一种基于摄像头的速度测量方法、装置及移动终端技术领域
本发明属于移动终端技术领域，涉及一种基于摄像头的速度测量方法、装
置及移动终端。
背景技术
在交通工程上，速度是计量与评估道路绩效和交通状况的基本重要数据之
一。速度数据的搜集方法有许多种，包括人工测量固定距离行驶时间法、压力
皮管法、线圈法、影像处理法、雷达测速法与雷射测速法等。其中雷达测速法
属于精确度高的方法，因此被广泛采用。
但是，雷达是一个复杂的电子机械机构，其包括天线、雷达罩、馈线、天
线座、雷达伺服机械传动装置、雷达发射机、雷达机箱、机柜及其附件、特种
机电装置，为保证雷达性能和质量，对雷达制造工艺的要求也十分严格，因此，
雷达测速设备的制造成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于摄像头的速度测量方法、装置及
移动终端，以解决测速设备结构复杂的问题，降低制造成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种基于摄像头的速度测量方法，包括：
在摄像头对焦且位置固定不动后，获取待测物体在摄像头感光面上的两次
成像，所述感光面平行于所述待测物体的行进路线；
根据所述两次成像在所述感光面上的位置，计算出所述两次成像之间的距
离，作为所述待测物体的成像位移；
根据像距和镜头的焦距计算出物距；
根据所述成像位移、像距和物距计算出所述待测物体的实际位移；
根据所述实际位移和所述两次成像的时间间隔计算出所述待测物体的速
度。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于摄像头的速度测量装置，包括：
成像获取模块，用于在摄像头对焦且位置固定不动后，获取待测物体在摄
像头感光面上的两次成像，所述感光面平行于所述待测物体的行进路线；
成像位移计算模块，用于根据所述两次成像在所述感光面上的位置，计算
出所述两次成像之间的距离，作为所述待测物体的成像位移；
物距计算模块，用于根据像距和镜头的焦距计算出物距；
实际位移计算模块，用于根据所述成像位移、像距和物距计算出所述待测
物体的实际位移；
速度计算模块，用于根据所述实际位移和所述两次成像的时间间隔计算出
所述待测物体的速度。
第三方面，本发明实施例提供了一种移动终端，所述移动终端包括上述第
二方面所述的基于摄像头的速度测量装置和摄像头。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于摄像头的速度测量方法、装
置及移动终端，在测待测物体的速度时，使移动终端的摄像头镜面平行于待测
物体的行进路线，并进行对焦，完成对焦后，迅速对待测物体进行连拍，且拍
照过程中移动终端固定不动，获取待测物体在摄像头感光面上的两次成像；根
据计算出的成像位移、物距、像距以及可以预先设置的连拍时间间隔，即两次
成像的时间间隔，计算出待测物体的速度，解决了测速设备结构复杂的问题，
无需增加硬件装置，降低了制造成本。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技
术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中：
图1是本发明实施例一提供的基于摄像头的速度测量方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的利用移动终端的摄像头测速时的示意图；
图3是本发明实施例一提供的摄像头中的马达受力发生位移变化的示意图；
图4是本发明实施例一提供的透镜与感光面位置关系示意图；
图5是本发明实施例一提供的待测物体成像示意图；
图6是本发明实施例二提供的基于摄像头的速度测量装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。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。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的基于摄像头的速度测量方法的流程示意图。
该方法适用于测量可视距离内物体的直线移动速度的情况，该方法可以由设置
在移动终端中的基于摄像头的速度测量装置来执行。该装置可以由软件和/或硬
件的方式来实现。如图1所示，该方法包括：
步骤110、在摄像头对焦且位置固定不动后，获取待测物体在摄像头感光面
上的两次成像，其中，感光面平行于待测物体的行进路线。
示例性的，在测量待测物体的速度时，点击移动终端上速度测量的图标，
移动终端自动开启摄像头；参见图2，由于待测物体15到摄像头的距离不远，
感光面与待测物体15的行进路线之间小的角度偏差，对测量结果影响不大，因
此，在实际操作中，应尽量使移动终端的平面与待测物体15的行进路线(图中
待测物体15经过的箭头线)平行，以保证摄像头感光面尽可能平行于待测物体
15的行进路线；在待测物体15进入镜头视野范围内，完成对焦后，保持移动终
端固定不动，迅速对待测物体15进行连拍，上述速度测量装置获取待测物体15
在摄像头感光面上的两次成像。
步骤120、根据两次成像在感光面上的位置，计算出两次成像之间的距离，
作为待测物体的成像位移。
由于感光面保持不动，因此，对于运动的待测物体来说，其在不同时刻在
感光面上成像的位置也不同，速度测量装置获取两次成像在感光面上的位置，
根据两次成像在感光面上的位置，计算出两次成像之间的距离，将该距离作为
待测物体的成像位移。
优选的，该步骤可包括：分析对比两次成像，选取两次成像对应位置处的
像点作为两个参考点；计算出两个参考点之间的距离，作为待测物体的成像位
移。将两次成像进行图像处理，在其中一次成像中选取一像点作为参考点，对
