CN106441160A - 基于人体扫描仪的标定方法及人体扫描系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人体测量技术领域，公开一种基于人体扫描仪的标定方法及人体扫描系统。本发明，基于人体扫描仪的标定方法，应用于人体扫描系统，人体扫描系统包括：标定件和人体扫描仪，人体扫描仪包括：扫描仪本体和站台部，扫描仪本体有若干摄像头，标定件有预设图案，预设图案朝向摄像头设置；标定方法包括：将标定件设置在站台部上方，与扫描仪本体平行，摄像头拍摄标定件，获得测试图像；比较测试图像和预存的标定图像，根据图像信息比较结果输出信息；信息用于指示摄像头是否被标定成功；其中，预存的标定图像为预设图案的电子图案。本发明中，公开一种人体扫描系统。本发明实施方式实现自动获取标定是否成功的信息，提升标定过程的自动化程度。

Description

基于人体扫描仪的标定方法及人体扫描系统

技术领域

本发明涉及人体测量技术领域，特别涉及一种基于人体扫描仪的标定方法及人体扫描系统。

背景技术

三维人体扫描仪是一种新型科学仪器，可以用来侦测和分析人类个体的形状与外观数据。设备可以从多个不同角度，只需3秒就能获取人体的三维深度数据和彩色纹理数据，并能实现三维深度数据的自动拼接，获得完整的三维人体数据。尤其是最近几年，三维打印、三维照相火遍全世界，国内各大城市都陆续出现三维照相馆，三维人体扫描不仅可以用于三维照相，还可以用于服装定制、虚拟试衣、整形医疗、真人游戏角色创建等。

在实际应用中，通过摄像头获取目标的信息过程中，为了保证对目标物体拍摄准确，摄像头与目标物体需要相隔一定的距离，所以对于人体扫描仪来说，设备安装时需要确定被摄人体所站立的站立部至扫描仪本体的距离。然而，本发明人发现，由于该距离是人工标定的，测量过程繁琐，且可能出现较大的测量误差，从而极大影响最终拍摄结果的精准性。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种基于人体扫描仪的标定方法及人体扫描系统，实现自动获取标定是否成功的信息，提升标定过程的自动化程度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于人体扫描仪的标定方法，应用于人体扫描系统，人体扫描系统包括：标定件和人体扫描仪，人体扫描仪包括：扫描仪本体和站台部，扫描仪本体具有若干个摄像头，标定件上具有预设图案，预设图案朝向摄像头设置；

标定方法包括：

将标定件设置在站台部上方，与扫描仪本体平行；

摄像头拍摄标定件，获得测试图像；

比较测试图像和预存的标定图像，根据图像信息的比较结果输出信息；其中，信息用于指示摄像头是否被标定成功；

其中，预存的标定图像为预设图案的电子图案。

本发明的实施方式还提供了一种人体扫描系统，包括：标定件和人体扫描仪，人体扫描仪包括：扫描仪本体和站台部；扫描仪本体具有若干个摄像头，标定件上具有预设图案，预设图案朝向摄像头设置；

标定件，用于在标定时，设置在站台部上方，与扫描仪本体平行。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过比较测试图像和预存的标定图像，自动判断摄像头是否被标定成功，而且利用输出不同的信息指示标定是否成功，用户只需根据输出信息，即可获知标定结果，提升整个标定过程的自动化程度，且提高标定结果的准确度。

另外，比较测试图像和预存的标定图像，根据比较结果输出信息中，比较测试图像和预存的标定图像的相似度，在相似度大于预设值时，输出的信息为标定成功信息；标定方法还包括：在信息不是标定成功信息时，调整摄像头和/或站台部，直至所输出的信息为标定成功信息，从而实现设备的自动化调整，减少人工操作，节省人力，且进一步提高标定结果的准确度。

另外，在调整摄像头和/或站台部，直至所输出的信息为标定成功信息中，具体包括：如果调整的是摄像头，则改变摄像头的焦距；或者，如果调整的是站台部，则平移站台部的位置，可以更加灵活的通过调整不同设备，实现成功标定的目的，且调整方式多样化。

另外，人体扫描仪包括：驱动装置，驱动装置和站台部连接；平移站台部的位置中，驱动装置平移站台部的位置。本实施方式中，使用驱动装置，实现移动站台部位置的功能，装置简单易实现。

另外，如果信息不是标定成功信息，则信息包括调整方向；比较测试图像和预存的标定图像，根据比较结果输出信息中，还包括：利用预存的标定图像在测试图像中的位置，确定调整方向；平移站台部的位置中，根据调整方向平移站台部的位置。本实施方式根据调整方向，有针对性的进行站台部位置调整，可以快速调整站台部到最佳位置，调整效率高。

