專利名稱：立體尺寸量測系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尺寸量測系統(tǒng)與方法，且特別涉及一種立體尺寸量測系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
一般物件量測可分成二維圖像量測與三維立體目標(biāo)量測。其中二維圖像量測包括以具有電荷耦合元件(charge-coupled device, CCD)的影像獲取裝置獲取待測圖像的影像，之后針對所獲取影像進(jìn)行影像處理，包括平滑化處理、邊跡強化處理與去除噪聲處理等，以獲取較佳的影像品質(zhì)。之后，利用影像測量原理，根據(jù)電荷耦合元件的尺寸與像素大小換算出二維圖像的尺寸。然而，藉由電荷耦合元件所取像而進(jìn)行尺寸量測的方法，局限于量測二維圖像的大小。而三維立體目標(biāo)量測的概念則是在二維影像上的每個像素上額外連結(jié)一深度信息，以將二維影像轉(zhuǎn)換成三維影像。之后藉由非接觸式方法(例如透過音波、光學(xué)等方法)進(jìn)行三維量測，包括三角測距(triangulation)、結(jié)構(gòu)光掃描(structured light scanning)與時差測距(time of flight)等三維量測法。然而上述的三維量測方法的共同問題在于，皆必須使用特定攝影機并且配備特殊的發(fā)射裝置，例如可發(fā)送雷射、紅外線或具有特定模式的結(jié)構(gòu)光的裝置。由發(fā)射裝置發(fā)射出去音波或光波，并由特定攝影機接收被反射回來的音波或光波后，才可進(jìn)一步對造成反射的立體目標(biāo)進(jìn)行三維量測因此提高設(shè)備建構(gòu)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種立體尺寸量測系統(tǒng)及立體尺寸量測方法，藉由使用指引標(biāo)志測量立體、外觀不規(guī)則目標(biāo)的尺寸，并且在指引標(biāo)志不受完全遮蔽的情況下，可量測目標(biāo)的背面量測點，提高使用便利性與量測準(zhǔn)確性。本發(fā)明提供一種立體尺寸量測系統(tǒng)，用于根據(jù)以一指引標(biāo)志量測一空間中的一目標(biāo)，其中該指引標(biāo)志用以指向該目標(biāo)上的數(shù)個待測量點其中之一，此立體尺寸量測系統(tǒng)包括一影像獲取模組，獲取該空間的一影像；一影像定位模組，根據(jù)該影像中該指引標(biāo)志指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點，分別運算出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點所對應(yīng)的一空間向量；以及一量測模組，根據(jù)該些空間向量運算出每一該些待測量點的一空間坐標(biāo)以獲得該目標(biāo)的一立體尺寸。本發(fā)明又提出一種立體尺寸量測方法，適用于一電子設(shè)備，以根據(jù)以一指引標(biāo)志量測一空間中的一目標(biāo)，其中該指引標(biāo)志用以指向該目標(biāo)上的數(shù)個待測量點其中之一，此方法由該電子設(shè)備執(zhí)行下面步驟獲取該空間的一影像；根據(jù)該影像中該指引標(biāo)志指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點，分別運算出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點所對應(yīng)的一空間向量；以及根據(jù)該些空間向量運算出每一該些待測量點的一空間坐標(biāo)以獲得該目標(biāo)的一立體尺寸。
在本發(fā)明的另一實施例中，上述立體尺寸量測系統(tǒng)與方法，還包括可預(yù)先記錄該指引標(biāo)志的至少一標(biāo)志參考參數(shù)。在本發(fā)明的另一實施例中，上述立體尺寸量測系統(tǒng)與方法，其隨著該指引標(biāo)志指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點，分別運算出每次該指引標(biāo)志指向該些待測量點其中之一的該空間向量，還包括于該影像中確認(rèn)出該指引標(biāo)志所對應(yīng)的一區(qū)域影像；比對該區(qū)域影像與該指引標(biāo)志參數(shù)模組所提供的該至少一標(biāo)志參考參數(shù)；判斷該區(qū)域影像與該指引標(biāo)志的一關(guān)聯(lián)可靠度；當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度高時，于該區(qū)域影像附近追蹤指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點的該指引標(biāo)志所分別對應(yīng)的該區(qū)域影像，以根據(jù)該比對模組比對該些移動區(qū)域影像區(qū)塊與該指引標(biāo)志參數(shù)模組所提供的至少該標(biāo)志參考參數(shù)，運算出該指引標(biāo)志指向該些待測量點時的該些空間向量；以及當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度低時，于該影像中重新確認(rèn)出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點時對應(yīng)的該區(qū)域影像，以比對該區(qū)域影像與該至少該標(biāo)志參考參數(shù)，運算出每次該指引標(biāo)志指向該些待測量點其中之一的該空間向量?