本發(fā)明涉及一種人體數(shù)據(jù)測量方法，尤其是涉及非接觸式便捷獲取人體數(shù)據(jù)的測量方法。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的發(fā)展，人體測量方式大概經(jīng)歷了兩個階段，一是接觸式手工測量，二是非接觸式人體測量。在傳統(tǒng)的接觸式手工測量中是指利用測量工具直接接觸人體進(jìn)行測量。這些測量方式簡單易行、價格較低而被廣泛的使用，具有很強的靈活性和可操作性。但由于是人工手工測量，主觀性較強、速度慢、工作量大的缺點制約了其在現(xiàn)代社會的發(fā)展前景，難以滿足當(dāng)今社會高效率高精度的數(shù)字化服裝生產(chǎn)的需求。

在非接觸式人體測量方面，主要應(yīng)用在是以顧客為導(dǎo)向的電子化量身定制(e-mtm)服裝產(chǎn)業(yè)，它利用人體的數(shù)字化將人體測量、體型分類、服裝設(shè)計以及生產(chǎn)等各個環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合起來，實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、高效的生產(chǎn)模式，主要原理以現(xiàn)代光學(xué)為基礎(chǔ)，融入了計算機(jī)視覺、計算機(jī)圖像學(xué)、信息處理等技術(shù)。在非接觸式人體測量方面又主要分為三維非接觸式測量和二維非接觸式人體測量，立體攝影測量法、激光測量法、莫爾條紋測量法、tc2分層輪廓測量法、投影條紋相位測量法等成為了目前三維非接觸式人體測量技術(shù)的最主要的方法。

三維人體測量技術(shù)與傳統(tǒng)的人體測量技術(shù)相比具有準(zhǔn)確、高速和一致性程度高的優(yōu)點，對于傳統(tǒng)方法無法測量的人體形態(tài)、曲線特征等也可以進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，測量操作簡便，對傳統(tǒng)測量中所要注意的專業(yè)性要求較低。此外，測量結(jié)果還可通過計算機(jī)直接輸送到紙樣設(shè)計和自動裁剪系統(tǒng)，實現(xiàn)人體測量、紙樣設(shè)計和排料裁剪的連續(xù)自動化。雖然三維人體測量儀在研究中應(yīng)用較為廣泛，但價格昂貴、不便移動，需要專業(yè)人士操作等其它因素使它在日常生活和工廠中中的應(yīng)用減少。

在二維非接觸式人體測量方面，首先需要的是通過測量人體的二維信息，然后以此為依據(jù)獲得相關(guān)的二維尺寸，最后通過預(yù)測擬合模型得到三維信息主要是照片測量或視頻測量，利用圖形圖像處理等得到人體投影輪廓圖像，再通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，就可計算出人體關(guān)鍵部位的真實尺寸。在獲取人體的二維尺寸中大多采用照片測量獲取特征點、特征線，由于人體站立原因，有可能會出現(xiàn)人體前傾、后傾乃至左右傾，這就會造成照片失真，特征線的選擇會出現(xiàn)歪斜情況，進(jìn)而影響到后續(xù)的研究的準(zhǔn)確性。

綜上所述，現(xiàn)有的人體測量方法，較手工測量方法，需要減少人為主觀因素，提高測量效率；較非接觸三維掃描儀而言，價格昂貴、不便移動、專業(yè)人士操作等因素限制了應(yīng)用發(fā)展；較非接觸式二維測量方法，在確定準(zhǔn)確的特征線、提高獲取數(shù)據(jù)效率、便于拆卸移動方面需要相應(yīng)提升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供非接觸式便捷獲取人體數(shù)據(jù)的測量方法，利用四臺高清相機(jī)從正面、背面、左側(cè)及右側(cè)四個不同方位拍攝測量者體型信息，將測量者信息反映在標(biāo)有100×100刻度標(biāo)尺線的網(wǎng)格板上，在計算機(jī)上對照片進(jìn)行分析，得到測量者的特征線，根據(jù)網(wǎng)格數(shù)據(jù)得出測量者不同部位的二維數(shù)據(jù)，從而利用相片測量法實現(xiàn)測量者測量二維到三維的轉(zhuǎn)化。