另外，预设图案为固定间距的图案阵列，可以更加精准的比较测试图像和预存的标定图像的差异，使得输出结果更加精准。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的一种人体扫描系统的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的一种人体扫描仪标定件的预设图案的示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的一种基于人体扫描仪标定方法的流程图；

图4是根据本发明第二实施方式的一种基于人体扫描仪标定方法的流程图；

图5是根据本发明第三实施方式的一种人体扫描系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种基于人体扫描仪的标定方法。应用于人体扫描系统，人体扫描系统，如图1所示，包括：标定件和人体扫描仪。其中，人体扫描仪，包括：扫描仪本体11和站台部12，扫描仪本体11具有4个摄像头111至114，标定件上具有预设图案，预设图案朝向摄像头设置。

本实施方式标定方法的流程图，如图3所示，包括：

步骤301：将标定件设置在站台部上方，与扫描仪本体平行。

具体的说，扫描仪本体11具有4个摄像头111至114，标定件与扫描仪本体11上的摄像头平行设置，如果标定件在开始放置的位置，没有朝向摄像头平行设置，还可以通过电机调整站台部的位置，例如，进行原地的水平旋转操作，调整标定件的朝向，从而保证标定件朝向扫描仪本体上的摄像头平行设置，即标定件与扫描仪本体11平行。

更具体的说，标定件上具有预设图案，预设图案朝向摄像头设置，即调整标定部上具有预设图案11的一面的朝向，使其始终朝向摄像头平行设置。

此外，将标定部上带有预设图案的面朝向摄像头设置，本实施方式中，预设图案可以朝向其中一个摄像头设置，从而对各个摄像头进行标定，更具体的说，预设图案可以朝向距离地面较近的摄像头设置，例如，预设图像可以朝向摄像头113或114设置，且在标定不同的摄像头时，标定件竖直高度的位置不一致。

进一步的说，标定件，具体包括：标定板131和支架132，标定板131设置在支架132上，标定板131和站台部12位于同一竖直平面上，预设图案在标定板131上。具体的说，标定板131固定在支架132上，预设图案在标定板131的其中一面上，且预设图案朝向位于扫描仪本体上的摄像头设置。在本实施例中的支架132，可以为伸缩支架，可调支架等，其可以进行竖直方向的上下移动，从而可以使得位于标定板131其中一面上的预设图案，朝向不同位置的扫描仪本体11上的摄像头。并且，标定板131和站台部12位于同一竖直平面上，站台部12与摄像头的距离，可以由摄像头与位于站台部12上的标定板131进行测量。

需要说明的是，在实际应用中，扫描仪本体上11上的摄像头个数，可以为1个、2个等，也可以为若干个，在此不做具体限制。

另外，人体扫描仪11包括：驱动装置14，驱动装置14和站台部12连接；平移站台部12的位置中，驱动装置14平移站台部12的位置。

具体的说，驱动装置14可以为电机，站台部12底部，可以安装滑轮装置，电机可以控制滑轮装置整体的滑动方向，从而控制站台部12的位置。

步骤302：摄像头获取测试图像。

具体的说，摄像头面对标定件上的预设图案的一面，进行拍摄，获取到拍摄的图像，作为测试图像。本实施方式中的预设图案为固定间距的图案阵列，例如，可以为间距固定的黑色方格阵列，如图2所示，预设图案21中，包含黑色方格211(用带有阴影线(竖线)的方格，代表黑色方格)和与黑色方格211大小一致的白色方格212，且黑色方格211和白色方格212交替放置，也就是说，黑色方格之间的距离是固定的。值得一提的是，预设图案还可以为间距固定的其他形状阵列，在此不再一一列举。

步骤303：比较测试图像和预存的标定图像相似度是否大于预设值。如果测试图像和预存的标定图像相似度大于预设值(如98％)，则进入步骤304中，否则，进入步骤305中。

具体的说，可以利用图像分析的方法比较两幅图像的相似度。其中，相似度可以为图形相似度，预设的标定图像和测试图像可以是1:1的图像，所以通过图形相似度较易体现两者的区别，通过图形相似度计算得到的值大于预设值时，可以认为两幅图像几乎相同，进入步骤304中。预设值可以为用户预设的一个数值，用户可以根据需要，自行设置预设值的大小。

