参考距离,计算该边界与该参考点之间的该量测距离的步骤中包括:
计算该边界方向与该参考方向的一夹角;以及
依据该夹角与该参考距离,以三角函数计算该量测距离。
9.如权利要求1所述的长度量测方法,其中该边界位置信息包括该激光测距模块至该边界的一边界距离,并且在依据该边界相对于该激光测距模块的该边界位置信息、该参考方向与该参考距离,计算该边界与该参考点之间的该量测距离的步骤中包括:
依据该边界距离与该参考距离,以三角函数计算该量测距离。
10.一种长度量测装置,该长度量测装置包括:
一激光测距模块;以及
一控制模块,该控制模块电性连接至该激光测距模块,该控制模块包括:
一测距单元,该测距单元电性连接至该激光测距模块,用以控制该激光测距模块向一参考方向发射激光,以检测一待测物上一参考点与该激光测距模块间的一参考距离;
一边界检测单元,该边界检测单元电性连接至该测距单元,用以将该参考方向作为一量测方向、将该参考距离作为一第一距离,并且该边界检测单元沿一第一检测方向执行一边界检测程序以检测该待测物在该第一检测方向上的一边界;以及
一运算单元,该运算单元电性连接至该测距单元与该边界检测单元,用以依据该边界相对于该激光测距模块的一边界位置信息、该参考方向与该参考距离,计算该边界与该参考点之间的一量测距离。
11.如权利要求10所述的长度量测装置,其中该边界检测程序包括:
以一第一轴线为轴心,使该量测方向旋转一第一角度;
以该激光测距模块向旋转后的该量测方向发射激光至一第一反射点,以检测该第一反射点与该激光测距模块间的距离;
以该第一反射点与该激光测距模块间的距离作为一第二距离;
依据该第二距离决定是否检测到该待测物的一边缘;
若检测到该边缘,依据该边缘决定该边界;以及
若未检测到该边缘,以该第二距离作为该第一距离,执行该边界检测程序以检测该待测物的该边界。
12.如权利要求11所述的长度量测装置,其中该控制模块还包括一边缘判断单元,该边缘判断单元电性连接至该边界检测单元,用以在依据该第二距离决定是否检测到该待测物的该边缘的步骤中,计算该第二距离与该参考距离的一比值,若该比值大于一比例阈值,判断检测到该边缘,若该比值不大于该比例阈值,判断未检测到该边缘。
13.如权利要求11所述的长度量测装置,其中该控制模块还包括一边缘判断单元,该边缘判断单元电性连接至该边界检测单元,用以在依据该第二距离决定是否检测到该待测物的该边缘的步骤中,计算该第二距离与该第一距离的一绝对差值,若该绝对差值大于一变动阈值,判断检测到该边缘,若该绝对差值不大于该变动阈值,判断未检测到该边缘。
14.如权利要求13所述的长度量测装置,其中该控制模块还包括一阈值计算单元,该阈值计算单元电性连接至该边缘判断单元,用以依据该第一距离、该量测方向与该第一角度计算该变动阈值。
15.如权利要求11所述的长度量测装置,其中该控制模块还包括一边界确认单元,该边界确认单元电性连接至该边界检测单元,用以在依据该边缘决定该边界的步骤中执行一边界确认程序以决定该边界,该边界确认程序包括:
以一第二轴线为轴心,以该激光测距模块向多个边界确认方向发射激光至多个边界确认反射点,以检测该些边界确认反射点与该激光测距模块间的距离;
以该些边界确认反射点与该激光测距模块间的距离作为该些边界确认距离;
依据该些边界确认距离中最短的一边界确认距离决定是否检测到该待测物的该边界;
以及
若未检测到该边界,以最短的该边界确认距离作为该第一距离,执行该边界检测程序以检测该待测物的该边界。
16.如权利要求15所述的长度量测装置,其中在依据该些边界确认距离中最短的该边界确认距离决定是否检测到该待测物的该边界的步骤中包括:
计算该最短的该边界确认距离与该第二距离的一绝对差值;
若该绝对差值大于一变动阈值,判断检测到该边界;以及
若该绝对差值不大于该变动阈值,判断未检测到该边界。
17.一种长度量测方法,该长度量测方法包括:
检测一第一待测物与一影像撷取装置间的一第一量测距离;
以该影像撷取装置撷取包括该第一待测物的一量测影像;以及
