CN108280439A - 一种基于RealSense的人体监测仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于RealSense的人体监测仪器，包括顶盖，齿轮环，摄像头装置，升降装置，底板，滑杆，卡槽，滑道，限位环，体重体脂检测板；可以完成对人体的三维模型重建，通过每天或者一段时间对人体模型的重建，统计，分析，最后确定人体的变化。在通过专业的医学知识，给被采集者以专业的建议。RealSense还可以分析人脸，可以把重建的模型统一分类。RealSense还增加了语音、手势识别等应用，可以更好的改善被采集者的用户体验。

Description

一种基于RealSense的人体监测仪器

技术领域

本发明涉及一种基于视觉技术的人体模型重建设备，具体说是一种基于RealSense的人体监测仪器。

背景技术

视觉是人类感知信息最主要的途径，现在人们再社会活动中已经是随时随地利用摄像头来捕捉、获取信息。手机、平板电脑、计算机，基本上每个数字设备都在使用摄像头，无处不在的和人们进行交互。随着科技的发展，在原来2D摄像头，仅可以获取RGB数字信息的基础上，诞生了一种新的3D深度摄像头-RealSense，他可以实时输出深度数据，而RealSense SDK作为软件开发包，充分利用实时的RGBD信息，减小了RGBD数据涉及的很多计算机视觉方面的算法带来的难度，通过其优化的架构、严格的测试，使开发者可以将精力集中在擅长的使用模式和场景开发上。RealSense提供的三维扫描重建技术，可以很好的完成对人体模型的构建，通过其扫描和构建得到的信息，我们可以多次比对、分析，得到每天或者近期人体的体貌变化，例如肌肉的形状，特定器官的监测等。随着人们生活水平的提高，工作压力也在不断地提升，人们对身体的重视程度也越来越高，现有的医疗设备或者是运动器械很少针对人体体貌变化的检测。本发明基于RealSense技术，可以完美的监测分析人体体貌变化，同时还包含了人体的其他检测如体重，体脂，身高，心率等一些日常的体检项目。本发明可以满足个人健身、体检等要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于RealSense的人体监测仪器。

本发明采用的技术方案是：

一种基于RealSense的人体监测仪器，包括顶盖，齿轮环，摄像头装置，升降装置，底板，滑杆，卡槽，滑道，限位环，体重体脂检测板；底板通过滑杆与顶盖固接；滑杆上贯穿设有升降装置，两个升降装置之间设有齿轮环；升降装置通过齿轮一与滑杆内齿条啮合连接；升降装置通过齿轮二与齿轮环上的齿条啮合连接；齿轮环上端固设有摄像头装置；齿轮环下端与限位圆盘抵接；限位圆盘两端设有卡槽，通过卡槽卡接在升降装置内；限位圆盘中部设有凸起的限位环，限位环上设有滑道，限位圆盘通过滑道与齿轮环滑动配合连接；摄像头装置具有U形支架，U形支架内容纳有摄像头机座，摄像头机座一端通过伺服电机与U形支架轴接，另一端通过销轴与U形支架轴接。

摄像头机座上设有RealSense 3D摄像头。

体重体脂检测板的四角安装有压力传感器，中心凹槽内安装体脂检测传感器。

本发明的优点是：针对于传统的仪器无法检测人体体貌变化提出的解决方案，本发明通过采集到的信息进行对比作差处理，可以将用户近期的体貌变化进行可视化的处理，这样用户就会对自己的身体信息了如指掌，而且本设备操作简单，框架结构稳定安全。

齿轮环的外围均匀的分布着齿轮，固定在滑杆上，升降装置里面包含两个电机和固定在电机端的齿轮，分别与齿轮环的齿轮、滑杆一侧的齿轮咬合。通过伺服电机可以控制升降装置上下移动，使得齿轮环可以按照预定的程序完成多部位的扫描采集。升降装置中的伺服电机连接到控制器，通过Ethercat总线链接到电脑，由电脑控制其运动方向和速度。控制圆环的位置和RealSense 3D摄像头的位置。

RealSense 3D摄像头可以在齿轮环的带动下，完成多次扫描，建立用户的体貌模型，通过软件进行布尔运算，可以很便利的得出每天或者一段时间内用户的身体体貌变化，比如胸部肌肉形状，腹部肌肉形状。同时也可以用在医疗上观察患者身体微妙变化。同时RealSense3D摄像头还可以识别人脸，通过摄像头对用户的识别，建立用户个人私密的数据库，可以把用户的信息进行加密。

压力传感器和体脂检测仪器，可以很好的收集人的体重，体脂，心率，配合RealSense 3D摄像头同时可以测量身高等日常检测项目。所有测量到的信息最后汇总到计算机，由计算机上安装的软件完成信息的处理和分类储存，最后在把用户需要看的信息打印到电子屏幕上。同时也可以直接用打印机打印出纸质信息。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的齿轮环与升降装置的分解图。

图3为本发明的齿轮环与升降装置的配合图。

图4为本发明的体重体脂检测板安装图。

图5为本发明的体重体脂检测板结构图。

图6为本发明的realsense摄像头结构示意图。

图7为本发明的升降装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图1-7及实施例对本发明进一步详细说明。

一种基于RealSense的人体监测仪器，包括顶盖1，齿轮环2，摄像头装置3，升降装置4，底板5，滑杆6，卡槽7，滑道8，限位环9，体重体脂检测板10；

底板5通过滑杆6与顶盖1固接；底板5上设有体重体脂检测板10；滑杆6上贯穿设有升降装置4，两个升降装置4之间设有齿轮环2；升降装置4通过齿轮一17与滑杆6内齿条啮合连接，齿轮一17与伺服电机16连接；升降装置4通过齿轮二18与齿轮环2上的齿条啮合连接；齿轮二18与伺服电机16连接；齿轮环2上端固设有摄像头装置3；齿轮环2下端与限位圆盘19抵接；

