一種基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的三維人體測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的三維人體測(cè)量裝置，包括測(cè)量平臺(tái)、結(jié)構(gòu)光三維掃描儀和支撐架，所述結(jié)構(gòu)光三維掃描儀安裝在所述支撐架最上端，所述測(cè)量平臺(tái)安放被測(cè)物，所述測(cè)量平臺(tái)與所述結(jié)構(gòu)光三維掃描儀和支撐架通過(guò)調(diào)節(jié)距離配合采集待測(cè)物的數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是利用結(jié)構(gòu)光技術(shù)可以快速精準(zhǔn)的得到物體的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到三維人體模型，進(jìn)而得到人體十分精確的尺寸，最終改善傳統(tǒng)測(cè)量方法所帶來(lái)的不足。
【專利說(shuō)明】
一種基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的三維人體測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種人體外形測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在服裝CAD、網(wǎng)絡(luò)虛擬試衣等應(yīng)用領(lǐng)域，都面臨著如何解決真實(shí)人體的三維人體重建問(wèn)題。一般而言，消費(fèi)者購(gòu)衣時(shí)都需要對(duì)準(zhǔn)備購(gòu)買(mǎi)的衣服進(jìn)行虛擬試衣。定制的服裝需要根據(jù)消費(fèi)者的實(shí)際身體尺寸量身定做，而傳統(tǒng)的服裝設(shè)計(jì)所用木頭或塑料制成的人體模型只是一種普通的標(biāo)準(zhǔn)人體模型，與實(shí)際消費(fèi)者的身體尺寸有很大的差異，因此在這類(lèi)模型的基礎(chǔ)上所設(shè)計(jì)的服裝與實(shí)際消費(fèi)者的身體尺寸很難做到吻合。
[0003]為提高人體尺寸測(cè)量的速度和精確性，三維物體進(jìn)行定量的描述變得越來(lái)越重要，而傳統(tǒng)的尺寸測(cè)量方法速度慢、精度低、自動(dòng)化程度不高，很難滿足對(duì)同一類(lèi)物體批量快速測(cè)量的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種人體外形三維數(shù)據(jù)測(cè)量裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型一種基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的三維人體測(cè)量裝置，包括測(cè)量平臺(tái)、結(jié)構(gòu)光三維掃描儀和支撐架，所述結(jié)構(gòu)光三維掃描儀安裝在所述支撐架最上端，所述測(cè)量平臺(tái)安放被測(cè)物，所述測(cè)量平臺(tái)與所述結(jié)構(gòu)光三維掃描儀和支撐架通過(guò)調(diào)節(jié)距離配合采集待測(cè)物的數(shù)據(jù)。
[0006]進(jìn)一步的，所述支撐架是三角支架，所述三角支架包括上支架、活動(dòng)接頭和三角支座，所述上支架通過(guò)所述活動(dòng)接頭固定在所述三角支座上。
[0007]進(jìn)一步的，所述的結(jié)構(gòu)光三維掃描儀和支撐架組成的結(jié)構(gòu)數(shù)不小于2個(gè)且均勻等距的分布在所述測(cè)量平臺(tái)的周?chē)?br> [0008]實(shí)踐證明通過(guò)該技術(shù)方案，利用結(jié)構(gòu)光技術(shù)可以快速精準(zhǔn)的得到物體的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到三維人體模型，進(jìn)而得到人體十分精確的尺寸，最終改善傳統(tǒng)測(cè)量方法所帶來(lái)的不足。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。
[0010]其中1、測(cè)量平臺(tái)；2、結(jié)構(gòu)光三維掃描儀；3、上支架；4、活動(dòng)接頭；5、三角支座。