依据该第一量测距离与该量测影像,计算该第一待测物的一第一尺寸。
18.如权利要求17所述的长度量测方法,其中在以该影像撷取装置撷取包括该第一待测物的该量测影像的步骤中,以一第一视角撷取包括该第一待测物的该量测影像,并且还依据该第一视角以计算该第一待测物的该第一尺寸。
19.如权利要求18所述的长度量测方法,其中该量测影像中具有一第一待测物影像,该第一待测物图像对应于该第一待测物,并且在依据该第一量测距离与该量测影像计算该第一待测物的该第一尺寸的步骤中包括:
计算该第一待测物影像与该量测影像的一第一比例;
计算该第一待测物影像在该量测影像中的一第一位置;以及
依据该第一量测距离、该第一视角、该第一比例与该第一位置,计算该第一待测物的该第一尺寸。
20.如权利要求18所述的长度量测方法,其中该量测影像中具有一第二待测物影像,该第二待测物图像对应于一第二待测物,并且该长度量测方法还包括:
检测该第二待测物与该影像撷取装置间的一第二量测距离;以及
依据该第二量测距离与该量测影像,计算该第二待测物的一第二尺寸。
21.如权利要求17所述的长度量测方法,其中在检测一第一待测物与一影像撷取装置间的一量测距离的步骤中,对该第一待测物执行一人脸对焦程序以获得该量测距离。
22.如权利要求17所述的长度量测方法,其中以激光测距法检测该第一待测物与该影像撷取装置间的该量测距离。
23.一种长度量测装置,该长度量测装置包括:
一影像撷取模块,该影像撷取模块用以撷取包括一第一待测物的一量测影像;
一测距模块,该测距模块用以检测该第一待测物与该影像撷取模块间的一第一量测距离;以及
一处理模块,该处理模块电性连接至该测距模块与该影像撷取模块,用以依据该第一量测距离与该量测影像,计算该第一待测物的一第一尺寸。
24.如权利要求23所述的长度量测装置,其中该影像撷取装置撷取是以一第一视角撷取包括该第一待测物的该量测影像,并且该影像撷取装置还依据该第一视角计算该第一待测物的该第一尺寸。
25.如权利要求24所述的长度量测装置,其中该量测影像中具有一第一待测物影像,该第一待测物图像对应于该第一待测物,并且在该处理模块包括:
一比例计算单元,该比例计算单元电性连接至该影像撷取模块,用以计算该第一待测物影像与该量测影像的一第一比例;
一位置计算单元,该位置计算单元电性连接至该影像撷取模块,用以计算该第一待测物影像在该量测影像中的一第一位置;以及
一尺寸计算单元,该尺寸计算单元电性连接至该测距模块、该比例计算单元与该位置计算单元,用以依据该第一量测距离、该第一视角、该第一比例与该第一位置,计算该第一待测物的该第一尺寸。
26.如权利要求24所述的长度量测装置,其中该量测影像中具有一第二待测物影像,该测距模块还检测该第二待测物与该影像撷取装置间的一第二量测距离,并且该处理模块依据该第二量测距离与该量测影像,计算该第二待测物的一第二尺寸。
27.如权利要求23所述的长度量测装置,其中该测距模块为一人脸对焦模块,用以对该第一待测物执行一人脸对焦程序以获得该量测距离。
28.如权利要求23所述的长度量测装置,其中该测距模块为一激光测距模块。

说明书全文

长度量测方法与长度量测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种长度量测方法及长度量测装置,特别是应用测距原理的长度量测方法及长度量测装置。

背景技术

[0002] 在健康检查时,为了计算身体质量指数(Body Mass Index,BMI),身高是必须要被量测出来的。然而传统的身高量测装置以物理组件(例如挡板)来确认头顶的高度。为了适用于不同身高的待测者,传统的身高量测装置通常非常巨大,因此不便于携带使用。另一方面,传统的身高量测装置由于一次仅能量测一个待测者的身高,因此在量测群体的身高时非常浪费时间。
[0003] 因此,需要提供一种长度量测方法与长度量测装置来解决上述问题。

发明内容

