CN106767593A - 一种基于3d人体测量的头部测量装置和测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于3D人体测量的头部测量装置和测量方法，测量装置包括铅锤、三维测量臂、计算机、测量臂测量系统：所述铅锤用于校正坐姿；所述三维测量臂用于实现对空间测点的测量；测量臂测量系统实现三维测量臂与计算机的通信控制和数据采集管理。测量方法包括用铅锤校正人体的坐姿，被测者的臀部、后背同时靠在同一铅锤面上；使用三维测量臂确定头部特征点的位置，通过测量臂端部的圆头接触描述头部特征的特征点，通过测量臂测试系统将头部特征点的位置传输到电脑上，生成所有特诊点的三维坐标；以右耳屏点为基准点，将所有测量获得的特征点向量化；在不同产品中根据项目的需要来任意选定向量的数目。
Description
技术领域
本发明涉及基于3D人体测量装置和测量方法，尤其涉及人体的头部测量装置和测量方法。
背景技术
头部保护产品的3D数字化设计与柔韧制造技术都需要用户的3D生理参数，IS020685：2010推荐了从头部扫描仪扫描的数据中提取的6个测量值，国内所有与人体相关的产品的标准都是基于依赖传统方法获得的一维生理参数数据库。GJB 4856-2003规定了对人体的生理参数进行测量的方法：该方法要求人体采用坐姿或立姿的形式，同时应用直角规、三角平行规、圆杆直角规以及弯角规等工具对人体的生理参数进行了测量，该方法测量的生理参数均以长度形式保存下来，应用GJB4856所述测量方法获得数据能够基本满足人体常用设备的制作，然而应用二维测量时，测量时间长，无论是主试或被测者均需要花费大量的时间，心理不舒服度增加，测量数据的误差也会增大，二维的人体数据不包含测点的空间三维信息；另外，GJB4856-2003测量时，测量数据均由主试读取，数据的准确度难以保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于3D人体测量的头部测量装置和测量方法，为了克服现有标准中测量方法测量时间长、测量数据不包含人体的三维信息、每个测量数据均需要进行自行读取数据等不足。
为解决上述问题，本发明提供一种基于3D人体测量的头部测量装置和测量方法：本发明采用点测，使得测量过程简便、省时、省力，而且位置定位准确、精度高。同时由于测量成本小，可以实现更大范围的人体生理参数测量。
本发明的发明目的是通过以下的技术方案实现的。
一种基于3D人体测量的头部测量装置，包括铅锤、三维测量臂、计算机、测量臂测量系统：所述铅锤用于校正坐姿；所述三维测量臂包含基座、通过关节相连接的多节测量臂及末端的探针探头，通过多个关节的组合转动，实现探头向空间各个方向的弯折，从而实现对空间测点的测量；测量臂测量系统实现三维测量臂与计算机的通信控制和数据采集管理。
一种基于3D人体测量的头部测量方法，包括以下步骤：
第一步，用铅锤校正人体的坐姿，被测者保持正确的坐姿，被测者的臀部、后背同时靠在同一铅锤面上，由于测量人体头部生理参数选择的是坐姿测量，要求被测者挺胸坐在平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝大致弯曲成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。为确保坐姿正确，被测者的臀部、后背同时靠在同一铅锤面上；
第二步，使用三维测量臂确定头部特征点的位置，通过测量臂端部的圆头接触描述头部特征的特征点，通过测量臂测试系统将头部特征点的位置传输到电脑上，生成所有特诊点的三维坐标；
第三步，以右耳屏点为基准点，将所有测量获得的特征点向量化；
其中，为第i个向量；x1、y1、z1分别为测量臂测量的右耳屏点的x轴、y轴、z轴坐标；xi、yi、zi分别为第i个向量对应的测点的x轴、y轴、z轴坐标。
所有向量可以表示为：
第四步，在不同产品中根据项目的需要来任意选定向量的数目。
采用本方法可以实现人体头部的3D测量，使人体头部测量的准确性大大提升；同时，由于在测量过程中只需要准确确定不同点位的位置而不需要进行现场实时读数，测量所需的时间将大幅度减少。另外，在测量后可以通过两种方法进行头部生理参数的读取，可以实现GJB 4856-2003中所有生理参数的读取。本发明所述的测量方法所用时间较少，可以实现所有人体的单独测量，为实现装备的个性化定制提供了良好的基础。
附图说明
图1是本发明一实施例的测量时侧视图；
图2是本发明一实施例的三维测量臂简示图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种基于3D人体测量的人体头部测量方法，
如图1所示，测量时被测者坐在椅子上，被测者挺胸坐在凳子上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左右大腿大致平行，膝大致弯曲成直角，足平放在地上，手轻放在大腿上；被测者的臀部、后背同时靠在同一铅锤面上；此时，被测者的正中矢状面保持垂直，应用铅垂来确定正中矢状面的位置。