；谏鲜?，本發(fā)明的立體尺寸量測系統(tǒng)與方法，藉由指引標(biāo)志指向目標(biāo)的待測量點，可立即算出指引標(biāo)志在空間中的一空間向量，并進(jìn)而藉由此空間向量推算出待測量點的空間坐標(biāo)，經(jīng)由多個待測量點的空間坐標(biāo)，即可獲得目標(biāo)的立體尺寸。更進(jìn)一步時，指引標(biāo)志可包含標(biāo)志部位與由標(biāo)志部位向外延伸的指引部位，指引部位可用來指向目標(biāo)上的待測量點，即使在系統(tǒng)獲取畫面中無法顯示的目標(biāo)背面，仍可在所獲取影像中指引標(biāo)志不完全被遮蔽的條件下，藉由指引部位指向目標(biāo)背面的待測量點進(jìn)行量測，因而，大幅提高使用便利性與量測準(zhǔn)確性。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。


圖1是依照本發(fā)明一實施例的以立體尺寸量測系統(tǒng)量測一目標(biāo)立體尺寸的示意簡圖。圖2是依照本發(fā)明的一實施例的一種立體尺寸量測系統(tǒng)的示意圖。圖3是圖2中影像定位模組的示意圖。圖4是依照本發(fā)明的另一實施例的一種立體尺寸量測系統(tǒng)的部份示意圖。圖5是依照本發(fā)明的又一實施例的一種立體尺寸量測方法的流程簡圖。圖6是圖5的運算出空間向量的步驟的流程簡圖。圖7是依照本發(fā)明的再一實施例的一種立體尺寸量測方法的部份流程簡圖。圖8是依照本發(fā)明的一實施例的一種以立體尺寸量測系統(tǒng)量測目標(biāo)的立體尺寸與一立體虛擬空間之間的一空間關(guān)系的示意簡圖。主要元件符號說明100 立體尺寸量測系統(tǒng)102、108a、108b 指引標(biāo)志10加、112 標(biāo)志部位102b:識別圖案102c、110 指引部位
104 空間106:目標(biāo)106a、106b、106c 待測量點202 影像獲取模組206 影像定位模組208 量測模組210:指引標(biāo)志參數(shù)模組300 影像處理模組302 比對模組304 可靠度判斷模組306 動態(tài)追蹤模組308:即時比對模組402 立體虛擬空間建構(gòu)模組404 空間量測模組406 繪圖模組S501-S515 方法流程步驟S600-S615 方法流程步驟S701-S711 方法流程步驟802 立體虛擬空間804 定位標(biāo)志
具體實施例方式圖1是依照本發(fā)明一實施例，使用立體尺寸量測系統(tǒng)來量測一目標(biāo)立體尺寸的示意簡圖。圖2是依照本發(fā)明一實施例的立體尺寸量測系統(tǒng)的示意圖。請參照圖1，本實施例中的立體尺寸量測系統(tǒng)100，可藉由一指引標(biāo)志102量測一空間104中的一目標(biāo)106。指引標(biāo)志102指向目標(biāo)106上的數(shù)個待測量點(例如待測量點106a、106b與106c)中的一個待測量點。值得注意的是，待測量點106a、106b與106c可以是在目標(biāo)106上任何位置，例如前面、側(cè)邊或背面，亦可以在進(jìn)行量測時，由指引標(biāo)志102于目標(biāo)106上隨機移動的任意點。請參照圖2，于本實施例中，此立體尺寸量測系統(tǒng)100主要包括一影像獲取模組 202、一影像定位模組206以及一量測模組208。其中，影像獲取模組202可為任何具有影像獲取功能的裝置，例如攝影機、錄影機、照相機、數(shù)位攝影機、數(shù)位照相機等。而影像獲取模組202所獲取的影像可以是單一畫面或是串流信號組成的影音影像。值得注意的是，在本實施例中，指引標(biāo)志102可包含一標(biāo)志部位102a(其上包含至少一識別圖案102b，請參見圖1)以及從標(biāo)志部位10 向外延伸的一指引部位102c(用來指向目標(biāo)106上的某一待測量點)。于圖1所示的標(biāo)志部位10 為正方形，而識別圖案102b 位于標(biāo)志部位10 中央位置且為一白色梯形框。然本發(fā)明標(biāo)志部位的形狀/顏色、識別圖案樣式/位置/形狀/顏色、以及彼此之間的配置關(guān)系，并不受限于此。更明確的說，標(biāo)志部位10 的顏色也可以是任何顏色，而標(biāo)志部位10 的形狀可以是具有方向辨識功能的任何形狀，如正方形、長方形、三角形、橢圓形、多邊形等皆可。也就是標(biāo)志部位10 的形狀可在空間中任意擺放指引標(biāo)志102，使指引標(biāo)志面對影像獲取模組202而為不同擺放位置、 旋轉(zhuǎn)角度、偏斜的多種變化時，而在所獲取的影像中呈現(xiàn)不同的形變，進(jìn)而本發(fā)明系統(tǒng)可藉由標(biāo)志部位10 在影像中的形變，推算出指引標(biāo)志的旋轉(zhuǎn)角度與旋轉(zhuǎn)方向，計算出待量測點的空間向量，獲得目標(biāo)的立體尺寸。換句話說，標(biāo)志部位的功能，是經(jīng)用圖形來提供指引標(biāo)志在空間中的各種旋轉(zhuǎn)角度與旋轉(zhuǎn)方向的相關(guān)數(shù)據(jù)。另外，此識別圖案102b可以為任何形狀、符號、任意圖案或是以上的組合，一較佳實施方式是使用不對稱圖形，便于判斷其旋轉(zhuǎn)方向。