CN105158496B - 一种测量物体移动速度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种测量物体移动速度的方法及装置。其中，所述方法包括：获取用户在智能终端的取景框所显示的图像中选择的目标物，其中所述图像由摄像头采集得到；获取所述目标物分别在至少两个时刻下通过所述摄像头所成的像的像距；根据获取到的像距、所述摄像头对应的焦距以及所述至少两个时刻，确定所述目标物的移动速度。本发明实施例提供的技术方案，能够降低测量成本，提供测量效率。

Description

一种测量物体移动速度的方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及计算机技术领域，尤其涉及一种测量物体移动速度的方法及装置。

背景技术

目前，在诸多应用场景下，存在对物体移动速度的测量需求。但是，在已有技术中，通常需要专门用于移动速度测量的特定设备，基于激光、电磁波或者其他一些波的反射原理来计算物体的移动速度。

现有技术存在如下缺陷：需要在测量设备中设置波源处理器件，来对移动物体进行波的发射并接收其回波，从而使得测量成本较高，效率较差。

发明内容

本发明实施例提供一种测量物体移动速度的方法及装置，以降低测量成本，提供测量效率。

一方面，本发明实施例提供了一种测量物体移动速度的方法，该方法包括：

获取用户在智能终端的取景框所显示的图像中选择的目标物，其中所述图像由摄像头采集得到；

获取所述目标物分别在至少两个时刻下通过所述摄像头所成的像的像距；

根据获取到的像距、所述摄像头对应的焦距以及所述至少两个时刻，确定所述目标物的移动速度。

另一方面，本发明实施例还提供了一种测量物体移动速度的装置，该装置包括：

目标物获取单元，用于获取用户在智能终端的取景框所显示的图像中选择的目标物，其中所述图像由摄像头采集得到；

像距获取单元，用于获取所述目标物分别在至少两个时刻下通过所述摄像头所成的像的像距；

移动速度确定单元，用于根据获取到的像距、所述摄像头对应的焦距以及所述至少两个时刻，确定所述目标物的移动速度。

本发明实施例提供的技术方案，能够基于设置有摄像头的智能终端以及光学理论，十分方便快速地测量出物体的移动速度，与现有技术中通过向物体发射光波、电磁波或者其他一些波，以根据回波来计算该物体移动速度的方案相比，本发明实施例可以降低测量成本，提供测量效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种测量物体移动速度的方法的流程示意图；

图2A是本发明实施例二提供的一种测量物体移动速度的方法的流程示意图；

图2B是本发明实施例二提供的一种摄像头的部分结构示意图；

图2C是本发明实施例二提供的一种摄像头的音圈马达中的线圈在通电前后的状态示意图；

图2D是本发明实施例二提供的一种音圈马达内弹簧发生形变前后镜片与感光芯片之间的距离显示示意图；

图2E是本发明实施例二提供的一种目标物在两个不同时刻下通过摄像头成像的示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种测量物体速度的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种测量物体移动速度的方法的流程示意图。该方法可以由测量物体移动速度的装置来执行，所述装置由软件和/或硬件实现，可集成于诸如智能手机、平板电脑或个人数字助理之类的智能终端上。参见图1，本实施例提供的测量物体移动速度的方法所包括的执行操作具体如下。

S110、获取用户在智能终端的取景框所显示的图像中选择的目标物，其中所述图像由摄像头采集得到。

示例性的，获取用户在智能终端的取景框所显示的图像中选择的目标物，包括：检测用户作用于智能终端的取景框所显示的图像上的触摸手势；根据该触摸手势确定用户在图像中选择的目标物。

用户可以通过点击、框选、按键等任意方式选择图像中的目标物，要拍摄的图像通常是不同的景深，包括不同的物体，则目标物可以是处于相近景深的某一独立物体。在采集到的触摸手势为预设的触摸手势时，确定该触摸手势作用在取景框中的目标物，其中，预设的触摸手势可以为双击或单击手势。