[0004] 有鉴于以上的问题,本发明提出一种长度量测方法及应用此方法的长度量测装置。在本发明的一实施例中的长度量测装置,藉由检测待测者与长度量测装置的距离以及待测者头顶与长度量测装置的相对关系,计算待测者的身高。在本发明的另一实施例中的长度量测装置,藉由撷取包含一个或多个待测者的影像,检测待测者与长度量测装置的距离,依据影像与距离计算待测者的身高。因此依据本发明的多个实施例的长度量测装置的体积可以大幅缩小,从而便于携带与设置,并可以大幅缩短量测时间。
[0005] 依据本发明的一实施例的一种长度量测方法,该长度量测方法包括:以一激光测距模向一参考方向发射激光,以检测一待测物上一参考点与该激光测距模块间的一参考距离;以该参考方向作为一量测方向;以该参考距离作为一第一距离;依据该量测方向与该第一距离沿一第一检测方向执行一边界检测程序,以检测该待测物在该第一检测方向的一边界;以及依据该边界相对于该激光测距模块的一边界位置信息、该参考方向与该参考距离,计算该边界与该参考点之间的一量测距离。
[0006] 依据本发明的一实施例的一种长度量测装置,该长度量测装置包括:一激光测距模块以及一控制模块;该控制模块电性连接至该激光测距模块,该控制模块包括:一测距单元、一边界检测单元以及一运算单元;该测距单元电性连接至该激光测距模块,用以控制该激光测距模块向一参考方向发射激光,以检测一待测物上一参考点与该激光测距模块间的一参考距离;该边界检测单元电性连接至该测距单元,用以将该参考方向作为一量测方向、将该参考距离作为一第一距离,并且该边界检测单元沿一第一检测方向执行一边界检测程序以检测该待测物在该第一检测方向上的一边界;该运算单元电性连接至该测距单元与该边界检测单元,用以依据该边界相对于该激光测距模块的一边界位置信息、该参考方向与该参考距离,计算该边界与该参考点之间的一量测距离。
[0007] 依据本发明的一实施例的一种长度量测方法,该长度量测方法包括:检测一第一待测物与一影像撷取装置间的一第一量测距离;以该影像撷取装置撷取包括该第一待测物的一量测影像;以及依据该第一量测距离与该量测影像,计算该第一待测物的一第一尺寸。
[0008] 依据本发明的一实施例的一种长度量测装置,该长度量测装置包括:一影像撷取模块、一测距模块以及一处理模块;该影像撷取模块用以撷取包括一第一待测物的一量测影像;该测距模块用以检测该第一待测物与该影像撷取模块间的一第一量测距离;该处理模块电性连接至该测距模块与该影像撷取模块,用以依据该第一量测距离与该量测影像,计算该第一待测物的一第一尺寸。
[0009] 在本发明的一实施例中的长度量测装置,藉由检测待测者与长度量测装置的距离以及待测者头顶与长度量测装置的相对关系,计算待测者的身高。在本发明的另一实施例中的长度量测装置,藉由撷取包含待测者的影像,检测待测者与长度量测装置的距离,依据影像与距离计算待测者的身高。因此依据本发明的多个实施例的长度量测装置的体积可以大幅缩小,从而便于携带与设置。
[0010] 以上关于本发明内容的说明及以下关于实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理,并且提供本发明的权利要求书的范围更进一步的解释。附图说明
[0011] 图1为依据本发明的一实施例的长度量测装置的功能方框图
[0012] 图2为依据本发明的一实施例的长度量测装置的操作示意图。
[0013] 图3A与图3B为依据本发明的一实施例的长度量测装置的操作示意图。
[0014] 图4A为依据本发明的一实施例的方法流程图
[0015] 图4B为依据本发明的一实施例的边界检测程序的方法流程图。
[0016] 图4C为依据本发明的一实施例的边界确认程序的方法流程图。
[0017] 图5为依据本发明的一实施例的长度量测装置的功能方框图。
[0018] 图6A为依据本发明的一实施例的长度量测装置的操作示意图。
[0019] 图6B为图6A的侧视图。
[0020] 图6C为图6A的俯视图。
[0021] 图7为对应于图6A的量测影像。
[0022] 图8为依据本发明的一实施例的长度量测方法的流程图。
