摘 要

进入移动互联网时代，人类的生活越来越离不开智能手机。在日常生活和工作中，往往需要对物体角度、长度、高度进行测量，但传统的测量依赖于物理测量工具，测量工具不易携带，而需求具有不定性，因此传统测量具有非常大的局限性。

针对传统测量的局限性，本文以没有测量工具为前提，为满足用户在生活及工作中对物体测量的功能需求，设计了一个利用手机测量物体角度、长度、高度的软件，并详尽阐述了其原理与实现过程。本文的主要工作如下：

（1）角度测量时，通过触摸事件与ScrollTouch得到测量角度所需三个点的坐标，根据三条边的长度利用反三角函数可得到测量角度的大小。

（2）长度测量时，利用参照物作为对比参考，在参照物长度设置为已知的前提下，当待测物与参照物处在同一水平面内时，即可通过相似比数学公式来计算待测物的长度。

（3）实时测量时，在测量设备高度已知的前提下，用到了智能手机中的方向传感器与重力传感器，利用传感器可得到测量时形成的夹角，根据一定的数学关系可计算得到测量点与待测物体的垂直距离以及待测物体的高度。

基于以上方法实现了Android端的测量软件，经过功能测试以及误差分析，得出本软件可以满足对精确度要求不高的测量需求。本文利用智能设备，尝试了对人类日常生活和工作方式的大胆创新。

关键词：角度测量；长度测量；实时测量；智能手机

Abstract

Into the mobile Internet era, human life more and more inseparable from the smart phone. In the daily life and work, often need to measure the object angle, length, height, but the traditional measurement depends on the physical measurement tools, measurement tools are not easy to carry, and the demand is uncertain, so the traditional measurement has a very large limitations.

Aiming at the limitation of traditional measurement, this paper designs a software to measure the angle, length and height of the object by means of mobile phone, and elaborates it in order to meet the functional requirements of the object in life and work. Principles and implementation process. The main idea of the system is:

（1）Angle measurement, by touching the event and ScrollTouch technology to get the coordinates of the three points required for the coordinates, according to the length of the three sides of the use of anti-trigonometric function can be measured the size of the angle.

（2）In the case of length measurement, the reference object is used as a reference for reference. When the reference length is set to be known, when the analyst and the reference object are in the same horizontal plane, the similarity formula can be used to calculate the length.

（3）Real-time measurement, the height of the measurement equipment in the premise of the premise, the use of smart phones in the direction of the sensor and gravity sensor, the sensor can be used to measure the formation of the angle, according to a certain mathematical relationship can be measured and measured The vertical distance of the object and the height of the object to be measured.

Based on the above method to achieve the Android side of the measurement software, after functional testing and error analysis, the software can be achieved to meet the accuracy requirements of the measurement is not high. This article uses intelligent equipment, tried to human life and work of bold innovation.

Key Words：Angle measurement；Length measurement；Real-time measurement；Smart phone

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究目的及意义 2

1.3国内外研究现状 2

1.3.1国外研究现状 2

1.3.2国内研究现状 3

1.4研究内容 3

1.5本章小结 4

第2章 需求分析 5

2.1系统功能需求分析 5

2.1.1测量角度 5

2.1.2测量长度 5

2.1.3实时测量 6

2.2系统非功能性需求 7

2.2.1系统性能 7

2.2.2可靠性 7

2.2.3高效性 7

2.3系统可行性分析 7

2.3.1市场可行性 7

2.3.2技术可行性 8

2.3.3经济可行性分析 8

2.4本章小结 8

第3章 总体设计 9

3.1系统结构设计 9

3.2界面设计 9

3.2.1测量角度界面设计 10

3.2.2测量长度界面设计 12

3.2.3实时测量界面设计 17

3.3本章小结 18

第4章 功能实现 19

4.1测量角度 19

4.1.1测量角度算法研究 19

4.1.2测量角度功能实现 19

4.2长度测量 20

4.2.1测量长度算法研究 20

4.2.2参照物选取的实现 20

4.2.3测量长度功能实现 21

4.3基于手机传感器的实时测量算法研究与实现 22

4.3.1传感器应用简介 22

4.3.2实时测量算法研究 23

4.3.3设备高度参数取值分析 24

4.3.4实时测量功能实现 26

4.4本章小结 26

第5章 误差分析 28

5.1测量角度测试误差分析 28

5.2测量长度测试误差分析 30

5.3实时测量测试误差分析 32

5.4本章小结 36

第6章 总结与展望 38

6.1总结 38

6.2展望 38

参考文献 40

致谢 41

第1章 绪论

1.1研究背景

自从测量仪器被发明以来，人们测量物体的长度不再使用其他物体作为等价参照物，而是使用测量仪器记录数值，解决了外出时携带不方便的问题。长度的测量是最基本的测量，而刻度尺又是长度测量中最常用的工具^[1]。测量结果由数字和单位构成，只写数字没有单位的测量毫无意义，读数时，要估读到刻度尺分度值的下一位，然而，刻度尺带来的误差总是不可避免的，只能尽量减小误差值，采用多次求平均值，或采用更精密的仪器来测量。记米轮相对刻度尺而言更精确，使用记米轮在被测物上滚动，通过计数器记录滚动圈数，最后通过计算圈数得出整个被测物体的长度^[2]。优点是设备成本低，初期测量精确，缺点是随着时间的推移，当连续使用一个星期后，由于滚轮的磨损，造成测量精度的下降。激光记米器采用光学多普勒测量原理，由激光测长仪器垂直照射到物体表面，不接触被测物表面即可得到非常精确到测量数据^[3]。然而，激光记米器价格昂贵，对于日常需求来说，无疑是没有必要的。

在我们日常生活中，常常会好奇某个建筑物的高度，又或者是一个杯子的高度，也会想知道眼前的某个物体距离自己的远近，在这些简单的测量工作中，我们会遇到形形色色的问题，可能是因为没有随身携带尺子，或者尺子的长度过短不适合测量，又或者因为地形的限制导致一般的尺子根本无法作出正确的测量。这些测距工作虽然要求不同，测量的对象也不同，但总体而言精度要求都没有特别高^[4]。