較佳狀況是，在影像中，鑒別圖案能和擬進(jìn)行量測目標(biāo)能夠明顯的區(qū)別或被辨識出來，以助于后續(xù)立體尺寸量測過程中，于所獲取的影像中能快速辨識出指引標(biāo)志102。更進(jìn)一步時，立體尺寸量測系統(tǒng)100還可包括一指引標(biāo)志參數(shù)模組210，用以記錄指引標(biāo)志102的至少一標(biāo)志參考參數(shù)，亦即預(yù)先記錄當(dāng)指引標(biāo)志102面對影像獲取模組 202而為不同擺放位置、旋轉(zhuǎn)角度、偏斜的多種形變狀況時，指引標(biāo)志102相關(guān)的標(biāo)志參考參數(shù)，例如，標(biāo)志部位10 中某一特定點的相對坐標(biāo)定位、標(biāo)志部位10 每一邊長/某兩端點間的尺寸、顏色等；以及，識別圖案某一特定點的相對坐標(biāo)定位、識別圖案每一邊長/ 某兩端點間的尺寸、顏色等，或是其他可供鑒別特征等參數(shù)。在本發(fā)明一實施例中，指引標(biāo)志參數(shù)模組210可記錄指引標(biāo)志102面對影像獲取模組202的正面擺放的標(biāo)志參考參數(shù)， 以及將指引標(biāo)志102面對影像獲取模組202進(jìn)行多種方位旋轉(zhuǎn)、偏斜后的變形擺放影像，其相對于指引標(biāo)志102正面擺放進(jìn)行各項參數(shù)補償后的標(biāo)志參考參數(shù)。一般來說，當(dāng)指引標(biāo)志參數(shù)模組210中所記錄指引標(biāo)志102在空間中的變形擺放數(shù)量(及其標(biāo)志參考參數(shù))越多時，將有助于加速后續(xù)進(jìn)行運算待測量點的空間向量的速度。請參照圖3，于又一實施例中，上述影像定位模組206還可包括一影像處理模組 300、一比對模組302、一可靠度判斷模組304、一動態(tài)追蹤模組306與一即時比對模組308。影像處理模組300主要于所獲取的影像中確認(rèn)出指引標(biāo)志所對應(yīng)的一區(qū)域影像。 更進(jìn)一步時，于其他實施例中，在影像處理模組300處理所獲取的影像例如包括先將所獲取的影像進(jìn)行一色彩單一化處理(例如是各色階處理，包括灰階處理)；之后平均所獲取影像的影像值，以平均整個所獲取影像的畫面亮度；接著對所獲取影像進(jìn)行全面審視，以根據(jù)指引標(biāo)志參數(shù)模組210所提供的標(biāo)志部位10 的標(biāo)志參考參數(shù)，判斷影像中的各色塊，并藉由影像切割、切割區(qū)塊合并等影像處理方法，獲得可能的為指引標(biāo)志的標(biāo)志部位的候選影像區(qū)塊；繼之，根據(jù)指引標(biāo)志參數(shù)模組210所提供的識別圖案102b的鑒別特征的標(biāo)志參考參數(shù)，進(jìn)行幾何形狀特征比對以及形狀篩選，以確定候選區(qū)塊其中之一為在影像中相對于空間104中的指引標(biāo)志102的區(qū)域影像。亦即在所獲取的影像中，藉由一系列的影像處理(包括顏色判斷、影像切割與合并、幾何圖形特征比對與形狀篩選)，并依據(jù)識別圖案的鑒別特征，確認(rèn)出對應(yīng)空間中指引標(biāo)志102的區(qū)域影像。比對模組302是比對所確認(rèn)的區(qū)域影像與指引標(biāo)志參數(shù)模組210所提供的標(biāo)志參考參數(shù)。可靠度判斷模組304是判斷區(qū)域影像與指引標(biāo)志之間的一關(guān)聯(lián)可靠度，亦即判斷區(qū)域影像與指引標(biāo)志之間的相似程度。例如，關(guān)聯(lián)可靠度系對區(qū)域影像與指引標(biāo)志的特征值進(jìn)行相比，其中一種計算方式是用頻譜轉(zhuǎn)移函數(shù)、離散余弦變換(DCT)，兩者再進(jìn)行相乘的平均。相似度高低可利用一臨界值來判斷，例如臨界值為0. 5，當(dāng)數(shù)值超過0. 5以上就判斷相似度為高。當(dāng)關(guān)聯(lián)可靠度高(相似程度高)時，則動態(tài)追蹤模組306于區(qū)域影像附近，追蹤指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點的該指引標(biāo)志102所分別對應(yīng)的區(qū)域影像，以根據(jù)該比對模組302比對該些移動區(qū)域影像區(qū)塊與指引標(biāo)志參數(shù)模組210所提供的標(biāo)志參考參數(shù)，運算出該指引標(biāo)志102指向待測量點時的空間向量。例如當(dāng)指引標(biāo)志102指向目標(biāo)106上的待測量點時，由于所確認(rèn)的區(qū)域影像與指引標(biāo)志之間的關(guān)聯(lián)可靠度高，因此，若指引標(biāo)志102繼續(xù)移動到其他位置以進(jìn)行量測、且影像獲取模組202持續(xù)在獲取影像，系統(tǒng)無須在指引標(biāo)志102移動時重新掃描整個獲取影像、 重新確認(rèn)指引標(biāo)志所對應(yīng)的區(qū)塊影像，只需要在已經(jīng)確認(rèn)的區(qū)域影像附近追蹤指引標(biāo)志移動之后所對應(yīng)的區(qū)域影像，因此可減少所需要處理的數(shù)據(jù)量。