S120、获取目标物分别在至少两个时刻下通过摄像头所成的像的像距。

S130、根据获取到的像距、摄像头对应的焦距以及所述至少两个时刻，确定目标物的移动速度。

在本实施例中，在摄像头拍摄视觉范围内的拍摄物可通过摄像头中的镜片成像。根据透镜成像原理可知，拍摄物所成的像的像距d与拍摄物的物距u两者之间满足如下关系：

其中，f为摄像头对应的焦距；像距d为像与镜片之间的距离；物距u为拍摄物与镜片之间的距离。

假设，设置有摄像头的智能终端的位置保持不变，目标物相对于智能终端正在移动，如果将用户所选择的目标物在一个时刻t1时的物距作为第一物距，在另一个时刻t2时的物距作为第二物距，那么可先分别计算第一物距与第二物距之间的距离差，时刻t2与时刻t1之间的时间差，进而可以将所计算得到的距离差与时间差的商作为目标物的移动速度。其中，第一物距可以根据目标物在时刻t1时在摄像头上所成的像的像距以及摄像头对应的焦距计算得到；第二物距可以根据目标物在时刻t2时在摄像头上所成的像的像距以及摄像头对应的焦距计算得到。

当然，本领域的普通技术人员应理解，还可以通过其他方式确定目标物的移动速度。例如，还可以连续获取目标物在n个时刻(设为t₁、t₂……t_n，n为大于2的自然数)下在摄像头上所成的像的像距，设分别为：d₁、d₂……d_n；然后针对其中各时刻下目标物的像距，根据摄像头对应的焦距计算各时刻下目标物的物距：u₁、u₂……u_n；进而，可按照如下公式确定目标物的移动速度：

其中，i为自然数。

本实施例提供的技术方案，能够基于设置有摄像头的智能终端以及光学理论，十分方便快速地测量出物体的移动速度，与现有技术中通过向物体发射光波、电磁波或者其他一些波，以根据回波来计算该物体移动速度的方案相比，本发明实施例可以降低测量成本，提供测量效率。

实施例二

图2A是本发明实施例二提供的一种测量物体移动速度的方法的流程示意图。本实施例在上述实施例一的基础上，对“获取目标物分别在至少两个时刻下通过摄像头所成的像的像距”的操作进行优化。参见图2A，本实施例提供的测量物体移动速度的方法所包括的执行操作具体如下。

S210、获取用户在智能终端的取景框所显示的图像中选择的目标物，其中所述图像由摄像头采集得到。

S220、分别在至少两个时刻控制摄像头对焦到目标物。

S230、每次对焦到目标物时，获取摄像头中镜片与感光芯片之间的距离，作为目标物在当前时刻通过摄像头所成的像的像距。

S240、根据获取到的像距、摄像头对应的焦距以及所述至少两个时刻，确定目标物的移动速度。

如图2B所示，摄像头中设置有微控制单元201(MCU，Microcontroller Unit)、驱动芯片202(Driver IC)以及音圈马达203(VCM，Voice Coil Moto)。驱动芯片202分别与微控制单元201和音圈马达203连接。

音圈马达201中内置有与镜片搭载在一起的线圈，该线圈处在具有设定磁场强度的磁场中，且与感光芯片处于一条水平线上。音圈马达203与弹簧的一头连接，通过弹簧固定在摄像头的设定位置处。微控制单元201可以通过控制驱动芯片202，给音圈马达203中的线圈通电，以使得线圈在电流和磁场的共同作用下受到推力而压缩或拉伸弹簧，从而改变镜片与感光芯片之间的距离。微控制单元201通过改变线圈的通电电流，来调节镜片与感光芯片之间的距离以进行对焦处理，使得目标物所成的像呈现最清晰的状态。

如图2C所示，音圈马达203中的线圈在未通电的状态下，线圈受力为零，弹簧不会发生形变，此时弹簧的长度为原始长度；当摄像头对焦到目标物时，音圈马达203中的线圈处于通电状态，该线圈在电流和磁场的作用下受到推力F，同时因弹簧发生形变(形变长度为Δx)而受到弹簧的弹力，弹力与推力大小相等且方向相反。