限位圆盘19两端设有卡槽7，通过卡槽7卡接在升降装置4内；限位圆盘19中部设有凸起的限位环9，限位环9上设有滑道8，限位圆盘19通过滑道8与齿轮环2滑动配合连接；

摄像头装置3具有U形支架15，U形支架15内容纳有摄像头机座14，摄像头机座14一端通过伺服电机16与U形支架15轴接，另一端通过销轴13与U形支架15轴接。通过伺服电机16的转动，可以带动摄像装置做俯仰运动，根据拍摄需要改变相机的角度，提高采集精度。

摄像头机座14上设有RealSense 3D摄像头。体重体脂检测板10的四角安装有压力传感器12，中心凹槽11内安装体脂检测传感器。

齿轮环2本身通过升降装置4的带动下做到上下移动，左右旋转，由于RealSense3D摄像头需要稳定且多圈旋转才可以完成人体体貌建模，框架里的齿轮环2可以在伺服电机的驱动下完成平稳的上下、旋转等动作。

压力传感器，可以很好的检测用户的体重变化。体脂检测仪，可以提供人体体脂率，脂肪率，骨密度等一系列的检测。

RealSense 3D摄像头可以安装在齿轮环2上，围绕用户需要检测的部位旋转，完成体貌特征的重建。RealSense 3D摄像头还可以做到人脸识别，手势识别，语音识别。通过人脸识别可以对重建模型的数据进行分类，手势识别可以提升用户的交互体验，结合语音识别可以很好的控制机器完成检测。

传动结构中包含三个伺服电机，伺服电机用Ethercat总线与计算机相连，通过计算机控制伺服电机来控制圆环的位置和旋转角度和摄像装置的俯仰角。

压力传感器，体脂监测仪，心率检测仪与计算机相连，用来统计相关信息。

RealSense提供了I/O接口可以通过EtherCat I/O模块与ccs联合控制电机。达到一些特殊触发，从而提升用户的交互体验如当用户发出检测语音指令时，电机会先将摄像头移动到用户的面前一定区域进行脸部识别，确定用户信息后通过I/O输出信号，使得程序继续运行下一步。

实施例1：脸部识别

通过提前预设的语音口令，开始对用户进行体貌3D建模，首先需要建立用户信息，即面部信息，电机通过预定的程序使得摄像头移动到用户正前方，进行脸部扫描。

通常意义上的脸部识别就是评估两张脸之间的相似性，对于脸部识别，应用程序必须执行下列一项或者多项识别数据库操作：

1.Create/Delete Database：建立一个识别数据库并在使用后释放。

2.Load/Save Database：可以把数据库保存到磁盘中，在之后还可以读取信息。RecognitionModuleData接口提供成员函数以导出识别数据库。RecognitionConfiguration接口也可以导入一个库。

3.Register/UnregisterUsers：可以注册用户的脸部，使得用户成为参考源之一。

4.Recongnize Current Face：使用QueryUserID函数进行脸部识别。

识别后的数据可以分为两种：一为新的数据用户，即第一次使用，则此信息将被保存，并且建立新的用户组，方便存储其他检测信息。二为已有用户，则直接调用已有信息进行比对，确定数据组，把新测得其他信息与原来数据进行比对，更新等运算。

实施例2：体貌模型重建

通过身份识别后，计算机自动触发扫描指令，电机遵循预定程序把摄像头移动到起始位置，我们可以通过电脑上的“开始拍摄”

按钮，单击开始扫描，同时发出指令，使得电机执行扫描路径。为了达到较好的扫描效果，需要多次围绕用户进行扫描，第一圈对应头部，第二圈把摄像头向下移动对准躯干和腿的上部，第三圈对准腿的下部脚和地板。框架的圆环半径为1米，在此期间都可以根据拍摄的效果随时改变摄像装置的俯仰角，来提高采集精度和提升速度。

扫描程序步骤如下：

1.激活3D扫描。

2.配置3D扫描参数。

3.初始化流水线。

4.流式处理数据。

5.预览。

6.保存结果。

7.清理。

以上所述仅为本发明专利的实施例，并非因此限制本发明专利的范围，凡是用本发明专利说明书内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关技术领域，均同理包含在本发明专利保护范围。

Claims (3)

1.一种基于RealSense的人体监测仪器，其特征在于：

包括顶盖，齿轮环，摄像头装置，升降装置，底板，滑杆，卡槽，滑道，限位环，体重体脂检测板；

底板通过滑杆与顶盖固接；

滑杆上贯穿设有升降装置，两个升降装置之间设有齿轮环；

升降装置通过齿轮一与滑杆内齿条啮合连接；升降装置通过齿轮二与齿轮环上的齿条啮合连接；齿轮环上端固设有摄像头装置；齿轮环下端与限位圆盘抵接；

限位圆盘两端设有卡槽，通过卡槽卡接在升降装置内；限位圆盘中部设有凸起的限位环，限位环上设有滑道，限位圆盘通过滑道与齿轮环滑动配合连接；

摄像头装置具有U形支架，U形支架内容纳有摄像头机座，摄像头机座一端通过伺服电机与U形支架轴接，另一端通过销轴与U形支架轴接。

2.根据权利要求1所述的基于RealSense的人体监测仪器，其特征在于：摄像头机座上设有RealSense 3D摄像头。

3.根据权利要求1所述的基于RealSense的人体监测仪器，其特征在于：体重体脂检测板的四角安装有压力传感器，中心凹槽内安装体脂检测传感器。