【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]本實(shí)用新型一種基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的三維人體測(cè)量裝置，包括測(cè)量平臺(tái)(I)、結(jié)構(gòu)光三維掃描儀(2)和支撐架，所述結(jié)構(gòu)光三維掃描儀(2)安裝在所述支撐架最上端，所述測(cè)量平臺(tái)(I)安放被測(cè)物，所述測(cè)量平臺(tái)(I)與所述結(jié)構(gòu)光三維掃描儀(2)和支撐架通過(guò)調(diào)節(jié)距離配合采集待測(cè)物的數(shù)據(jù)，所述支撐架是三角支架，所述三角支架包括上支架(3)、活動(dòng)接頭(4)和三角支座(5)，所述上支架(3)通過(guò)所述活動(dòng)接頭(4)固定在所述三角支座(5)上，所述的結(jié)構(gòu)光三維掃描儀(2)和支撐架組成的結(jié)構(gòu)數(shù)不小于2個(gè)且均勻等距的分布在所述測(cè)量平臺(tái)(I)的周?chē)?br> [0013]本實(shí)用新型的技術(shù)方案在實(shí)際參加的整個(gè)工作原理上包括有三個(gè)工作內(nèi)容，即三維人體掃描，三維人體重建，三維人體測(cè)量。而本實(shí)用新型只涉及到三維人體掃描，由測(cè)量平臺(tái)和多個(gè)(如3個(gè))結(jié)構(gòu)光三維掃描儀組成；三維人體重建，由三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理和三維人體曲面重構(gòu)組成；三維人體測(cè)量，由人體基準(zhǔn)點(diǎn)、特征平面的確定以及B樣線條擬合測(cè)量人體截面周長(zhǎng)組成。(加以說(shuō)明的是三維人體掃描是本實(shí)用新型涉及到方案的內(nèi)容，而三維人體重建和三維人體測(cè)量是基于三維人體掃描的工作結(jié)果而進(jìn)行的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析，并不是本實(shí)用新型所要求保護(hù)的內(nèi)容，這里只是為了更加充分的對(duì)該技術(shù)說(shuō)明而提到的工作內(nèi)容，以下跟本實(shí)用新型相關(guān)的技術(shù)原理只是為了使本實(shí)用新型更加被充分理解而做的解釋說(shuō)明)
[0014]工作時(shí)，被測(cè)人員進(jìn)入測(cè)量區(qū)域，自然站立于測(cè)量平臺(tái)，多個(gè)結(jié)構(gòu)光三維掃描儀等距環(huán)繞在測(cè)量平臺(tái)四周，這樣可以盡可能的全面得到有效的人體三維數(shù)據(jù)。需要多個(gè)結(jié)構(gòu)光三維掃描儀等距環(huán)繞在測(cè)量平臺(tái)四周的原因是可以一次得到的人體多角度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，減少因?yàn)槿梭w位移而造成的誤差。結(jié)構(gòu)光測(cè)量法的基本原理是:采用一種結(jié)合結(jié)構(gòu)光技術(shù)、相位測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測(cè)量技術(shù)。采用這種測(cè)量原理使得對(duì)物體進(jìn)行照相測(cè)量成為可能，所謂照相測(cè)量就是類(lèi)似于照相機(jī)對(duì)視野內(nèi)的物體進(jìn)行照相，不同的是照相機(jī)攝取的是物體的二維圖象，而結(jié)構(gòu)光三維掃描儀獲得的是物體的三維信肩、O
[0015]而此時(shí)得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，還不能直接進(jìn)行測(cè)量人體尺寸數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行三維人體重建。在此需要需要先進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括三部分:數(shù)據(jù)濾波，數(shù)據(jù)拼接，數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)。數(shù)據(jù)濾波是為了去除點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的噪聲，因?yàn)樵谌S人體測(cè)量時(shí)不可避免地引入測(cè)量噪聲，噪聲點(diǎn)對(duì)后期的三維人體重建有很大的影響，為了得到較好的特征提取效果必需對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。數(shù)據(jù)拼接是因?yàn)榈玫降氖侨梭w不同角度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，使他們能夠拼合成一片完整的數(shù)據(jù)點(diǎn)云。數(shù)據(jù)拼接按過(guò)程可分為粗拼接和精確拼接:粗拼接將不同坐標(biāo)系下點(diǎn)云大致對(duì)準(zhǔn)到同一坐標(biāo)系下，為精確拼接提供初始值。精確拼接通過(guò)迭代優(yōu)化一組坐標(biāo)變換參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)拼接誤差的最小化。