其中，推力大小|F|＝K×B×I。K为预设的常数；B为音圈马达内的线圈所在的磁场 强度，I为当前时刻下线圈的通电电流。而受到的弹力的大小可按照如下式子计算得到：α× Δx。其中α为弹簧的弹性系数。所以，弹簧的形变长度

作为本实施例的一种具体实施方式，分别在至少两个时刻控制摄像头对焦到目标物，包括：分别在至少两个时刻控制摄像头通过驱动音圈马达移动镜片，以对焦到目标物；

每次对焦到目标物时，获取摄像头中镜片与感光芯片之间的距离，包括：每次对焦到目标物时，根据音圈马达内弹簧未发生形变时镜片与感光芯片之间的距离以及当前时刻下弹簧的形变长度，计算摄像头中镜片与感光芯片之间的距离。

如图2D所示，音圈马达内弹簧未发生形变时，镜片204与感光芯片205之间的距离为x_min；音圈马达内弹簧发生最大形变时，镜片204与感光芯片205之间的距离为x_max；对焦到目标物时，当前时刻下弹簧的形变长度为Δx。摄像头中镜片204与感光芯片205之间的距离d＝x_min+Δx。

在上述技术方案的基础上，示例性的，将所述至少两个时刻优选为两个时刻：第一时刻和第二时刻。如图2E所示，目标物206在第一时刻下通过摄像头所成的像的像距为d₁(也即第一时刻下感光芯片205与镜片204的距离)，目标物206的物距为u₁(也即第一时刻下目标物206与镜片204的距离)；目标物206在第二时刻下通过摄像头所成的像的像距为d₂(也即第二时刻下感光芯片205与镜片204的距离)，目标物206的物距为u₂(也即第二时刻下目标物206与镜片204的距离)。

相应的，根据获取到的像距、摄像头对应的焦距以及所述至少两个时刻，确定目标物的移动速度，可具体包括：

按照如下公式计算目标物的移动速度：

其中，Δt为所述至少两个时刻中的第一时刻与第二时刻之间的差值；f为摄像头对应的焦距。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种测量物体速度的装置的结构示意图。参见图3，该装置的具体结构如下：

目标物获取单元310，用于获取用户在智能终端的取景框所显示的图像中选择的目标物，其中所述图像由摄像头采集得到；

像距获取单元320，用于获取所述目标物分别在至少两个时刻下通过所述摄像头所成的像的像距；

移动速度确定单元330，用于根据获取到的像距、所述摄像头对应的焦距以及所述至少两个时刻，确定所述目标物的移动速度。

示例性的，所述像距获取单元320包括：

对焦子单元3201，用于分别在至少两个时刻控制所述摄像头对焦到所述目标物；

获取子单元3202，用于每次对焦到所述目标物时，获取所述摄像头中镜片与感光芯片之间的距离，作为所述目标物在当前时刻通过所述摄像头所成的像的像距。

示例性的，所述对焦子单元3201，具体用于分别在至少两个时刻控制所述摄像头通过驱动音圈马达移动镜片，以对焦到所述目标物；

所述获取子单元3202，具体用于每次对焦到所述目标物时，根据所述音圈马达内弹簧未发生形变时所述镜片与所述感光芯片之间的距离以及当前时刻下所述弹簧的形变长度，计算所述摄像头中镜片与感光芯片之间的距离。

优选的，所述获取子单元3202具体用于按照如下公式计算所述摄像头中镜片与感光芯片之间的距离d：

d＝x_min+Δx

其中，所述x_min为音圈马达内弹簧未发生形变时镜片与感光芯片之间的距离；当前时刻下弹簧的形变长度所述B为所述音圈马达内的线圈所在的磁场强度，I为当前时刻下所述线圈的通电电流，所述K为预设的常数；α为所述弹簧的弹性系数。

示例性的，所述移动速度确定单元330，具体用于按照如下公式计算所述目标物的移动速度：

其中，所述Δt为所述至少两个时刻中的第一时刻与第二时刻之间的差值；d₂为所述目标物在所述第二时刻下通过所述摄像头所成的像的像距；d₁为所述目标物在所述第一时刻下通过所述摄像头所成的像的像距；f为所述摄像头对应的焦距。