當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度低時，即時比對模組308藉由該影像處理模組300于影像中重新確認(rèn)出指引標(biāo)志102指向待測量點時所對應(yīng)的區(qū)域影像，根據(jù)比對模組302比對區(qū)域影像與指引標(biāo)志參數(shù)模組210所提供的標(biāo)志參考參數(shù)，運算出每次指引標(biāo)志所指向待測量點的空間向量。也就是說，在指引標(biāo)志102移動以指向目標(biāo)106上的待測量點時，由于所確認(rèn)的區(qū)域影像與指引標(biāo)志之間的關(guān)聯(lián)可靠度低，因此在指引標(biāo)志102每次移動時需重新掃描整個獲取影像內(nèi)容、重新確認(rèn)移動后指引標(biāo)志102所對應(yīng)的區(qū)塊影像，進(jìn)而運算出每次指引標(biāo)志102指向待測量點時的空間向量。于又一實施例中，指引標(biāo)志102的指引部位102c主要是用來指向目標(biāo)上的待測量點或空間中的任一點，可以是具有指向某一特定點功能的任何圖形，例如是一箭頭的長條形狀(如圖1所示)。而指引標(biāo)志參數(shù)模組210亦可記錄此指引部位102c的相關(guān)參數(shù)，包括指引部位102c由標(biāo)志部位10 延伸出來的一向量，如長度和方向。當(dāng)移動指引標(biāo)志102 指向待測量點時，指引標(biāo)志102藉由指引部位102c (如箭頭尖端)接觸目標(biāo)106上的待測量點。影像定位模組206可依據(jù)指引標(biāo)志參數(shù)模組210所提供的指引部位102c相關(guān)參數(shù)， 搭配空間坐標(biāo)運算與向量補償，獲得待測量點的空間坐標(biāo)。另一方面，在影像獲取模組202獲取目標(biāo)106所在的空間成一獲取影像時，標(biāo)志部位10 在所獲取影像中沒有被遮蔽的情況下，藉由指引部位102c指向目標(biāo)相對于該影像獲取模組202為背面的一待測量點時，影像定位模組206亦可以運算出目標(biāo)背面上待測量點的空間坐標(biāo)。換句話說，本發(fā)明的立體尺寸測量系統(tǒng)可測量目標(biāo)的360度立體空間坐標(biāo)， 也就是除了影像獲取模組202所能獲取到的目標(biāo)106的正面上的待測量點可以被定位出空間坐標(biāo)外，可藉適當(dāng)旋轉(zhuǎn)與擺放指引標(biāo)志102，以使指引標(biāo)志102的標(biāo)志部位10 不被遮蔽，而指引部位102c指向并接觸目標(biāo)106的背面，就可以算出位于目標(biāo)背面上的待測量點的空間坐標(biāo)。換言之，指引標(biāo)志102在指引部位102c部分或全部被遮蔽情況下還是可以進(jìn)行量測，或者，在所獲取影像中該目標(biāo)未顯示的待量測點(如目標(biāo)側(cè)面、背面或被其他部件遮蔽)，也可以進(jìn)行量測。舉例而言，請參照圖1，相對于影像獲取模組202，待測量點106a與10 是位于目
標(biāo)106的正面，而待測量點106c則位于目標(biāo)106的背面，也就是說，影像獲取模組202所獲
取出的影像中并看不到待測量點106c。在欲量測待測量點106c時，可使指引部位110的尖
端指向待測量點106c，指引標(biāo)志108b的標(biāo)志部位112在影像中沒有被任何不透光物質(zhì)所
遮蔽的狀況下，還是可運算出待量測點106c的空間向量，例如搭配空間坐標(biāo)運算與向量補 m
te ο再者，于再一實施例中，立體尺寸量測系統(tǒng)的量測模組208還包括一線段距離量測模組，可根據(jù)目標(biāo)106的每一待測量點的空間坐標(biāo)，計算出數(shù)個待測量點其中兩點之間的距離。另一方面，于又一實施例中，立體尺寸量測系統(tǒng)的量測模組208還包括一軌跡記錄模組，可根據(jù)指引標(biāo)志102依序指向目標(biāo)106上的數(shù)個待測量點，依序記錄目標(biāo)106的每一待測量點的空間坐標(biāo)以算出指引標(biāo)志102移動時的量測路徑。舉例而言，將軌跡記錄模組依序記錄目標(biāo)106的每一待測量點的空間坐標(biāo)，除了可以建立出指引標(biāo)志102移動時的量測路徑軌跡，還可藉由積分運算，計算出量測路徑的總長度。在量測路徑上的影像取樣時間間隔可由攝影機規(guī)格決定，一般是在每秒M或30張，高規(guī)格者可有每秒60張的影像。以上實施例描述本發(fā)明的立體尺寸量測系統(tǒng)與操作方法，用于量測一空間中一立體目標(biāo)的空間坐標(biāo)及尺寸。然而本發(fā)明并不受限于此。以下將舉數(shù)個實施例搭配圖示，描述本發(fā)明的立體尺寸量測系統(tǒng)與操作方法于實體目標(biāo)與虛擬實境之間的尺寸關(guān)系量測以及數(shù)位模型描繪等應(yīng)用。值得注意的是，于以下實施例中，相同或類似于前術(shù)實施例中所描述的元件則以相同的元件符號標(biāo)示。圖4是依照本發(fā)明的另一實施例的一種立體尺寸量測系統(tǒng)的部份示意圖。請參照圖4，于此實施例中，立體尺寸量測系統(tǒng)除了影像獲取模組202、影像定位模組206以及量測模組208之外，還包括一立體虛擬空間建構(gòu)模組402以于所獲取到影像所對應(yīng)的一空間坐標(biāo)系統(tǒng)中建構(gòu)一立體虛擬空間，以及一空間量測模組404以量測目標(biāo)106的立體尺寸與立體虛擬空間之間的一空間關(guān)系?？