對(duì)于精確拼接，其最佳效果不僅要求拼接誤差盡量小，而且拼接后點(diǎn)云重疊區(qū)域應(yīng)當(dāng)盡可能地均勻滲透，即有很好的曲面質(zhì)量，以便利于后續(xù)的曲面建模。結(jié)構(gòu)光三維掃描儀對(duì)物體表面的測(cè)量精度和效率很高，測(cè)量的數(shù)據(jù)量非常大，存在著大量的冗余數(shù)據(jù)，增加了后續(xù)建模等工作的難度。因此需要提取點(diǎn)云數(shù)據(jù)中反映曲面特征的點(diǎn)，去除冗余數(shù)據(jù)，即對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)，提高建模效率和建模質(zhì)量。三維人體建模是通過(guò)建模將離散的測(cè)量數(shù)據(jù)重構(gòu)連續(xù)變化的曲面，包括曲面插值和曲面逼近。曲面插值要求插值后的曲面嚴(yán)格的通過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)，通常可分為整體插值和局部插值。曲面逼近是基于離散數(shù)據(jù)構(gòu)造出一個(gè)曲面，使這些點(diǎn)在某種意義下最為接近所構(gòu)造的曲面。
[0016]得到人體三維曲面模型之后，結(jié)合人體幾何特征以及人體特征尺寸在服裝學(xué)中的定義獲取特征尺寸的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)所在位置，通過(guò)這些測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)獲取截面，通過(guò)B樣線條擬合截面上的數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取特征尺寸。具體流程為人體模型正背面的識(shí)別，肢體的識(shí)別和劃分，關(guān)鍵測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的識(shí)別，特征尺寸提取。提取人體特征尺寸之前需要做的工作是識(shí)別不同肢體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以腋點(diǎn)和胯點(diǎn)作為肢體劃分的特征點(diǎn)，將兩腋點(diǎn)之外的點(diǎn)云數(shù)據(jù)定義為左右上肢，將胯點(diǎn)之外的點(diǎn)云數(shù)據(jù)定義為左右下肢。如此將人體模型數(shù)據(jù)劃分為5個(gè)部分:左上肢數(shù)據(jù)、右上肢數(shù)據(jù)、左下肢數(shù)據(jù)、右下肢數(shù)據(jù)、驅(qū)趕數(shù)據(jù)。人體特征尺寸按期幾何形狀可分為兩類(lèi):一類(lèi)是圍度方向具有封閉性的尺寸其外形是閉合的曲線，如胸圍；一類(lèi)是垂直方向上的非閉合性的尺寸，其外形是非閉合的曲線，如身高。第一類(lèi)特征尺寸的提取，由特征尺寸的幾何特征確定特征尺寸所在人體的高度位置，用此高度的橫截面與人體模型相交，得到人體模型表面上的交線，必要時(shí)微調(diào)交線。交線是有許多相連的直線組成，當(dāng)直線段足夠小時(shí)，交線就近似一條光滑曲線。第二類(lèi)特征尺寸的提取，由特征尺寸的幾何特征確定尺寸特征點(diǎn)的位置，過(guò)這些特征點(diǎn)截取人體模型獲取人體截面，對(duì)截面上的點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，完成特征尺寸的提取。
【權(quán)利要求】
1.一種基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的三維人體測(cè)量裝置，其特征是:包括測(cè)量平臺(tái)、結(jié)構(gòu)光三維掃描儀和支撐架，所述結(jié)構(gòu)光三維掃描儀安裝在所述支撐架最上端，所述測(cè)量平臺(tái)安放被測(cè)物，所述測(cè)量平臺(tái)與所述結(jié)構(gòu)光三維掃描儀和支撐架通過(guò)調(diào)節(jié)距離配合采集待測(cè)物的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的三維人體測(cè)量裝置，其特征是:所述支撐架是三角支架，所述三角支架包括上支架、活動(dòng)接頭和三角支座，所述上支架通過(guò)所述活動(dòng)接頭固定在所述三角支座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的三維人體測(cè)量裝置，其特征是:所述的結(jié)構(gòu)光三維掃描儀和支撐架組成的結(jié)構(gòu)數(shù)不小于2個(gè)且均勻等距的分布在所述測(cè)量平臺(tái)的周?chē)?br> 【文檔編號(hào)】A41H1/02GK204070693SQ201420430356
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】王光, 王輝, 魏璞 申請(qǐng)人:西安非凡士機(jī)器人科技有限公司