阅读说明：本技术 无接触式长度测量装置及方法 (Non-contact length measuring device and method ) 是由 杨晨 王思嘉 张嘉森 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开了一种无接触式长度测量装置及方法,所述长度测量装置包括三脚架,三脚架上设有调节件,调节件上设有记录平台,记录平台上依次并排设有测距仪、双激光发射装置及调节支架,调节支架上设有拍摄装置,所述测距仪的检测端、双激光发射装置的发射端及拍摄装置的拍摄端在同一个平面上。本发明能实现对待测物体的无接触长度测量；测量可以独自完成；提高了测量自由度,通过照片的方式,能在后期阶段测量待测物体在照片上任意点间的距离；减少了对会移动物体的测量难度,保存会移动物体的快照,直接在照片上测量,避免了在传统测量过程中需要对移动物体进行控制的问题。(The embodiment of the invention discloses a non-contact length measuring device and a non-contact length measuring method. The invention can realize the non-contact length measurement of the object to be measured; the measurement can be done independently; the measurement freedom degree is improved, and the distance between any points of the object to be measured on the picture can be measured at the later stage in a picture mode; the measuring difficulty of the movable object is reduced, the snapshot of the movable object is saved, the measurement is directly carried out on the picture, and the problem that the movable object needs to be controlled in the traditional measuring process is solved.)

无接触式长度测量装置及方法

技术领域

本发明涉及远程测量技术领域，尤其涉及一种无接触式长度测量装置及方法。

背景技术

现有技术中测量待测物体的长度往往使用测量工具，如直尺、卷尺、测距仪。但使用这些工具存在以下问题：1.使用直尺与卷尺都需要人协助完成测量工作2.使用测距仪无法在短时间内完成对待测物体的多个地方的测量3.使用直尺、卷尺、测距仪对于会移动的物体存在测量难度。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种无接触式长度测量装置及方法，以使能够远程测量物体长度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种无接触式长度测量装置，包括三脚架，三脚架上设有调节件，调节件上设有记录平台，记录平台上依次并排设有测距仪、双激光发射装置及调节支架，调节支架上设有拍摄装置，所述测距仪的检测端、双激光发射装置的发射端及拍摄装置的拍摄端在同一个平面上；测距仪检测与待测物体的距离，双激光发射装置将两个激光点照射在待测物体上，拍摄装置拍摄待测物体的图片，并根据与待测物体的距离、图片中待测物体长度的像素距离和激光点像素距离换算得到待测物体的实际长度。

进一步地，所述拍摄装置为智能手机。

进一步地，所述三脚架上设有水平仪装置，所述测距仪内置角度测量仪。

相应地，本发明实施例还提供了一种无接触式长度测量方法，包括：

测距步骤：以垂直于待测物体的角度检测与待测物体之间的距离；

拍摄步骤：以垂直于待测物体的角度将两个激光点照射在待测物体上，并拍摄图片；

标记步骤：找出所拍摄的图片上的两个激光点坐标，然后通过坐标使用欧氏距离计算出两个激光点的像素距离；

选取步骤：标出图片中待测物体的待测量线段的起始点坐标和终点坐标，通过坐标使用欧氏距离计算出待测量线段的像素距离；

计算步骤：计算两激光点的实际间距和像素距离的比，并将待测量线段的像素距离换算得到待测量线段的实际长度。

进一步地，所述测距步骤之前还包括：

拟合步骤：实验得到两个激光点在不同距离下的间距数据，使用最小二乘法，拟合数据，得出拟合函数F(x)＝kx+b；其中，F(x)为两个激光点的实际间距，x为与待测物体之间的距离，k为固定系数，b为常数；

所述计算步骤中包括：将检测的与待测物体之间的距离代入拟合函数，计算得到两激光点的实际间距。

本发明的有益效果为：能实现对待测物体的无接触长度测量；测量可以独自完成；提高了测量自由度，通过照片的方式，能在后期阶段测量待测物体在照片上任意点间的距离；减少了对会移动物体的测量难度，保存会移动物体的快照，直接在照片上测量，避免了在传统测量过程中需要对移动物体进行控制的问题。

附图说明

图1是本发明实施例的无接触式长度测量装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的无接触式长度测量方法的流程意图。

图3是本发明实施例的拟合函数的函数图像。

图4是本发明实施例在拍摄照片上测量待测物体长度的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中若有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1，本发明实施例的无接触式长度测量装置包括三脚架1。