臻g坐標(biāo)系統(tǒng)是指類似迪卡爾的三軸坐標(biāo)組成的空間，是指空間、整體影像對應(yīng)至一個空間坐標(biāo)系統(tǒng)(有χ軸、y軸、ζ軸)，從此空間坐標(biāo)系統(tǒng)中建構(gòu)出一立體的虛擬空間。舉例而言，如圖8所示，立體虛擬空間建構(gòu)模組402在所獲取的影像中，空間104 所對應(yīng)的空間坐標(biāo)系統(tǒng)中建構(gòu)立體虛擬空間802。更明確的說，立體虛擬空間建構(gòu)模組402 可以實際空間104中所擺放的一定位標(biāo)志804為定位基準(zhǔn)，建構(gòu)出此立體虛擬空間802。其中，此立體虛擬空間802可以是實體目標(biāo)的一虛擬影像(例如包裝紙箱或是各式軟或硬等可收納目標(biāo)的虛擬影像)，也可以是基于已知尺寸條件而虛擬成的虛擬影像(例如基于郵政包裹標(biāo)準(zhǔn)尺寸所虛擬成的虛擬影像或是基于已知量測尺寸的衣物所虛擬成的衣物虛擬影像)。之后，空間量測模組404根據(jù)量測模組208所量測到的目標(biāo)106立體尺寸，并且依據(jù)立體虛擬空間建構(gòu)模組402建構(gòu)出的立體虛擬空間802，量測目標(biāo)106的立體尺寸與立體虛擬空間之間的一空間關(guān)系，例如尺寸大小關(guān)系。舉例而言，空間量測模組404計算出目標(biāo)106是否可容納于立體虛擬空間802之中、立體虛擬空間802是否可配置于目標(biāo)106之中亦或是立體虛擬空間是否在目標(biāo)106之外緊密貼合目標(biāo)106。如此一來，藉由量測實體目標(biāo)與立體虛擬空間的一空間關(guān)系，可以將本發(fā)明的立體尺寸量測系統(tǒng)應(yīng)用于各種非實體通路，提供虛擬實境的試穿、試戴、運送包裝或空間配置等服務(wù)。另外，于又一實施例中，立體尺寸量測系統(tǒng)100還可包括一繪圖模組406，以根據(jù)量測模組208所獲得的待測量點的空間坐標(biāo)，繪制出目標(biāo)106的一數(shù)位內(nèi)容，其中，該數(shù)位內(nèi)容為該目標(biāo)的一三維虛擬影像、一三維模型和一圖像等其中之一。也就是根據(jù)所獲得的待測量點的空間坐標(biāo)，更進(jìn)一步的描繪出實體目標(biāo)的數(shù)位內(nèi)容，例如是實體目標(biāo)的三維虛擬影像，而使用者可藉由繪制出的三維虛擬影像進(jìn)行各種數(shù)位應(yīng)用，包括動畫模擬。圖5是依照本發(fā)明一種立體尺寸量測方法的流程簡圖，此方法適用于一電子設(shè)備，可根據(jù)一指引標(biāo)志量測空間中的一目標(biāo)，指引標(biāo)志可用以指向該目標(biāo)上的待測量點，電子設(shè)備可以是各種形式的計算機(如PC、筆記本式計算機、平板計算機)、PDA、手機、便攜式裝置或其他計算器等。圖2的系統(tǒng)中各模組(影像獲取模組202、影像定位模組206和量測模組208)可設(shè)置于電子設(shè)備上，亦可分別設(shè)置于不同電子設(shè)備上再經(jīng)由有線/無線通訊方式進(jìn)行鏈結(jié)。請參照圖5，于步驟S501中，經(jīng)由影像獲取模組，獲取空間104的一影像。接著，于步驟S511中，經(jīng)由影像定位模組，根據(jù)所獲取的影像，于指引標(biāo)志102指向目標(biāo)106 上的每一待測量點(例如106a、106b與106c)時，分別運算出指引標(biāo)志指向每一待測量點的一空間向量。舉例而言，如圖1所示，當(dāng)指引標(biāo)志102分別指向待測量點106b與106c時， 可分別計算指引標(biāo)志108a與108b的空間向量。值得注意的是，此空間向量例如是指引標(biāo)志102的平面法向量。更明確的說，是指引標(biāo)志102的標(biāo)志部位10 的單位平面法向量， 其再加上一平面上旋轉(zhuǎn)的方位向量，可確認(rèn)出該指引標(biāo)志的位置。最后，于步驟S515中，經(jīng)由量測模組，根據(jù)該些空間向量運算出每一該些待測量點的一空間坐標(biāo)以獲得該目標(biāo)的一立體尺寸。圖6為圖5的步驟S511中運算出指引標(biāo)志指向每一個待測量點其中的一的空間向量流程，更進(jìn)一步所包含的步驟。步驟S600，經(jīng)由影像處理模組，于該影像中確認(rèn)出該指引標(biāo)志所對應(yīng)的一區(qū)域影像；步驟S601，經(jīng)由比對模組，比對該區(qū)域影像與該指引標(biāo)志參數(shù)模組所提供的該至少一標(biāo)志參考參數(shù)；步驟S605，經(jīng)由可靠度判斷模組，判斷該區(qū)域影像與該指引標(biāo)志的一關(guān)聯(lián)可靠度；若關(guān)聯(lián)可靠度高時，則進(jìn)行步驟S611a，若關(guān)聯(lián)可靠度低時，則進(jìn)行步驟S611b ；步驟S611a，經(jīng)由動態(tài)追蹤模組進(jìn)行動態(tài)追蹤模式，當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度高時，于該區(qū)域影像附近追蹤指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點的該指引標(biāo)志所分別對應(yīng)的該區(qū)域影像，以根據(jù)該比對模組比對該些移動區(qū)域影像區(qū)塊與該指引標(biāo)志參數(shù)模組所提供的至少該標(biāo)志參考參數(shù)，運算出該指引標(biāo)志指向該些待測量點時的該些空間向量；步驟 