為了解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：

非接觸式便捷獲取人體數(shù)據(jù)的測量方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)安裝測量裝置：

依次安裝站臺及4塊網(wǎng)格板，每塊網(wǎng)格板上均裝配有滑軌、云臺、固定螺母及相機(jī)；

(2)測量者照片獲取：

a、根據(jù)測量要求，調(diào)整相機(jī)；b、控制4塊網(wǎng)格板上的相機(jī)同時拍照，獲得測量者正面、背面、左側(cè)及右側(cè)照片；

(3)照片矯正：

a、取正面與背面照片進(jìn)行比較，比較同一部位的輪廓網(wǎng)格值，當(dāng)兩者的輪廓網(wǎng)格值相差大于一個網(wǎng)格時，使用取均值法作矯正處理；b、取左側(cè)與右側(cè)照片進(jìn)行比較，比較同一部位的輪廓網(wǎng)格值，當(dāng)兩者的輪廓網(wǎng)格值相差大于一個網(wǎng)格時，使用取均值法作矯正處理；

(4)二維照片測量

a、比值k的確定：根據(jù)照片中反映出的測量者高度h及實際測量者高度h，計算縮小率k，k＝h/h，b、特征部位的確定：首先提取測量者關(guān)鍵部位的特征點，連接相應(yīng)的特征點后獲取特征線，然后根據(jù)k值及特征線確定測量者相應(yīng)部位的高度、寬度及厚度信息。

優(yōu)選后，所述步驟(1)安裝測量裝置的具體步驟為：首先安裝站臺，然后在站臺的前端、后端、左側(cè)與右側(cè)安裝4臺基礎(chǔ)支架，基礎(chǔ)支架的高度與站臺的高度相同；每臺基礎(chǔ)支架上安裝網(wǎng)格板，分別為站臺前端安裝第一網(wǎng)格板、站臺的后端安裝第二網(wǎng)格板、站臺的左側(cè)安裝第三網(wǎng)格板、站臺的右側(cè)安裝第四網(wǎng)格板，調(diào)整各塊網(wǎng)格板與站臺之間的距離。

優(yōu)選后，相機(jī)配有無線遙控器，并將無線遙控器連接至電腦的usb接口。

優(yōu)選后，所述步驟(2)調(diào)整機(jī)位前，測量者站上站臺，并穿著站臺上的套鞋，測量過程中保持平穩(wěn)站立。

優(yōu)選后，所述步驟(2)a中調(diào)整相機(jī)機(jī)位的具體過程為：首先借助固定螺母調(diào)節(jié)相機(jī)的高度，保持4臺相機(jī)處于同一高度位置，然后通過云臺調(diào)節(jié)相機(jī)鏡頭，調(diào)節(jié)至相機(jī)鏡頭與測量者腰圍線處于同一位置。

優(yōu)選后，所述步驟(3)a中取均值法作矯正處理的具體過程：將正面照片與背面照片中相同特征線處于的網(wǎng)格數(shù)進(jìn)行比較，在兩個網(wǎng)格數(shù)數(shù)據(jù)之間取平均值作為該特征線的位置。

優(yōu)選后，所述步驟(3)a中取均值法作矯正處理的具體過程：將左側(cè)照片與右側(cè)照片中相同位置特征點處于的網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取兩個網(wǎng)格數(shù)據(jù)均值作為該位置的特征點，進(jìn)而確定特征線的二維數(shù)據(jù)。

優(yōu)選后，所述步驟(4)a中提取測量者關(guān)鍵部位的特征點的具體過程為：運用harris角點檢測算法找到測量者關(guān)鍵部位的特征點，結(jié)合測量者尺寸線定義確定關(guān)鍵部位的位置，采用matlab語言提取特征點。

由于采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

本發(fā)明為非接觸式便捷獲取人體數(shù)據(jù)的測量方法，利用四臺高清相機(jī)從正面、背面、左側(cè)及右側(cè)四個不同方位拍攝測量者體型信息，將測量者信息反映在標(biāo)有100×100刻度標(biāo)尺線的網(wǎng)格板上，在計算機(jī)上對照片進(jìn)行分析，得到測量者的特征線，根據(jù)網(wǎng)格數(shù)據(jù)得出測量者不同部位的二維數(shù)據(jù)，從而利用相片測量法實現(xiàn)測量者測量二維到三維的轉(zhuǎn)化。其具體有益效果表現(xiàn)為以下幾點：