步骤304：输出标定成功信息。

具体的说，输出摄像头被标定成功的信息。根据步骤303中的比较结果，输出信息，在测试图像和预存的标定图像相似度大于预设值时，输出标定成功信息。

步骤305：输出标定失败信息。

具体的说，输出摄像头被标定失败的信息。根据步骤303中的比较结果，输出信息，在测试图像和预存的标定图像相似度小于预设值时，输出标定失败信息。

步骤306：调整站台部。

具体的说，调整站台部之后再次进入步骤302进行图像获取、检测，直至输出摄像头标定成功的信息为止，否则，再次调整站台部。

其中，调整站台部时，平移站台部位置，站台部可以在水平面任意移动。根据获取到的测试图像与预存的标定图像的比较，利用预存的标定图像在测试图像中的位置，确定调整方向。如果测试图像与预存的标定图像的显示深度不一致，即，测试图像显示的尺寸大小与预存的标定图像显示的尺寸大小不一致，如果测试图像显示的尺寸大于预存的标定图像显示的尺寸，则可以控制站台部整体按照远离摄像头方向移动，其中，可以沿着站台部的中轴线方向，远离摄像头方向移动；如果测试图像显示的尺寸小于预存的标定图像显示的尺寸，则可以控制站台部整体朝向摄像头方向移动，在移动一段固定的距离后停止，例如，可以移动10厘米、15厘米等。

此外，如果测试图像与预存的标定图像的显示位置存在偏差，通过分析测试图像与预存的标定图像的位置关系，可以获取站台部的移动方向和距离。具体的说，可以在水平位置进行前后左右各方向的调整，以从扫描仪本体的位置正对站台部来看，分析测试图像与预存的标定图像的位置关系，在分析水平方向上，两者的位置关系时，首先求取测试图像与预存的标定图像的图像中心点，得到测试图像的中心点指向预存的标定图像中心点的水平矢量，如果两个中心没有重合，则根据得到的水平矢量信息，左右调整站台部相对于摄像头的位置；在分析前后位置时，对测试图像和预存的标定图像本身进行比较，如果距离过近，测试图像中的内容应为标定图像的一部分，且是中间部分，周围存在缺失，而距离过远，测试图像包含整个标定图像，同时周围还存在留白。如果判定距离过近，则调整站台部远离扫描仪本体，如果判定距离过远，则调整站台部靠近扫描仪本体。通过在水平位置进行前后左右各方向的调整，消除测试图像与预存的标定图像的显示位置上存在的偏差，也就能标定扫描仪本体和站台部的位置关系。

需要说明的是，在实际应用中，除了像本实施方式中，通过图像的对比确定调整的方向，还可以进一步利用图像的位置确定调整的具体距离，如左移5cm等，关于确定调整具体距离的方法，可以利用图像和实际距离的比值确认。

值得一提的是，在站台部进行相应的调整、移动的过程中，驱动装置可以为站台部的移动，提供动力，并且根据获取的矢量信息，进行相应的移动。

需要说明的是，通过本实施方式中的标定方法，从而完成对扫描仪本体上一个摄像头的标定工作，多次执行本实施方式中的标定方法，可以标定。

本发明实施方式相对于现有技术而言，主要区别及效果在于：通过比较测试图像和预存的标定图像，自动判断摄像头是否被标定成功，而且利用输出不同的信息指示标定是否成功，用户只需根据输出信息，即可获知标定结果，提升整个标定过程的自动化程度，且提高标定结果的准确度。

本发明的第二实施方式涉及一种基于人体扫描仪的标定方法。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：第一实施方式中，在未标定成功时，是利用调整站台部实现最终成功标定的，而在本发明第二实施方式中，是利用对摄像头进行调整，从而实现成功标定的。

本实施方式的流程图，如图4所示，其中，步骤401至步骤405与步骤301与步骤305完全一致，在此不再一一赘述。

步骤406：调整摄像头。

具体的说，调整摄像头的焦距，当次调整完成后，再次进行图像获取、检测，直至输出摄像头标定成功的信息为止，否则，再次调整摄像头。

其中，根据获取到的测试图像与预存的标定图像比较，如果测试图像与预存的标定图像的显示位置存在偏差，通过分析测试图像与预存的标定图像的位置关系，可以获取摄像头调整调焦的远近距离。在判定距离过近时，调整摄像头的焦距变小，使得可以清楚地拍摄到更近距离的被摄物；在判定距离过远时，调整摄像头的焦距变大，使得可以清楚地拍摄到更远距离的被摄物。

本发明实施方式相对于现有技术而言，主要区别及效果在于：在本实施方式中，对摄像头进行调整，从而实现摄像头的标定，使得调节的方式更加多样化。

在实际应用中，可以同时调整站台部和摄像头，例如，在测试图像与预存的标定图像的显示位置存在较小偏差时，可以对摄像头进行调整；在测试图像与预存的标定图像的显示位置存在较小偏差时，可以对站台部进行调整。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第三实施方式涉及一种人体扫描系统，如图5所示，包含：标定件13和人体扫描仪，人体扫描仪包括：扫描仪本体11和站台部12；扫描仪本体11具有4个摄像头111至114，标定件13上具有预设图案，预设图案朝向摄像头设置。