S611b，經(jīng)由即時比對模組進(jìn)行即時比對模式，當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度低時，于該影像中重新確認(rèn)出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點時對應(yīng)的該區(qū)域影像，以比對該區(qū)域影像與該至少該標(biāo)志參考參數(shù)，運算出每次該指引標(biāo)志指向該些待測量點其中之一的該空間向量；以及，步驟S615，經(jīng)由動態(tài)追蹤模組或即時比對模組，運算出指引標(biāo)志指向待量測點時的空間向量。圖7是依照本發(fā)明的再一實施例的一種立體尺寸量測方法的部份流程簡圖。接續(xù)步驟S515或S615之后，該方法還包括步驟S701，經(jīng)由立體虛擬空間建構(gòu)模組，于該影像所對應(yīng)的一空間坐標(biāo)系統(tǒng)中建構(gòu)一立體虛擬空間；以及步驟S705，經(jīng)由空間量測模組，量測該目標(biāo)的該立體尺寸與該立體虛擬空間之間的一空間關(guān)系。在另一些實施例中，接續(xù)步驟S515或S615之后，該方法還包括步驟S711，經(jīng)由繪圖模組，根據(jù)該些待測量點的該些空間坐標(biāo)，繪制出對應(yīng)的一數(shù)位內(nèi)容，其中，該數(shù)位內(nèi)容為該目標(biāo)的一三維虛擬影像、一三維模型和一圖像等其中之一。于上述實施例中，本發(fā)明的立體尺寸量測方法可經(jīng)由執(zhí)行一計算機可讀取程序而具體實行，而立體尺寸量測系統(tǒng)也可以是以上述計算機可讀取程序而呈現(xiàn)。而此計算機可讀取程序可儲存于一種計算機可讀寫記錄媒體上，并且以一處理器執(zhí)行此計算機可讀取程序的數(shù)個指令，以具體實行本發(fā)明的立體尺寸量測方法。所執(zhí)行的方法步驟以于上述實施例中詳細(xì)描述，因此不在此做贅述。本發(fā)明的方法，或特定型態(tài)或其部份，可以以程序碼的型態(tài)包含于實體媒體，如軟盤、光碟、硬盤、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，其中，當(dāng)程序碼被機器，如電腦載入且執(zhí)行時，此機器變成用以參與本發(fā)明的裝置或系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)與方法也可以以程序碼型態(tài)透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態(tài)進(jìn)行傳送，其中，當(dāng)程序碼被機器，如電腦、電子設(shè)備所接收、載入且執(zhí)行時，此機器變成用以參與本發(fā)明的系統(tǒng)。當(dāng)在一般用途處理器實作時，程序碼結(jié)合處理器提供一操作類似于應(yīng)用特定邏輯電路的獨特裝置。綜上所述，本發(fā)明的立體尺寸量測系統(tǒng)與方法，藉由指引標(biāo)志指向待測量點，比對此時指引標(biāo)志所對應(yīng)的區(qū)域影像與標(biāo)志參考參數(shù)，可立即換算出此時指引標(biāo)志在空間中的一空間向量，并進(jìn)而藉由此空間向量推算出待測量點的空間坐標(biāo)。經(jīng)由計算得到多個待測量點的空間坐標(biāo)，即可匯整出一立體尺寸。由于指引標(biāo)志藉由一指引部位向外延伸，并指至待測量點，因此在系統(tǒng)獲取畫面無法顯示的目標(biāo)部位，如側(cè)面、背面，仍可在獲取影像中不遮蔽指引標(biāo)志的標(biāo)志部位的條件下，藉由指引部位指向位于目標(biāo)未在影像中顯示的待測量點，量測出此待測量點的空間坐標(biāo)，因而提高使用便利性與量測準(zhǔn)確性。此外，對于不規(guī)則形狀目標(biāo)的尺寸量測，由于藉由指引標(biāo)志的指引部位指向目標(biāo)表面，因此可以準(zhǔn)確換算出待測量點的空間坐標(biāo)，當(dāng)待測量點的數(shù)量達(dá)到一定程度時，則可以精確量測出不規(guī)則形狀目標(biāo)的尺寸。此外，本發(fā)明的立體尺寸量測系統(tǒng)與方法，量測目標(biāo)立體尺寸時的量測范圍由指引標(biāo)志所控制，并不受在獲取影像中對目標(biāo)辨識準(zhǔn)確率的影響，且不需要事先數(shù)據(jù)培訓(xùn)， 因而系統(tǒng)建置成本降低。雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種立體尺時量測系統(tǒng)，用于根據(jù)一指引標(biāo)志量測一空間中的一目標(biāo)，其中該指引標(biāo)志用以指向該目標(biāo)上的數(shù)個待測量點其中之一，此立體尺寸量測系統(tǒng)包括一影像獲取模組，獲取該空間的一影像；一影像定位模組，根據(jù)該影像中該指引標(biāo)志指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點，分別運算出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點所對應(yīng)的一空間向量；以及一量測模組，根據(jù)該些空間向量運算出每一該些待測量點的一空間坐標(biāo)以獲得該目標(biāo)的一立體尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體尺寸量測系統(tǒng)，還包括一指引標(biāo)志參數(shù)模組，記錄該指引標(biāo)志的至少一標(biāo)志參考參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體尺寸量測系統(tǒng)，其中該影像定位模組還包括一影像處理模組，于該影像中確認(rèn)出該指引標(biāo)志所對應(yīng)的一區(qū)域影像；一比對模組，比對該區(qū)域影像與該指引標(biāo)志參數(shù)模組所提供的該至少一標(biāo)志參考參數(shù)；一可靠度判斷模組，判斷該區(qū)域影像與該指引標(biāo)志的一關(guān)聯(lián)可靠度；一動態(tài)追蹤模組，當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度高時，于該區(qū)域影像附近追蹤指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點的該指引標(biāo)志所分別對應(yīng)的該區(qū)域影像，以根據(jù)該比對模組比對該些區(qū)域影像區(qū)塊與該指引標(biāo)志參數(shù)模組所提供的至少該標(biāo)志參考參數(shù)，運算出該指引標(biāo)志指向該些待測量點時的該些空間向量；以及一即時比對模組，當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度低時，藉由該影像處理模組于該影像中重新確認(rèn)出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點時對應(yīng)的該區(qū)域影像，以根據(jù)該比對模組比對該區(qū)域影像與該指引標(biāo)志參數(shù)模組所提供的至少該標(biāo)志參考參數(shù)，以運算出每次該指引標(biāo)志指向該些待測量點其中之一的該空間向量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體尺寸量測系統(tǒng)，其中該指引標(biāo)志包括一標(biāo)志部位與由該標(biāo)志部位向外延伸的一指引部位，其中，該指引部位用以指向該目標(biāo)上的數(shù)個待測量點其中之一，且該標(biāo)志部位包含至少一識別圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體尺寸量測系統(tǒng)還包括一影像處理模組于該影像中確認(rèn)出該指引標(biāo)志所對應(yīng)的一區(qū)域影像，其中該影像處理模組根據(jù)該識別圖案，從該影像中確認(rèn)出該指引標(biāo)志所對應(yīng)的該區(qū)域影像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體尺寸量測系統(tǒng)，其中該量測模組還包括一線段距離量測模組，根據(jù)該目標(biāo)的每一該些待測量點的該空間坐標(biāo)，計算出該些待測量點中任意兩點之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體尺寸量測系統(tǒng)，其中該量測模組還包括一軌跡記錄模組，根據(jù)該指引標(biāo)志依序指向該目標(biāo)上的該些待測量點，依序記錄該目標(biāo)的每一該些待測量點的該空間坐標(biāo)以算出該指引標(biāo)志的一量測路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體尺寸量測系統(tǒng)，還包括一立體虛擬空間建構(gòu)模組，以于該影像所對應(yīng)的一空間坐標(biāo)系統(tǒng)中建構(gòu)一立體虛擬空間；以及一空間量測模組，量測該目標(biāo)的該立體尺寸與該立體虛擬空間之間的一空間關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體尺寸量測系統(tǒng)，還包括一繪圖模組，以根據(jù)該些待測量點的該些空間坐標(biāo)，繪制出對應(yīng)的一數(shù)位內(nèi)容，其中， 該數(shù)位內(nèi)容為該目標(biāo)的一三維虛擬影像、一三維模型和一圖像其中之的一。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體尺寸量測系統(tǒng)，其中該指引標(biāo)志藉由該指引部位指向該目標(biāo)相對于該影像獲取模組的背面量測點，且該影像中該指引部位部分被遮蔽；該影像定位模組根據(jù)該影像中該指引部位部分被遮蔽的指引標(biāo)志影像，運算出該指引標(biāo)志所指向該目標(biāo)相對于該影像獲取模組的背面測量點所對應(yīng)的空間向量。