1、站臺與網(wǎng)格板之間的距離根據(jù)相機(jī)焦距而定，能夠確保拍下完整的測量者全身照，且照片清晰，方便分析相關(guān)部位的寬度、厚度及長度數(shù)據(jù)。

2、無線遙控器統(tǒng)一控制四臺相機(jī)拍攝，確保四臺相機(jī)同步進(jìn)行拍攝工作，不僅簡化了拍攝操作步驟，而且能夠獲取同一時間下的測量者照片，進(jìn)而提升測量數(shù)據(jù)的精度，使得測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，防止各方向照片拍攝時間不同而產(chǎn)生誤差。

3、由于測量者在站立時會或多或少的傾斜或歪斜，這樣就會造成照片測量失真，使獲得的測量者輪廓寬度和厚度較真實狀態(tài)有所差異；借助照片矯正步驟矯正出現(xiàn)測量誤差的照片，避免錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)研究，進(jìn)一步提升測量數(shù)據(jù)的精度，保證測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

4、測量過程中借助網(wǎng)格板上的網(wǎng)格數(shù)據(jù)得出不同部位的寬度、厚度，進(jìn)而利用深度學(xué)習(xí)算法轉(zhuǎn)化為圍度數(shù)據(jù)，無需人為尺寸測量，省時省力，且4面網(wǎng)格板設(shè)計巧妙，工作原理簡單，操作方便。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為拍攝示意圖；

圖2為第一網(wǎng)格板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為正向拍攝狀態(tài)下特征線示意圖；

圖4為側(cè)向拍攝狀態(tài)下特征線示意圖；

圖5為正向拍攝狀態(tài)下特征點示意圖；

圖6為側(cè)向拍攝狀態(tài)下特征點示意圖；

圖7為左側(cè)照片與右側(cè)照片的矯正示意圖。

其中16為頸圍線、17為肩圍線、18為胸圍線、19為腰圍線、20為臀圍線、21為大腿圍線、22為膝圍線、23為頸圍特征點、24為肩圍特征點、25為胸圍特征點、26為腰圍特征點、27為臀圍特征點、28為大腿圍特征點、29為膝圍特征點。

具體實施方式

如圖1至圖6所示，非接觸式便捷獲取人體數(shù)據(jù)的測量方法，包括如下步驟：

(1)安裝測量裝置：

首先安裝站臺9，將站臺9下端的吸盤11吸附到地板上；然后在站臺9的前端、后端、左側(cè)與右側(cè)安裝4臺基礎(chǔ)支架12，基礎(chǔ)支架12的高度與站臺9的高度相同；每臺基礎(chǔ)支架12上安裝一塊網(wǎng)格板，分別為站臺9前端安裝第一網(wǎng)格板1、站臺9的后端安裝第二網(wǎng)格板2、站臺9的左側(cè)安裝第三網(wǎng)格板3、站臺9的右側(cè)安裝第四網(wǎng)格板4，調(diào)整各塊網(wǎng)格板與站臺9之間的距離。站臺9與網(wǎng)格板之間的距離根據(jù)相機(jī)5焦距而定，能夠確保拍下完整的測量者全身照，且照片清晰，方便分析相關(guān)部位的寬度、厚度及長度數(shù)據(jù)。4塊網(wǎng)格板均帶有100*100刻度標(biāo)尺線，每個網(wǎng)格的規(guī)格為2*2cm；

安裝過程中，只需將網(wǎng)格板下方的插銷13插入基礎(chǔ)支架12內(nèi)的插槽(圖中未標(biāo)出)即可，十分方便。

每塊網(wǎng)格板上均裝配有滑軌15、云臺6、固定螺母7及相機(jī)5；云臺6安裝在滑軌15上，通過固定螺母7固定，相機(jī)5安裝在云臺6上。借助固定螺母7及滑軌15可調(diào)整相機(jī)5的高度，借助云臺6可調(diào)整相機(jī)5鏡頭。