[0023] 主要组件符号说明:
[0024] 1、5 长度量测装置 55 处理模块
[0025] 11 激光测距模块 551 比例计算单元[0026] 13 控制模块 553 位置计算单元[0027] 131 测距单元 555 尺寸计算单元[0028] 133 边界检测单元 601 摄影中轴线
[0029] 135 运算单元 61、63 路人
[0030] 136 边缘判断单元 70 量测影像
[0031] 137 阈值计算单元 D1、D2 距离
[0032] 138 边界确认单元 d0 参考距离
[0033] 20 使用者 α 视
[0034] 201、301 参考方向 β 夹角
[0035] 21、31 参考点 θ 角度
[0036] 202~203、302~306量测方向 h0 量测影像高
[0037] 22~23、32~36 反射点 h1、h2 路人影像高
[0038] 51 影像撷取模块 A1、A2 轴线
[0039] 53 测距模块 S1~S4 扫描线

具体实施方式

[0040] 以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征及优点,其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施,且根据本说明书所公开的内容、权利要求书的范围及附图,任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步地详细说明本发明的观点,但非以任何观点限制本发明的范畴。
[0041] 关于本发明的一实施例中的长度量测装置,请参照图1,其是依据本发明的一实施例的长度量测装置的功能方框图。如图1所示,长度量测装置1包含激光测距模块11与控制模块13。控制模块13电性连接至激光测距模块11,并且控制模块13包含测距单元131、边界检测单元133与运算单元135。其中测距单元131电性连接至激光测距模块11,边界检测单元133电性连接至测距单元131,而运算单元135电性连接至测距单元131与边界检测单元133。
[0042] 测距单元131用以控制激光测距模块11向参考方向发射激光,以检测待测物上一个参考点与激光测距模块间的参考距离。在本实施例中,测距单元131会首先将激光测距模块11的位置重置到一个预设位置。而后测距单元131控制激光测距模块11发射激光至待测物(待测者),由于激光测距模块11的位置已经重置过了,因此激光测距模块11所发射的激光可以平地射到待测物。换句话说,此时的参考距离也就是激光测距模块11与待测物的水平距离。
[0043] 边界检测单元133用以将参考方向作为量测方向、将参考距离作为第一距离,并沿第一检测方向执行边界检测程序以检测该待测物在第一检测方向上的边界。举例来说,边界检测单元133可以通过测距单元131控制激光测距模块11向待测物方向发射多次激光,以检测待测物上及待测物周围多个点相对于激光测距模块11的多个距离,并依据这些距离来判断待测物的边界。在一个实施例中,待测物是一个等待测量身高的使用者,参考点可以是使用者的脚,而边界可以定义为使用者的头顶。
[0044] 举例来说,请参照图2,其是依据本发明的一实施例中的长度量测装置的操作示意图。如图2所示,一个使用者20以长度量测装置1来量测自己的身高。一开始长度量测装置1先以参考方向201发射激光到使用者的脚上一个参考点21,并检测得到参考距离d0。而后长度量测装置1以第一轴线A1(在本实施例中为X轴)为轴心旋转一定角度θ,使量测方向沿着Z轴向上并发射激光到使用者身上。在本实施例中,当长度量测装置1多次旋转角度θ并沿着一个量测方向202发射激光到使用者的额头上一反射点22后,长度量测装置1再度旋转角度θ并沿着量测方向203发射激光。此时,激光射到使用者20后方墙上一个反射点23。此时,可以因为长度量测装置1与反射点23的距离相比于长度量测装置1与反射点22的距离有剧烈的改变,因此判断有一个边缘存在于量测方向202与量测方向203之间。又或者可以因为长度量测装置1与反射点23的距离相比于参考距离的比例大于一个比例阈值,可以被判断为有一个边缘在量测方向202与量测方向203之间。因此可以选择反射点22作为边缘。
