CN102511954A - 一种单柱式非接触三维人体自动测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：它包括一底座、一立柱、一“U”形测量臂、四个测量摄像头、一测量台和监控系统；立柱固定设置在底座上，立柱上间隔设置有两个线性滑轨，两个线性滑轨之间设置有滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的丝杠底端通过同步带连接伺服电机的输出端；滚珠丝杠副的螺母与一滑块固定，滑块呈燕尾形，与立柱上的两个线性滑轨相配合、滑动连接；“U”形测量臂包括两个“L”形侧梁，两侧梁对称连接在滑块的两侧；四个测量摄像头分别设置在两侧梁的端部和转角处；测量台设置在底座前方、“U”形测量臂的两侧梁中间；监控系统连接伺服电机和四个测量摄像头。本发明同步性好，定位准确，测量效率高，可广泛用于三维人体尺寸非接触测量过程中。

Description

一种单柱式非接触三维人体自动测量仪

技术领域

本发明涉及一种人体尺寸测量仪，特别是关于一种单柱式非接触三维人体尺寸自动测量仪。

背景技术

三维人体尺寸自动测量是现代图像测量技术的一个分支，是以现代光学为基础，融光电子学、计算机图形学、信息处理、机械技术、电子技术、计算机视觉、软件应用技术和传感技术等科学技术于一体的测量技术。它在测量人体时把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用，其目的是从人体图像中提取有用的信息，包括服装设计所需的人体特征数据。目前，常用的人体尺寸测量方式是非接触式人体尺寸自动测量。现有技术中用于三维人体尺寸自动测量的装置主要有德国Human Solutions公司的VITUS三维人体扫描系统，美国TC2公司PMP系统和加拿大Boss-21自动测体系统。它们在使用过程中存在以下问题：采用双柱、三柱、四柱或其他形式的测量扫描系统，有的是安装调试时间长，有的是测量精度低。而改装后用于装载三维人体尺寸自动测量装置的车辆较高，对行驶道路要求高，抗颠簸能力差，不适合固定在车上作为车载设备巡回移动使用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种适合车载使用，满足车辆改装要求，测量精度高，操作维修方便的单柱式非接触三维人体自动测量仪。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：它包括一底座、一立柱、一“U”形测量臂、四个测量摄像头、一测量台和监控系统；所述立柱固定设置在所述底座上，所述立柱上间隔设置有两个线性滑轨，所述两个线性滑轨之间设置有滚珠丝杠副，所述滚珠丝杠副的丝杠底端通过同步带连接伺服电机的输出端；所述滚珠丝杠副的螺母与一滑块固定，所述滑块呈燕尾形，与所述立柱上的所述两个线性滑轨相配合、滑动连接；所述“U”形测量臂包括两个呈“L”形的侧梁，两所述侧梁对称连接在所述滑块的两侧；所述四个测量摄像头分别设置在两所述侧梁的端部和转角处；所述测量台设置在所述底座前方、所述“U”形测量臂的两所述侧梁中间；所述监控系统连接所述伺服电机和四个测量摄像头。

所述立柱的顶部和底部均设置有行程开关，所述行程开关连接所述监控系统。

所述伺服电机设置在所述底座上，所述伺服电机上设置有减速器。

每个所述测量摄像头均包括一个线激光器和两个摄像机。

所述测量摄像头与所述“U”形测量臂之间采用锥销定位，所述“U”形测量臂上欲设置所述测量摄像头的位置预埋有带有螺纹的锥套，紧固螺钉穿过所述测量摄像头的安装板与所述“U”形测量臂上相应的带有螺纹的锥套拧紧。

所述测量台底部设置有调平螺杆，所述测量台的台面上内嵌有电子称重仪，所述电子称重仪连接所述监控系统。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在底座上设置一根立柱，立柱通过传动机构连接一“U”形测量臂，“U”形测量臂上设置有测量摄像头，“U”形测量臂随传动机构沿立柱上下滑动，进而带动测量摄像头对人体进行上下扫描，本发明结构简洁紧凑，减少了零部件数量，抗颠簸性好，降低了故障发生概率，满足车辆改装要求，适合车载使用。2、本发明采用单柱式结构，相对于双柱、三柱或其他多柱式测量结构，只需要一套运动控制单元控制立柱的升降，不需要另外设置装置解决同步问题，同步性好，降低了运动控制的复杂性，减少了同步运动控制的误差，提高了系统的可靠性。3、本发明的测量摄像头和“U”形测量臂之间采用锥销定位，首先经过精确计算测量，在“U”形测量臂上找到安装各个测量摄像头的准确位置，在“U”形测量臂的相应安装位置预埋带有螺纹的锥套，安装测量摄像头时，将紧固螺钉穿过测量摄像头的安装板与“U”形测量臂上预埋的带有螺纹的锥套拧紧，因此，能够方便、快速、精确地在“U”形测量臂上安装、拆卸测量摄像头，保证重复定位精度，提高了系统的稳定性和定位的准确性、快速性。4、本发明的四个测量摄像头通过“U”形测量臂刚性连接成一个整体，保证了运动的一致性，提高了测量精度。5、本发明的“U”形测量臂采用两个“L”形侧梁的组合式结构，安装维护方便。6、本发明采用伺服电机进行驱动而不是采用步进电机，提供了运动控制精度。本发明同步性好，定位准确，测量精度高，可广泛用于三维人体尺寸非接触测量过程中。

附图说明

图1是本发明主视示意图

图2是本发明左视示意图

图3是本发明俯视示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～3所示，本发明包括一底座1、一立柱2、一“U”形测量臂3、四个测量摄像头4、一测量台5和监控系统(图中未示出)。