11.一種立體尺寸量測方法，適用于一電子設(shè)備，以根據(jù)一指引標(biāo)志量測一空間中的一目標(biāo)，其中該指引標(biāo)志用以指向該目標(biāo)上的數(shù)個待測量點其中之一，此方法由該電子設(shè)備執(zhí)行下面步驟獲取該空間的一影像；根據(jù)該影像中該指引標(biāo)志指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點，分別運算出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點所對應(yīng)的一空間向量；以及根據(jù)該些空間向量運算出每一該些待測量點的一空間坐標(biāo)以獲得該目標(biāo)的一立體尺寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括下面步驟 記錄該指引標(biāo)志的至少一標(biāo)志參考參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括下面步驟于該影像中確認(rèn)出該指引標(biāo)志所對應(yīng)的一區(qū)域影像；比對該區(qū)域影像與該至少一標(biāo)志參考參數(shù)；判斷該區(qū)域影像與該指引標(biāo)志的一關(guān)聯(lián)可靠度；當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度高時，于該區(qū)域影像附近追蹤指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點的該指引標(biāo)志所分別對應(yīng)的該區(qū)域影像，以根據(jù)比對該些區(qū)域影像與該至少一標(biāo)志參考參數(shù)， 運算出該指引標(biāo)志指向該些待測量點時的該些空間向量；以及當(dāng)該關(guān)聯(lián)可靠度低時，于該影像中重新確認(rèn)出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點時對應(yīng)的該區(qū)域影像，以比對該區(qū)域影像與該至少該標(biāo)志參考參數(shù)，運算出每次該指引標(biāo)志指向該些待測量點其中之一的該空間向量。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中該指引標(biāo)志包括一標(biāo)志部位與由該標(biāo)志部位向外延伸的一指引部位，其中，該指引部位用以指向該目標(biāo)上的數(shù)個待測量點其中之一，且該標(biāo)志部位包含至少一識別圖案。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括下面步驟根據(jù)該識別圖案，從該影像中確認(rèn)出該指引標(biāo)志所對應(yīng)的一區(qū)域影像。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括下面步驟根據(jù)該目標(biāo)的每一該些待測量點的該空間坐標(biāo)，計算出該些待測量點中任意兩點之間的距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括下面步驟根據(jù)該指引標(biāo)志依序指向該目標(biāo)上的該些待測量點，依序記錄該目標(biāo)的每一該些待測量點的該空間坐標(biāo)以算出該指弓I標(biāo)志的一量測路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括下面步驟于該影像所對應(yīng)的一空間坐標(biāo)系統(tǒng)中建構(gòu)一立體虛擬空間；以及量測該目標(biāo)的該立體尺寸與該立體虛擬空間之間的一空間關(guān)系。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括下面步驟根據(jù)該些待測量點的該些空間坐標(biāo)，繪制出對應(yīng)的一數(shù)位內(nèi)容，其中，該數(shù)位內(nèi)容為該物件的一三維虛擬影像、一三維模型和一圖像其中之一。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中該指引標(biāo)志藉由該指引部位指向該目標(biāo)相對于該電子設(shè)備的背面量測點，且該影像中該指引部位部分被遮蔽；以及，該方法根據(jù)該影像中該指引部位部分被遮蔽的指引標(biāo)志影像，運算出該指引標(biāo)志所指向該目標(biāo)相對于該電子設(shè)備的背面測量點所對應(yīng)的空間向量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種立體尺寸量測系統(tǒng)與方法，該系統(tǒng)用于根據(jù)以一指引標(biāo)志量測一空間中的一目標(biāo)，其中該指引標(biāo)志用以指向該目標(biāo)上的數(shù)個待測量點其中之一，包括一影像獲取模組，獲取該空間的一影像；一影像定位模組，根據(jù)該影像中該指引標(biāo)志指向該目標(biāo)上的每一該些待測量點，分別運算出該指引標(biāo)志指向每一該些待測量點所對應(yīng)的一空間向量；以及一量測模組，根據(jù)該些空間向量運算出每一該些待測量點的一空間坐標(biāo)以獲得該目標(biāo)的一立體尺寸。藉由指引部位指向目標(biāo)背面的待測量點進(jìn)行量測，因而，大幅提高使用便利性與量測準(zhǔn)確性。
文檔編號G01B11/24GK102466472SQ20111005485
公開日2012年5月23日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者嚴(yán)世宏, 余其曄, 梁家豪, 顏均泰 申請人:財團法人資訊工業(yè)策進(jìn)會