[0045] 更明确的说,边界检测程序可以简述如下。一开始会有一个第一距离d1与一个量测方向。如前所述,一开始的第一距离d1与量测方向分别是参考距离d0与参考方向。以一第一轴线A1为轴心,使量测方向沿着第一检测方向(向上)旋转一个第一角度θ。以激光测距模块11向旋转后的量测方向发射激光至一个第一反射点,以检测第一反射点与激光测距模块11间的距离。以第一反射点与激光测距模块间的距离作为第二距离d2。依据第二距离d2决定是否检测到待测物的边缘。若检测到边缘,依据边缘决定边界,若未检测到边缘,以第二距离d2作为第一距离d1,沿第一检测方向继续执行边界检测程序以检测待测物的边界。
[0046] 依据边缘决定边界之后,运算单元135用以依据边界相对于激光测距模块的边界位置信息、参考方向与参考距离,计算边界与参考点之间的量测距离。举例来说,如果要量测待测物的高,则当边界位置信息仅包含边界相对于激光测距模块11的边界距离时,可以假设待测物的表面平整且垂直于地面,如果参考方向平行于地面,则依据三角函数中的“勾股定理”把边界距离设为斜边,把参考距离设为邻边,则对边长也就是直角三角形的高可以2 2 2
依据后述方程式计算:斜边长 -邻边长 =对边长 。
[0047] 又举例来说,如果要量测待测物的高,当边界位置信息仅包含激光测距模块11至边界的边界角度,且参考方向平行于地面,可以假设待测物的表面平整且垂直于地面,如果参考方向平行于地面,则依据三角函数中的正切函数的定义,待测物的高可以为参考距离×边界角度的正切函数值。
[0048] 在一些例子中,如果参考方向、边界方向与待测物表面上参考点至边界的连线并非约为一个直角三角形。则可以依据余弦定理,将边界距离与参考距离作为两个邻边长,以边界方向与参考方向的夹角计算对边长,也就是边界与参考点连线的量测距离。
[0049] 在一实施例中,控制模块13可以还包含一个边缘判断单元136,电性连接至边界检测单元,边缘判断单元136可用以计算第二距离d2与参考距离d0的比值,若比值大于比例阈值,判断检测到边缘,若比值不大于比例阈值,判断未检测到边缘。举例来说,当长度量测装置1被用来在小学里量测待测者(小学生)的身高的时候,操作者可以将长度量测装置1放置在待测者(小学生)身前1.5米(公尺)处。由于一般而言,小学生的身高不会超过1.8米,因此量测装置1与小学生的头顶的距离应该小于2.4米。此时,可以用1.6(也就是2.4/1.5)作为比例阈值。则当检测到一个第二距离d2与参考距离的比值大于1.6的时候,边缘判断单元136可以判断检测到一个边缘。
[0050] 在一实施例中,边缘判断单元136可用以计算第二距离d2与第一距离d1的绝对差值。若绝对差值大于变动阈值,判断检测到边缘,若绝对差值不大于变动阈值,判未检测到边缘。所谓绝对差值也就是差值的绝对值。更明确的说,若第二距离d2减去第一距离d1的值介于某个范围(例如负30厘米(公分)到30厘米)则可以判断未检测到边缘。若不在前述范围,则可以判断检测到边缘。
[0051] 实践上,由于待测物(也就是待测者,例如小孩、成人、老人、孕妇)体型的变异很大,前述的变动阈值可以依据待测物不同而不同。例如要量小孩的身高的时候,变动阈值可以设为20厘米,而要量一个肥胖患者的身高时,变动阈值可以设为60厘米。
[0052] 在一实施例中,控制模块13可以还包含一个阈值计算单元137,电性连接至边界检测单元133。阈值计算单元137可以依据第一距离d1、量测方向与第一角度θ计算变动阈值。举例来说,由于人的身体厚度约为30-50厘米。所以如果第二距离d2乘上旋转后的量测方向的余弦值减去第一距离d1乘上量测方向的余弦值得到的长度大于50厘米,则很可能是检测到边缘。因此可以据以设定一个变动阈值。
