[发明专利]一种利用手机快速测量物体尺寸方法

权利要求书

1.一种利用手机快速测量物体尺寸方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，手机相机参数标定，包括对左、右两个单目相机参数的标定和左右两相机系统外参的标定，其中，单目相机参数标定包括线性参数标定和非线性畸变参数的标定，线性参数标定用于求解相机内参数和外参数，两相机系统的外参是指两相机的相对位置和方位；

步骤2，图像拍摄，利用双摄像头的手机从被待测物体对象的正面和侧面分别拍摄物体图像，分别获得待测物体正面的左图像和右图像，以及待测物体侧面的左图像和右图像；

步骤3，将正面的左图像和右图像，以及侧面的左图像和右图像进行图像转换、压缩和上传；

步骤4，对上述四张图像进行预处理；

步骤5，分别对正面的左图像和右图像，以及侧面的左图像和左图像进行边缘提取与边缘特征配准，得到正面图像和侧面图像；

步骤7，提取待测物体的最小外接矩形，其中正面图像获取的是待测物体的长或宽和高，侧面图像获取的是待测物体的宽或长和高；

步骤8，待测物体上任意一点的物方坐标计算；具体实现方式如下：

设左相机坐标系O-xyz与世界坐标系一致，左相机图像坐标系为O_l-X_lY_l，右相机坐标系为O_r-xyz，右相机图像坐标系为O_r-X_rY_r，两相机的焦距分别为f_l和f_r，设点P(x，y，z)为世界坐标系中的一点，点P在左、右相机坐标系中对应的坐标为(x_l，y_l，z_l)和(x_r，y_r，z_r)，在左、右相机对应图像上成像的像点对应的像平面坐标为P_l＝(X_l，Y_l)，P_r＝(X_r，Y_r)，左、右相机图像坐标系与对应相机坐标系的缩放比例为S_l和S_r，根据相机的投射模型对于左相机有：

对于右相机，有：

左右相机坐标系之间得转化公式为：

其中为右相机相对于左相机的旋转矩阵和平移矩阵，其中R为右相机坐标系三个坐标轴相对于左相机坐标系三个坐标轴夹角的旋转矩阵，r_ij为旋转矩阵中对应的参数，T为两坐标系原点在三个坐标轴方向的距离，T_x、T_y、T_z分别为右相机坐标系坐标原点相对于左相机坐标系原点在X、Y、Z方向的平移距离；设右相机坐标系的X，Y，Z轴与左相机坐标系的X，Y，Z轴的夹角分别为α，β，γ，则旋转矩阵

得r₀₀＝cosβcosγ、r₀₁＝cosβsinγ、r₀₂＝-sinγ、r₁₀＝-cosαsinγ+sinαsinβcosγ、

r₁₁＝cosαcosγ+sinαsinβsinγ、r₁₂＝sinαcosβ、r₂₀＝sinαsinγ+cosαsinβcosγ、r₂₁＝-sinαcosγ+cosαsinβsinγ、r₂₂＝cosαcosβ；结合以上几式子，两个相机像平面点之间的对应关系表示为：

其中λ为两坐标系的比例因子，于是，对于左相机坐标系中的一点P_l(x_l，y_l，z_l)的z_l坐标值为：

由几何关系可得：

经过以上过程，由已知的物方点在左、右相机图像中对应的像点坐标求解出该物方点在左相机坐标系中的空间坐标(x_l，y_l，z_l)，由于左相机坐标系与世界坐标系一致，因此物方点P(x，y，z)的坐标为：x＝x_l，y＝y_l，z＝zl；

步骤9，目标尺寸显示，根据后台解算所得的待测物体各部分的坐标值，在前台绘制出目标物体，并显示物体尺寸大小；

步骤10，用户确认目标物体，后台解算后返回结果展示给客户，为了确认后台计算的目标物体是否是用户想要测量的物体，需要用户进行确认，否则重新量测。