另一次成像与上述其中一次成像进行对比分析，选取对应位置处的像点作为另
一参考点，计算两个参考点之间的距离，得到待测物体的成像位移。通过参考
点计算成像位移，使得测量结果更准确。
步骤130、根据像距和镜头的焦距计算出物距。
其中，像距可以根据驱动电流的大小计算出来。本实施例中，参见图3和
图4，马达10设置在摄像头的支架12内，并通过弹簧11牵引，以平衡马达
10受到的磁场力F，使马达10可以固定在支架12某个位置，以此来带动摄像
头中的透镜13伸缩。其中，支架12的位置及其长度限制了透镜13到感光面
14的距离即像距的最小值xmin和最大值xmax，透镜13的初始位置在像距最小值
处。
具体的，摄像头支架12内分布有小型磁场，移动终端中的控制器控制驱动
电路，通过驱动电路为马达10提供大小为I的驱动电流，驱动电流通过马达
10线圈，使通电线圈在磁场中受到磁场力F，且该磁场力大小F＝KBI，其中，
K为常数，B为磁场强度，I为驱动电流。此时，马达10还受到与磁场力方向
相反的弹簧牵引力F弹的作用，且该弹簧牵引力大小F弹＝kX，其中，k为弹
簧系数，X为马达10发生的位移。当F弹与F平衡时，马达10固定在支架12
内，透镜13停止移动，由此，F弹＝F，可得像距
因此，基于摄像头的速度测量装置获取驱动电流的大小，便可计算出像距。
具体的，基于摄像头的速度测量装置获得像距和焦距后，基于下述公式计
算物距：
u = v - f v × f ]]>
其中，u为物距，表示待测物体到摄像头透镜的距离；v为像距，表示透镜
到感光面的距离；f为焦距，表示透镜中心到焦点的距离。
本实施例中，移动终端镜头的焦距可以是一个常数。
需要说明的是，本实施例中的像距还可以通过摄像头模组自测，基于摄像
头的速度测量装置直接获取测量结果。
步骤140、根据成像位移、像距和物距计算出待测物体的实际位移。
进一步的，基于摄像头的速度测量装置可根据成像位移、像距和物距计算
出待测物体的实际位移。参见图5，第一次拍照时，待测物体15透过透镜13在
感光面14上成第一次成像16，第二次拍照时，待测物体15透过透镜13在感光
面14上成第二次成像17，第一次成像16到第二次成像17的位移为成像位移，
由于感光面14平行于待测物体15的行进路线，因此，成像位移y平行于待测
物体15的实际位移x，由相似三角形判定定理，具体可基于下述公式计算待测
物体的实际位移大小：
x = u v × y ]]>
其中，x为待测物体的实际位移；y为待测物体的成像位移。
步骤150、根据实际位移和两次成像的时间间隔计算出待测物体的速度。
示例性的，在连拍前可设定连拍的时间间隔，根据连拍的时间间隔确定两
次成像的时间间隔，最后根据实际位移和两次成像的时间间隔计算出待测物体
的速度，具体可基于下述公式计算待测物体的速度：
V = x Δ t ]]>
其中，V为待测物体的速度，Δt为两次成像的时间间隔。
本发明实施例一提供的基于摄像头的速度测量方法，在测待测物体的速度
时，使移动终端的摄像头镜面平行于待测物体的行进路线，在待测物体进入摄
像头镜头视野时进行对焦，完成对焦后，迅速对待测物体进行连拍，且拍照过
程中移动终端固定不动，获取待测物体在摄像头感光面上的两次成像；根据计
算出的成像位移、物距、像距以及可以预先设置的连拍时间间隔，即两次成像
的时间间隔，计算出待测物体的速度，解决了测速设备结构复杂的问题，无需
增加硬件装置，降低了制造成本。
实施例二
图6是本发明实施例二提供的基于摄像头的速度测量装置的结构框图。如
图6所示，该装置包括：成像获取模块20、成像位移计算模块21、物距计算模
块22、实际位移计算模块23和速度计算模块24。
其中，成像获取模块20用于在摄像头对焦且位置固定不动后，获取待测物
体在摄像头感光面上的两次成像，其中，感光面平行于待测物体的行进路线；
成像位移计算模块21用于根据两次成像在感光面上的位置，计算出两次成
像之间的距离，作为待测物体的成像位移；
物距计算模块22用于根据像距和镜头的焦距计算出物距；
实际位移计算模块23用于根据成像位移、像距和物距计算出待测物体的实
际位移；
速度计算模块24用于根据实际位移和两次成像的时间间隔计算出待测物体
的速度。
优选的，上述方案中，成像位移计算模块21包括：
参考点选取单元，用于分析对比两次成像，选取两次成像对应位置处的像
点作为两个参考点；
成像位移计算单元，用于计算出两个参考点之间的距离，作为待测物体的
成像位移。
进一步的，上述方案中，物距计算模块22具体用于：
基于下述公式计算物距：
u = v - f v × f ]]>
其中，u为物距，表示摄像头透镜到待测物体行进路线的距离；v为像距，
表示透镜到感光面的距离；f为焦距，表示透镜中心到焦点的距离。
进一步的，上述方案中，实际位移计算模块23具体用于：
基于下述公式计算待测物体的实际位移：
x = u v × y ]]>
其中，x为待测物体的实际位移；y为待测物体的成像位移。
本发明实施例二所提供的基于摄像头的速度测量装置可以用于执行本发明
实施例所提供的基于摄像头的速度测量方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例三
本发明实施例三提供的移动终端，包括本发明实施例二提供的基于摄像头
的速度测量装置和摄像头。该移动终端可通过本发明提供的基于摄像头的速度
测量装置，采用相应的速度测量方法对可视范围内物体的移动速度进行测量。
其中，移动终端可以为智能手机、平板电脑或个人数字助理等。
本发明实施例三所提供的移动终端，包括本发明实施例所提供的基于摄像
头的速度测量装置，具备相应的功能和有益效果。
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。