[0053] 在一实施例中,控制模块13可以还包含一个边界确认单元138,电性连接至边界检测单元133。边界确认单元138用以执行边界确认程序。请一并参照图3A与图3B,图3A与图3B为依据本发明的一实施例的长度量测装置1的操作示意图。如图3A所示,长度量测装置1一开始先以参考方向301发射激光到使用者30的脚上的参考点31以检测参考距离d0。而后长度量测装置1开始以X轴(第一轴线A1)为轴心多次旋转一定角度,使量测方向沿着平行于Z轴(第一检测方向)的扫描线S1向上并与每次旋转后发射激光以测定距离。当长度量测装置1某此以量测方向302发射激光到使用者肩膀表面的一个反射点32。下一次会以量测方向303发射激光到使用者后方墙上一个反射点33。由于依据前述方法判断有边缘存在,长度量测装置1中的边界确认单元138会执行边界确认程序,因此开始横向地沿着扫描线S2扫描,并以量测方向304在使用者的脖子上找到一个反射点34,由于反射点34与长度量测装置1之间的距离相比于反射点32与长度量测装置1之间的距离并没有大于一个变动阈值,因此确认了还没碰到待测物(使用者)的边界(头顶)。
[0054] 综上所述,控制模块13与其中的多个单元可以由特殊应用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)、先进精简指令集机器(advanced RISC machine,ARM)、中央处理单元(central processing unit,CPU)、单芯片控制器或其他适于执行运算及控制指令的设备来实现,本实施例在此不加以限制。
[0055] 而后从量测方向304开始,长度量测装置1又开始铅直沿着扫描线S3往上发射多次激光。当长度量测装置1某次以量测方向305发射激光到使用者额头表面的一个反射点35。下一次会以量测方向306发射激光到使用者后方墙上一个反射点36。由于依据前述方法判断有边缘存在,长度量测装置1中的边界确认单元138会执行边界确认程序,沿着扫描线S4横向扫描后确认在量测方向305与量测方向306之间有一个边界的存在。因此,可以选择反射点35作为边界,或者还在反射点35与反射点36间确认边界的位置。
[0056] 依据本发明一实施例的长度量测方法,请一并参照图1与图4A,图4A为依据本发明的一实施例的方法流程图。如步骤S410所示,测距单元131控制激光测距模块11向参考方向发射激光,以检测待测物上参考点与激光测距模块11间的参考距离。如步骤S420所示,边界检测单元133以参考方向作为量测方向、以参考距离作为第一距离,并依据量测方向与第一距离沿第一检测方向(例如为从脚到头)执行边界检测程序,以检测待测物在第一检测方向的边界。并且如步骤S430所示,依据边界相对于激光测距模块11的边界位置信息、参考方向与参考距离,计算边界与参考点之间的量测距离。
[0057] 关于边界检测程序,请一并参照图4B,其为依据本发明的一实施例的边界检测程序的方法流程图。如步骤S421所示,边界检测单元133以一个第一轴线为轴心,使量测方向旋转一个第一角度θ。如步骤S423所示,边界检测单元133控制激光测距模块11向旋转后的量测方向发射激光至一个第一反射点,以检测第一反射点与激光测距模块11间的距离。如步骤S425所示,边界检测单元133将第一反射点与激光测距模块间的距离作为第二距离d2。如步骤S427所示,边界检测单元133依据第二距离d2决定是否检测到待测物的边缘。若检测到边缘,如步骤S428所示,依据边缘决定边界。若未检测到边缘,如步骤S429所示,以第二距离d2作为第一距离d1,而后回到步骤S421沿第一检测方向继续执行边界检测程序以检测待测物的边界。
[0058] 前述步骤S428所述的依据边缘决定边界,在一个实施例中,直接将边缘当作边界。在此实施例中,前述的边界位置信息中可以把当前的量测方向当作边界方向,把当前的第一距离当作边界距离。