如图1、图2所示，本发明的立柱2固定设置在底座1上，立柱2上间隔设置有两个线性滑轨21，两个线性滑轨21之间设置有滚珠丝杠副22，滚珠丝杠副22的丝杠与线性滑轨21平行，滚珠丝杠副22的丝杠通过设置在底座1和立柱2顶部的轴承支撑，滚珠丝杠副22的丝杠底端通过同步带23连接伺服电机24的输出端。伺服电机24设置在底座1上，伺服电机24上设置有减速器。滚珠丝杠副22的螺母与一滑块25固定连接，滑块25呈燕尾形，与立柱1上的两个线性滑轨21相配合、滑动连接。在立柱2的顶部和底部均设置有行程开关。

如图3所示，本发明的“U”形测量臂3包括两个“L”形侧梁31，两侧梁31对称连接在滑块25的左右两侧，形成“U”形；“U”形测量臂3通过滑块25带动沿立柱2上下滑动。

本发明的四个测量摄像头4分别设置在两侧梁31的端部和转角处，每个测量摄像头4均包括一个线激光器和两个摄像机。测量摄像头4和“U”形测量臂3之间采用锥销定位，首先经过精确计算测量，在“U”形测量臂3上找到安装各个测量摄像头4的准确位置，在“U”形测量臂3的相应安装位置预埋带有螺纹的锥套，安装测量摄像头4时，将紧固螺钉穿过测量摄像头4的安装板与“U”形测量臂3上预埋的带有螺纹的锥套拧紧，完成测量摄像头的精确安装和定位。

本发明的测量台5设置在底座1前方、“U”形测量臂3的两侧梁32中间，测量台5底部设置有调平螺杆，测量台5与其它设备无连接，可防止在测量过程中，因测量人员的上下造成其它设备的晃动。测量台5的台面上内嵌有电子称重仪。电子称重仪台面上设计有一对脚印，以提醒被测者站立位置。

本发明的监控系统连接底座1上的伺服电机24、四个测量摄像头4、立柱2上的行程开关和测量台5台面上内嵌的电子称重仪。

本发明的测量过程为：

首先对本发明装置进行调试、校准；然后被测者站立于测量台5上，通过监控系统启动伺服电机24，伺服电机24通过减速器减速后将动力传递给滚珠丝杠副22，滑块25在滚珠丝杠副22的带动下，沿两个线性滑轨21由下至上匀速运动，进而带动“U”形测量臂3沿立柱2由下至上匀速升起，同时四个测量摄像头4随“U”形测量臂3同步运动，对人体从下至上进行扫描。由于每个测量摄像头4均包括一个线激光器和两个摄像机，因此，四个线激光器在人体表面形成一个环状光条，环状光条自下向上移动，同时八个摄像机连续拍摄环状光条图像，实现人体外形轮廓的自动扫描。扫描完成后，八个摄像机将各自得到的环状光条的部分图像整合，得到整个环状光条的图像输入到监控系统中的计算机内，由计算机内预置的软件将图像进行重建得到三维人体模型，并且对点云数据进行分析处理，得到人体特征数据。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：它包括一底座、一立柱、一“U”形测量臂、四个测量摄像头、一测量台和监控系统；

所述立柱固定设置在所述底座上，所述立柱上间隔设置有两个线性滑轨，所述两个线性滑轨之间设置有滚珠丝杠副，所述滚珠丝杠副的丝杠底端通过同步带连接伺服电机的输出端；所述滚珠丝杠副的螺母与一滑块固定，所述滑块呈燕尾形，与所述立柱上的所述两个线性滑轨相配合、滑动连接；

所述“U”形测量臂包括两个呈“L”形的侧梁，两所述侧梁对称连接在所述滑块的两侧；

所述四个测量摄像头分别设置在两所述侧梁的端部和转角处；

所述测量台设置在所述底座前方、所述“U”形测量臂的两所述侧梁中间；

所述监控系统连接所述伺服电机和四个测量摄像头。

2.如权利要求1所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：所述立柱的顶部和底部均设置有行程开关，所述行程开关连接所述监控系统。

3.如权利要求1所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：所述伺服电机设置在所述底座上，所述伺服电机上设置有减速器。

4.如权利要求2所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：所述伺服电机设置在所述底座上，所述伺服电机上设置有减速器。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：每个所述测量摄像头均包括一个线激光器和两个摄像机。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：所述测量摄像头与所述“U”形测量臂之间采用锥销定位，所述“U”形测量臂上欲设置所述测量摄像头的位置预埋有带有螺纹的锥套，紧固螺钉穿过所述测量摄像头的安装板与所述“U”形测量臂上相应的带有螺纹的锥套拧紧。

7.如权利要求5所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：所述测量摄像头与所述“U”形测量臂之间采用锥销定位，所述“U”形测量臂上欲设置所述测量摄像头的位置预埋有带有螺纹的锥套，紧固螺钉穿过所述测量摄像头的安装板与所述“U”形测量臂上相应的带有螺纹的锥套拧紧。

8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：所述测量台底部设置有调平螺杆，所述测量台的台面上内嵌有电子称重仪，所述电子称重仪连接所述监控系统。

9.如权利要求5所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：所述测量台底部设置有调平螺杆，所述测量台的台面上内嵌有电子称重仪，所述电子称重仪连接所述监控系统。

10.如权利要求6所述的一种单柱式非接触三维人体自动测量仪，其特征在于：所述测量台底部设置有调平螺杆，所述测量台的台面上内嵌有电子称重仪，所述电子称重仪连接所述监控系统。

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