三脚架1上设有调节件3，调节件3通过螺母9与螺杆10固定到三脚架1上。调节件3上设有记录平台2，记录平台2使用铆钉4与调节件3连接。调节件3优选为云台。

记录平台2上依次并排设有测距仪6、双激光发射装置7及调节支架8。调节支架8通过一固定装置5固定在记录平台2上。调节支架8上设有拍摄装置，所述测距仪6的检测端、双激光发射装置7的发射端及拍摄装置的拍摄端在同一个平面上。测距仪6检测与待测物体的距离，双激光发射装置7将两个激光点照射在待测物体上，拍摄装置拍摄待测物体的图片，并根据与待测物体的距离、图片中待测物体长度的像素距离和激光点像素距离换算得到待测物体的实际长度。

作为一种实施方式，拍摄装置为智能手机。

作为一种实施方式，三脚架1上设有水平仪装置，所述测距仪6内置角度测量仪。水平仪装置用于指示当前三脚架1的水平状态。角度测量仪能测量竖直方向上的角度，使记录平台2相对保持水平。

请参照图2～图4，本发明实施例的无接触式长度测量方法包括测距步骤、拍摄步骤、标记步骤、选取步骤及计算步骤。

测距步骤：测距仪6与待测物体垂直，以垂直于待测物体的角度检测无接触式长度测量装置与待测物体之间的距离。

拍摄步骤：双激光发射装置7与待测物体垂直，以垂直于待测物体的角度发射激光，将两个激光点照射在待测物体上，并通过拍摄装置拍摄图片。优选地，要求拍摄装置与待测物体平行，且高度与待测物体基本一致。

标记步骤：找出所拍摄的图片上的两个激光点坐标，然后通过坐标使用欧氏距离计算出两个激光点的像素距离。

选取步骤：标出图片中待测物体的待测量线段的起始点坐标和终点坐标，通过坐标使用欧氏距离计算出待测量线段的像素距离。

计算步骤：计算两激光点的实际间距和像素距离的比，并将待测量线段的像素距离换算得到待测量线段的实际长度。

作为一种实施方式，测距步骤之前还包括拟合步骤：实验得到两个激光点在不同距离下的间距数据，使用最小二乘法，拟合数据，得出拟合函数F(x)＝kx+b；其中，F(x)为两个激光点的实际间距，x为与待测物体之间的距离，k为固定系数，b为常数。所述计算步骤中包括：将检测的与待测物体之间的距离代入拟合函数，计算得到两激光点的实际间距。

由于双激光发射装置7发射的两道光不一定平行，会存在一定的角度。因此照射在平面上的两个光点的间距可能会随着距离而变化，因此需要确定两个光点的间距与双激光发射装置7到测量物体间距离的关系。在实验室环境下，双激光发射装置7与实验物体垂直；然后使用双激光发射装置7发射出双激光照射到实验物体上，测量两个激光点在实验物体上的间距；并调整双激光发射装置7到实验物体的距离，重复以上实验多次，获得激光点在不同距离下的间距数据，使用最小二乘法，拟合数据，得出拟合函数F(x)＝kx+b。

如表1所示，以某一双激光发射装置7为例，通过实验获得12组数据。

表1

使用最小二乘法，拟合数据，计算出拟合函数F(x)＝4.965*x+0.329。k＝4.965，b＝0.329。函数图像如图3所示。

测距步骤：测距仪6与待测物体垂直，获得待测物体到测距仪6距离为1.867米。

拍摄步骤：双激光发射装置7与待测物体垂直，然后使用双激光发射装置7将两个激光点照射在待测物体上，并用手机拍照。手机要求与待测物体平行，且高度与待测物体基本一致。

标记步骤：在所拍摄图片找出两个激光点坐标分别为(485.69)和(541，69)，然后通过坐标使用欧氏距离计算出两个激光点的像素距离为56像素点。

选取步骤：在图片继续标出待测量线段(如图4所示的待测物体，待测物体为沙发，欲测量其长度，则需测量待测量线段的长度)，起始点坐标为(213，223)，终点坐标为(885，223)，计算出待测量点像素距离672像素点。

计算步骤：如图4所示，根据待测物体到测距仪6距离1.867米，代入求得的拟合函数F(x)＝4.965*x+0.329，得出两个激光点的间距为9.6厘米。根据两激光点距离计算出一个像素点所代表的实际距离为0.171428厘米，将待测量线段像素距离换算，即可得实际距离115.2厘米。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。