[0059] 在一实施例中,步骤S428可以包含将旋转后的量测方向及旋转前的量测方向之间分为一个或多个等分,以得到至少一个次量测方向。因此,每个次量测方向介于旋转后的量测方向及旋转前的量测方向之间。并控制激光测距模块11对前述多个次量测方向发射激光,藉以进一步确认边缘的位置,以依据边缘决定边界。
[0060] 在另一实施例中,步骤S428可以包含执行一个边界确认程序,关于前述边界确认程序的流程,请参照图4C与图3A及图3B,图4C为依据本发明的一实施例的边界确认程序的方法流程图。如步骤S4283所示,边界确认单元138以第二轴线A2(在本实施例中为Z轴)为轴心,以反射点33为起始点,以激光测距模块11向多个边界确认方向(在本实施例中为横向,即与X轴平行的方向)发射激光至多个边界确认反射点,以检测前述多个边界确认反射点与激光测距模块11间的距离。如步骤S4285所示,边界确认单元138以前述多个边界确认反射点与激光测距模块11间的距离作为多个边界确认距离。如步骤S4287所示,边界确认单元138依据前述多个边界确认距离中最短的一个边界确认距离(在本实施例中为沿量测方向304所量测到的距离)决定是否检测到待测物的边界。若未检测到边界,如步骤S4289所示,以最短的边界确认距离作为第一距离,沿第一检测方向执行边界检测程序以检测待测物的边界。
[0061] 其中在前述步骤S4287中依据最短的边界确认距离来决定是否检测到待测物的边界可以简述如下。计算最短的边界确认距离与第一距离d1的绝对差值。若绝对差值大于变动阈值,判断检测到边界。若绝对差值不大于变动阈值,判断未检测到边界。
[0062] 本发明的另一实施例,请参照图5,其为依据本发明的一实施例的长度量测装置的功能方框图。如图5所示,长度量测装置5包含影像撷取模块51、测距模块53与处理模块55。处理模块55分别电性连接至影像撷取模块51与测距模块53。
[0063] 影像撷取模块51用以撷取包含第一待测物的量测影像。举例来说,影像撷取模块可以是录像机、照相机、监视器等任何可以拍摄影像的装置,本发明不加以限制。
[0064] 测距模块53用以检测第一待测物与影像撷取模块51间的第一量测距离。基本上测距模块53的用途是要用来确认第一量测距离,而后第一量测距离可以被用来配合量测影像计算待测物的尺寸。因此,测距模块53可以是红外线测距装置、照相机的对焦系统(包含人脸对焦模块)或其他可以用来检测第一量测距离的装置,本发明不以此为限。
[0065] 处理模块55用以依据第一量测距离与量测影像,计算第一待测物的第一尺寸。处理模块55可以包含比例计算单元551、位置计算单元553与尺寸计算单元555。其中比例计算单元551与位置计算单元553分别电性连接至影像撷取模块51。尺寸计算单元555分别电性连接至计算单元551、位置计算单元553与测距模块53。
[0066] 比例计算单元551用以计算第一待测物的影像与量测影像的第一比例。举例来说,比例计算单元551可以从量测影像中辨识出前景对象,并且计算前景对象在量测影像中占用了几列像素。依据前景对象在量测影像中所占用的像素列数与量测影像的像素列数,可以得到一个纵轴(Y轴)上的比例。依照同样的道理也可以计算得到一个横轴(X轴)上的比例。
[0067] 位置计算单元553用以计算第一待测物的影像在量测影像中的第一位置。如前述,位置计算单元553跟比例计算单元551类似,可以找出前景对象(待测物)的轮廓,因此可以很好地得到待测物影像的坐标。此坐标可以是待测物影像的质心坐标,也可以是待测物影像最接近边缘的一个坐标。举例来说,第一待测物的影像若位于量测影像的角落,可能会出现像差,也就是第一待测物的影像有变形。因此后述的尺寸计算单元555可以依据像差公式还原影像,得到更准确的对象尺寸。
[0068] 尺寸计算单元555用以依据第一量测距离、第一视角(angle of view)、第一比例与第一位置,计算第一待测物的第一尺寸。其中,第一量测距离与第一视角可以被储存于量测影像的数据元(meta data)中。举例来说,当测距模块53连接于影像撷取模块51的人脸对焦模块时,测距模块53可以对一个或多个人脸影像分别进行对焦,并将每个人脸的对焦信息储存起来。而对焦信息可以换算得到人脸与影像撷取模块51之间的量测距离。
