[发明专利]基于数字图像分析的长度及柱面面积测量方法

说明书

本发明公开了一种基于数字图像分析的长度测量方法，包括：建立摄像系统，并设置一摄像背景平面；获得被测数字图像；对所述被测数字图像进行处理，计算出放大倍数M；在所述被测数字图像上勾勒出所述被测平面的周长曲线，并计算出所述周长曲线的测量长度；将所述周长曲线的测量长度除以所述放大倍数M，获得所述被测平面的周长长度；计算出长度修正系数；对所述被测平面的周长长度进行修正，获得所述被测平面的实际周长长度。本发明还提供了一种柱面面积测量方法，利用测量得到的实际周长长度及其柱面宽度，获得被测物体的柱面面积，具有简便、准确度高和适用范围广的优点，并精准测量出曲面的面积。

技术领域

本发明涉及电子测量技术领域，尤其涉及一种基于数字图像分析的长度及柱面测量方法。

背景技术

在许多场合下都需要测量不规则形貌物体的长度或表面积，例如监测和勘定活动中的地图面积计算、植物学研究中的植物叶片面积的计算、医学整形中病变面积的计算、仿真饰品镍释放量检测中接触面积的计算、食品接触材料有害物质迁移量检测中接触面积的计算等。

目前，测量长度或平面面积的方法有许多种，大体可以分为手工测定法和电子技术测量法。手工测定法设备简单、操作容易，但是费时费力，测量准确度低；电子技术测量法自动化程度高、准确性和重复性好，应用范围越来越广泛。利用数码相机成像和相关软件测量平面面积是电子技术测量法的一种，该方法具有简便、准确、连续、非破坏性、成本低廉等优点，其基本原理是利用像素值与面积成正比的原理，通过用数码相机拍下处于参考背景环境中的目标物，并利用计算机对数字图像处理，以获得计算所用的参数。

但是，现有技术中的技术方案只适用于测量平面的面积，无法测量曲面的周长和面积。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：提出一种基于数字图像分析的长度测量方法，并利用测量所得的曲线长度；并根据所述长度测量方法提出一种曲面面积测量方法，计算获得底面为任意平面形状的柱体被测物体的柱面面积，提高曲面面积的测量准确度以及扩大曲面面积的适用范围。

本发明提供一种基于数字图像分析的长度测量方法，包括以下步骤：

S1：建立摄像系统，并设置一摄像背景平面；

S2：将被测物体放置在所述摄像背景平面上，并使所述被测物体的被测平面与所述摄像背景平面平行；

S3：利用所述摄像系统对所述被测平面及其四周的摄像背景平面进行成像，获得被测数字图像；

S4：对所述被测数字图像进行处理，在所述被测数字图像上勾勒一已知实际长度的参考曲线，计算出所述参考曲线的参考测量长度，并将所述参考曲线的参考测量长度除以所述参考曲线的实际长度作为放大倍数M；

S5：在所述被测数字图像上沿着所述被测平面的边界勾勒出所述被测平面的周长曲线，并计算出所述周长曲线的测量长度；

S6：将所述周长曲线的测量长度除以所述放大倍数M，获得所述被测平面的周长长度；

S7：计算出长度修正系数；

S8：根据所述长度修正系数对所述被测平面的周长长度进行修正，将所述周长长度除以所述长度修正系数，获得所述被测平面的实际周长长度。

在一种可实现方式中，所述步骤S7具体为：

S101：测量出所述摄像背景平面与所述摄像系统的摄像镜头的距离L_参；

S102：测量出所述被测平面与所述摄像背景平面的距离x₀；

S103：根据以下公式计算出所述长度修正系数：