此外，标定件13，用于在标定时，设置在站台部12上方，与扫描仪本体11平行。

具体的说，标定件13可以位于站台部12的中心点位置上，标定件13上，具有预设图案的一面，朝向其中一个摄像头。标定件13可以在竖直方向上下移动，从而使得标定件13上，具有预设图案的一面，朝向不同位置的摄像头，实现对不同位置摄像头的标定。其中，可以通过连接于标定件13的可伸缩支架，进行标定件13在竖直位置的上下移动。

此外，人体扫描仪还包括：驱动装置14，驱动装置14和站台部12连接。驱动装置14，用于控制站台部12的水平移动，从而调整站台部12的位置。在测试图像和预存的标定图像相似度小于预设值时，驱动装置14可以控制站台部12水平的移动，从而使得摄像头可以准确拍摄到标定件13上的预设图像。

进一步的说，驱动装置14包括：电机141和丝杆142；电机141和丝杆142连接。电机141用于给站台部12的移动提供动力，丝杆142连接电机141和站台部12，通过从电机141获取的动力，通过丝杆142带动站台部12移动，从而实现对站台部12的调整。

需要说明的是，在实际应用中，扫描仪本体上11上的摄像头个数，可以为1个、2个等，也可以为若干个，在此不做具体限制。

本发明实施方式相对于现有技术而言，主要区别及效果在于：通过比较测试图像和预存的标定图像，自动判断摄像头是否被标定成功，而且利用输出不同的信息指示标定是否成功，用户只需根据输出信息，即可获知标定结果，提升整个标定过程的自动化程度，且提高标定结果的准确度。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于人体扫描仪的标定方法，其特征在于，应用于人体扫描系统，所述人体扫描系统包括：标定件和人体扫描仪，所述人体扫描仪包括：扫描仪本体和站台部，所述扫描仪本体具有若干个摄像头，所述标定件上具有预设图案，所述预设图案朝向所述摄像头设置；

所述标定方法包括：

将所述标定件设置在站台部上方，与所述扫描仪本体平行；

所述摄像头拍摄所述标定件，获得测试图像；

比较所述测试图像和预存的标定图像，根据图像信息的比较结果输出信息；其中，所述信息用于指示所述摄像头是否被标定成功；

其中，所述预存的标定图像为所述预设图案的电子图案。

2.根据权利要求1所述的基于人体扫描仪的标定方法，其特征在于，所述比较测试图像和预存的标定图像，根据比较结果输出信息中，比较所述测试图像和所述预存的标定图像的相似度，在所述相似度大于预设值时，输出的信息为标定成功信息；

所述标定方法还包括：

在所述信息不是标定成功信息时，调整所述摄像头和/或所述站台部，直至所输出的信息为标定成功信息。

3.根据权利要求2所述的基于人体扫描仪的标定方法，其特征在于，在所述调整摄像头和/或所述站台部，直至所输出的信息为标定成功信息中，具体包括：

如果调整的是所述摄像头，则改变所述摄像头的焦距；或者，

如果调整的是所述站台部，则平移所述站台部的位置。

4.根据权利要求3所述的基于人体扫描仪的标定方法，其特征在于，所述人体扫描仪包括：驱动装置，所述驱动装置和所述站台部连接；

所述平移所述站台部的位置中，所述驱动装置平移所述站台部的位置。

5.根据权利要求3所述的基于人体扫描仪的标定方法，其特征在于，如果所述信息不是标定成功信息，则所述信息包括调整方向；

所述比较测试图像和预存的标定图像，根据比较结果输出信息中，还包括：利用所述预存的标定图像在所述测试图像中的位置，确定所述调整方向；

所述平移站台部的位置中，根据所述调整方向平移所述站台部的位置。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的基于人体扫描仪的标定方法，其特征在于，所述预设图案为固定间距的图案阵列。

7.根据权利要求1所述的基于人体扫描仪的标定方法，其特征在于，所述标定件，具体包括：标定板和支架，所述支架与所述站台部固定，所述标定板设置在所述支架上，所述标定板和所述站台部位于同一竖直平面上。

8.一种人体扫描系统，其特征在于，包括：标定件和人体扫描仪，所述人体扫描仪包括：扫描仪本体和站台部；所述扫描仪本体具有若干个摄像头，所述标定件上具有预设图案，所述预设图案朝向所述摄像头设置；

所述标定件，用于在标定时，设置在站台部上方，与所述扫描仪本体平行。

9.根据权利要求8所述的人体扫描仪，其特征在于，所述人体扫描仪还包括：驱动装置，所述驱动装置和所述站台部连接。

10.根据权利要求9所述的人体扫描仪，其特征在于，所述驱动装置包括：电机和丝杆；所述电机和所述丝杆连接。