如图2所示，图2为三维测量臂，应用测量臂端部的圆头接触式测量右耳屏点和右耳下点，右耳屏点和右耳下点的坐标通过测量臂测量系统传输到电脑上，调整坐姿，使得左耳屏点和右眶下点的纵向坐标相同，保证左耳屏点、右耳屏点和右眶下点在同一个平面上。
被测者保持不动，应用测量臂通过测量臂端部的圆头按顺序依次接触测量已经选择好的特征点。
在测量过程中，为保证测量数据的准确性，接触式测量时测量臂端部圆头只允许轻触被测者的皮肤不允许有较大力度的压迫。
测量臂测试系统将需要的特征点的位置传输到电脑上，生成所有特诊点的三维坐标。
为了对测量数据进行统一处理，将头部生理参数向量化：以右耳屏点为基准点，将所有测量获得的特征点向量化；
其中，为第i个向量；x1、y1、z1分别为测量臂测量的右耳屏点的x轴、y轴、z轴坐标；xi、yi、zi分别为第i个向量对应的测点的x轴、y轴、z轴坐标；
所有向量可以表示为：
在不同产品中可以根据项目的需要来任意选定向量的数目。
本发明提供一种新的测量人体头部生理参数的方法，可克服现有标准中测量方法测量时间长、测量数据不包含人体的三维信息、每个测量数据均需要进行自行读取数据等不足。本发明采用点测，使得测量过程简便、省时、省力，而且位置定位准确、精度高。同时由于测量成本小，可以实现更大范围的人体生理参数测量。
本说明书中实施例采用步骤的方式描述，专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的示例单元及算法步骤，专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (2)
1.一种基于3D人体测量的头部测量装置，包括铅锤、三维测量臂、计算机、测量臂测量系统：所述铅锤用于校正坐姿；所述三维测量臂包含基座、通过关节相连接的多节测量臂及末端的探针探头，通过多个关节的组合转动，实现探头向空间各个方向的弯折，从而实现对空间测点的测量；测量臂测量系统实现三维测量臂与计算机的通信控制和数据采集管理。
2.一种基于3D人体测量的头部测量方法，包括以下步骤：
S1用铅锤校正人体的坐姿，被测者保持正确的坐姿，被测者的臀部、后背同时靠在同一铅锤面上；
S2使用三维测量臂确定头部特征点的位置，通过测量臂端部的圆头接触描述头部特征的特征点，通过测量臂测试系统将头部特征点的位置传输到电脑上，生成所有特诊点的三维坐标；
S3以右耳屏点为基准点，将所有测量获得的特征点向量化；
S4在不同产品中根据项目的需要来任意选定向量的数目。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611079388.4A CN106767593A (zh) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 一种基于3d人体测量的头部测量装置和测量方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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| CN106767593A true CN106767593A (zh) | 2017-05-31 |
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| CN201611079388.4A Pending CN106767593A (zh) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 一种基于3d人体测量的头部测量装置和测量方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN106767593A (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4760851A (en) * | 1986-03-31 | 1988-08-02 | Faro Medical Technologies Inc. | 3-dimensional digitizer for skeletal analysis |
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2016
- 2016-11-30 CN CN201611079388.4A patent/CN106767593A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4760851A (en) * | 1986-03-31 | 1988-08-02 | Faro Medical Technologies Inc. | 3-dimensional digitizer for skeletal analysis |
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