4臺相機(jī)5配有同一無線遙控器8，并將該無線遙控器8連接至電腦的usb接口。無線遙控器8統(tǒng)一控制四臺相機(jī)5拍攝，確保四臺相機(jī)5同步進(jìn)行拍攝工作，不僅簡化了拍攝操作步驟，而且能夠獲取同一時間下的測量者照片，進(jìn)而提升測量數(shù)據(jù)的精度，使得測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，防止各方向照片拍攝時間不同而產(chǎn)生誤差。拍攝獲得的照片通過usb接口直接傳輸至電腦，方便快捷。

(2)測量者照片獲?。?/p>

a、測量者站上站臺9，并穿著站臺9上的套鞋10，測量過程中保持平穩(wěn)站立；

b、根據(jù)測量要求，調(diào)整相機(jī)5：首先借助固定螺母7調(diào)節(jié)相機(jī)5的高度，保持4臺相機(jī)5處于同一高度位置，然后通過云臺6調(diào)節(jié)相機(jī)5鏡頭，調(diào)節(jié)至相機(jī)5鏡頭與測量者腰圍線處于同一位置。

c、借助無線遙控器8控制4塊網(wǎng)格板上的相機(jī)5同時拍照，獲得測量者正面、背面、左側(cè)及右側(cè)照片，且將正面、背面、左側(cè)及右側(cè)照片傳輸至電腦端。

(3)照片矯正：

由于測量者在站立時會或多或少的傾斜或歪斜，這樣就會造成照片測量失真，使獲得的測量者輪廓寬度和厚度較真實狀態(tài)有所差異，故采用下述方法進(jìn)行矯正(如圖7所示)：

a、取正面與背面照片進(jìn)行比較，比較同一部位的輪廓網(wǎng)格值，當(dāng)兩者的輪廓網(wǎng)格值相差小于一個網(wǎng)格時，則進(jìn)入步驟(4)；當(dāng)兩者的輪廓網(wǎng)格值相差大于一個網(wǎng)格時，使用取均值法作矯正處理：

將正面照片與背面照片中相同特征線處于的網(wǎng)格數(shù)進(jìn)行比較，在兩個網(wǎng)格數(shù)數(shù)據(jù)之間取平均值作為該特征線的位置。

b、取左側(cè)與右側(cè)照片進(jìn)行比較，比較同一部位的輪廓網(wǎng)格值，當(dāng)兩者的輪廓網(wǎng)格值相差小于一個網(wǎng)格時，則進(jìn)入步驟(4)；當(dāng)兩者的輪廓網(wǎng)格值相差大于一個網(wǎng)格時，使用取均值法作矯正處理：

將左側(cè)照片與右側(cè)照片中相同位置特征點處于的網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取兩個網(wǎng)格數(shù)據(jù)均值作為該位置的特征點，進(jìn)而確定特征線的二維數(shù)據(jù)。

(4)二維照片測量

a、比值k的確定：由于是攝像機(jī)拍照，照片里的物體都是同比率縮小，所以需要根據(jù)照片中網(wǎng)格板反映出的測量者高度h及實際測量者高度h，計算縮小率k，k＝h/h；以該k值作為照片測量中特征部位寬度、厚度與實際測量者的比值，進(jìn)而通過照片中特征線所在網(wǎng)格的數(shù)據(jù)反映出測量者的二維長度、寬度(實際長度＝照片中長度×k)。

b、特征部位的確定：根據(jù)國標(biāo)中對于胸圍、腰圍，臀圍等圍度的定義確定相應(yīng)特征部位；運用harris角點檢測算法找到測量者關(guān)鍵部位的特征點，結(jié)合測量者尺寸線定義確定關(guān)鍵部位(頸圍、胸圍、腰圍、臀圍、大腿圍以及膝圍)的位置，采用matlab語言提取特征點。連接相應(yīng)的特征點后獲取特征線，然后根據(jù)k值及特征線確定測量者相應(yīng)部位的高度、寬度及厚度信息。

以上僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本發(fā)明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問題，實現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。