[0069] 综上所述,处理模块55与其中的多个单元可以由特殊应用集成电路、先进精简指令集机器、中央处理单元、单芯片控制器或其他适于执行运算及控制指令的设备来实现,本实施例在此不加以限制。
[0070] 关于本发明前述实施例中的长度量测装置的操作示例,请一并参照图6A、图6B、图6C与图7,图6A至图6C为依据本发明的一实施例的长度量测装置的操作示意图,图7为对应于图6A的量测影像。如图6A所示,在一实施例中,长度量测装置5可以对路人61(第一待测物)撷取影像,同时检测路人61所在的影像平面与长度量测装置5之间的距离D1及其他相对位置关系。例如路人61与长度量测装置5的连线跟长度量测装置5的摄影中轴线601的夹角β。而后,处理模块55会针对量测影像70进行分析,找出路人61的影像,计算路人61的影像的高h1(第一尺寸)(也就是路人61的影像在量测影像70中所占的像素列数)与量测影像70的高h0的比例。依据距离D1(第一量测距离)、量测影像(纵轴)的视角α、路人影像高h1、量测影像高h0(也就是量测影像70的总像素列数)可以计算出路人61的身高H1,如下列方程式:
[0071]
[0072] 在本发明的某些实施例中,若量测影像中包含多个路人(待测物),例如量测影像70中除了路人61以外,还包含了路人63(第二待测物)。由于测距模块53若为一个具有人脸辨识功能的人脸对焦模块,测距模块53可以对路人61的脸部与路人63的脸部分别进行人脸对焦。如此,可以在量测影像70的数据元中同时储存路人61所在的影像平面与长度量测装置5之间的距离D1,以及路人63所在的影像平面与长度量测装置5之间的距离D2。
同时可以依据距离D2(第二量测距离)、量测影像(纵轴)的视角α、路人影像高h2(第二尺寸)(也就是路人63的影像在量测影像70中所占的像素列数)、量测影像高h0可以计算出路人63的身高H2,如下列方程式:
[0073]
[0074] 本发明的另一实施例的长度量测装置,量测影像70有多个待测物(路人61与路人63),由于已经可以分别知道路人61与路人63的大致位置,所以可以分别把长度量测装置
5的摄影中轴线601对准路人61与路人63,重复前述动作,可以更精确地得到路人61与路人63的身高H1与H2。
[0075] 关于本发明的一实施例的长度量测方法,请一并参照图5与图8,图8为依据本发明的一实施例的长度量测方法的流程图。如步骤S810所示,以测距模块53检测第一待测物与影像撷取模块51间的第一量测距离。如步骤S830所示,以影像撷取模块51撷取包含第一待测物的量测影像。如步骤S851所示,比例计算单元551计算第一待测物的影像相对于量测影像的第一比例。如步骤S853所示,位置计算单元553计算第一待测物的影像在量测影像中的第一位置。如步骤S855所示,尺寸计算单元555依据量测影像数据源中所记录的第一量测距离与第一视角、前述第一比例与前述第一位置,计算第一待测物的第一尺寸。
[0076] 依据本发明的上述多个实施例的长度量测装置及长度量测方法,藉由检测待测者与长度量测装置的距离以及待测者头顶与长度量测装置的相对关系,计算待测者的身高。在本发明的另一实施例中的长度量测装置,藉由撷取包含待测者的影像,检测待测者与长度量测装置的距离,依据影像与距离计算待测者的身高。因此依据本发明的多个实施例的长度量测装置的体积可以大幅缩小,从而便于携带与设置。同时也可以快速取得多个待测者的身高。
[0077] 虽然本发明以前述的实施例公开如上,然而其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围的情况下所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求书的范围。
QQ群二维码
意见反馈