在本实施例提供的上述技术方案的基础上，所述目标物获取单元310，具体用于：检测用户作用于智能终端的取景框所显示的图像上的触摸手势；根据所述触摸手势确定用户在所述图像中选择的目标物。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (4)

1.一种测量物体移动速度的方法，其特征在于，包括：

检测用户作用于智能终端的取景框所显示的图像上的触摸手势，根据所述触摸手势确定用户在所述图像中选择的目标物，其中所述图像由所述智能终端中的摄像头采集得到，其中所述智能终端为智能手机、平板电脑或个人数字助理，所述触摸手势为双击手势或单击手势；

其中，所述的智能终端的位置保持不变，目标物相对于智能终端移动；

分别在多个时刻控制所述摄像头对焦到所述目标物；

每次对焦到所述目标物时，获取所述摄像头中镜片与感光芯片之间的距离，作为所述目标物在当前时刻通过所述摄像头所成的像的像距；

根据获取到的像距、所述摄像头对应的焦距以及所述多个时刻，确定所述目标物的移动速度；

其中，根据获取到的像距、所述摄像头对应的焦距以及所述多个时刻，确定所述目标物的移动速度，包括：

连续获取所述目标物在n个时刻下通过所述摄像头所成的像的像距；

根据各时刻下所述目标物的像距及所述摄像头对应的焦距计算各时刻下所述目标物的物距；

按照如下公式计算所述目标物的移动速度：

其中，所述n为大于2的自然数；所述t_i为第i个时刻；所述u_i为所述目标物在t_i时刻下通过所述摄像头所成的像的像距。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别在多个时刻控制所述摄像头对焦到所述目标物，包括：分别在多个时刻控制所述摄像头通过驱动音圈马达移动镜片，以对焦到所述目标物；

每次对焦到所述目标物时，获取所述摄像头中镜片与感光芯片之间的距离，包括：每次对焦到所述目标物时，根据所述音圈马达内弹簧未发生形变时所述镜片与所述感光芯片之间的距离以及当前时刻下所述弹簧的形变长度，计算所述摄像头中镜片与感光芯片之间的距离。

3.一种测量物体移动速度的装置，其特征在于，包括：

目标物获取单元，用于检测用户作用于智能终端的取景框所显示的图像上的触摸手势，根据所述触摸手势确定用户在所述图像中选择的目标物，其中所述图像由所述智能终端中的摄像头采集得到，其中所述智能终端为智能手机、平板电脑或个人数字助理，所述触摸手势为双击手势或单击手势；

其中，所述的智能终端的位置保持不变，目标物相对于智能终端移动；

对焦子单元，用于分别在多个时刻控制所述摄像头对焦到所述目标物；

获取子单元，用于每次对焦到所述目标物时，获取所述摄像头中镜片与感光芯片之间的距离，作为所述目标物在当前时刻通过所述摄像头所成的像的像距；

移动速度确定单元，用于根据获取到的像距、所述摄像头对应的焦距以及所述多个时刻，确定所述目标物的移动速度；

其中，所述移动速度确定单元具体用于：

连续获取所述目标物在n个时刻下通过所述摄像头所成的像的像距；

根据各时刻下所述目标物的像距及所述摄像头对应的焦距计算各时刻下所述目标物的物距；

按照如下公式计算所述目标物的移动速度：

其中，所述n为大于2的自然数；所述t_i为第i个时刻；所述u_i为所述目标物在t_i时刻下通过所述摄像头所成的像的像距。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述对焦子单元，具体用于分别在多个时刻控制所述摄像头通过驱动音圈马达移动镜片，以对焦到所述目标物；

所述获取子单元，具体用于每次对焦到所述目标物时，根据所述音圈马达内弹簧未发生形变时所述镜片与所述感光芯片之间的距离以及当前时刻下所述弹簧的形变长度，计算所述摄像头中镜片与感光芯片之间的距离。