CN110312065A - 一种镜面显示及量体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种镜面显示及量体装置，其包括底座、双向玻璃、壳体及至少一个摄像头模组，所述双向玻璃嵌入所述壳体，所述壳体设置于所述底座上，所述双向玻璃为在玻璃层上镀覆纳米光学薄膜层而得到，所述双向玻璃包括显示区及非显示区，所述非显示区靠近所述壳体的表面设置有遮光层，所述摄像头模组可拍摄深度图像，其设置于所述壳体内且其镜头正对所述非显示区，所述摄像头模组离所述底座底面的距离为1m‑1.4m，所述双向玻璃的显示区为触控显示屏，所述控制模块位于所述壳体内，并与所述摄像头模组及所述触控显示屏进行数据传输。本装置能够准确的获取人体深度图像，且结合普通镜子与量体装置的功能，可替换商场内的镜子，不需要额外的使用空间。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种镜面显示及量体装置。
背景技术
目前，镜面显示越来越多的运用到商业、家庭中，镜面显示不仅提供传统的显示功能，还能在不显示的时候呈现镜子的功能，有很好的沉浸交互感。因此，镜面显示非常适合3D量体和虚拟试衣应用，用户可以一边可以看到镜子里的自己，又能看到叠加在自己身上的AR信息。
随着深度传感器的普及和成本降低，越来越多的设备开始采用RGBD摄像头来采集深度图像进行人体模型的建构，提升了图像处理鲁棒性和用户的交互体验感。对于量体应用来说，提升了量体精度。
为了保证较好的显示效果，镜面显示用到的玻璃通常为双向玻璃，透光率为70%、反光率为30%，屏幕点亮时用户看到的是显示的内容，屏幕全黑时候看到的是镜子的效果。传统镜面显示把RGB摄像头放置于镜面玻璃后面，并在镜头处去除镜面镀膜，这种情况下70%的透光率能保证RGB摄像头获取较高质量的图像。然而，主动深度传感器（通常指需要主动发射探测光的传感器，如红外结构光传感器、激光雷达等）发射的光源经过上述双向玻璃后会被大幅度衰减，导致接收到的反射光比较微弱，影响深度精度。
此外，市面上的镜面显示设备一般把RGB摄像头放置在设备的顶部，并通过计算摄像头和用户的变换矩阵对获取的图像进行矫正，但这种做法通常会引入透视误差。
发明内容
基于以上问题，本发明提供一种镜面显示及量体装置，所述镜面显示及量体装置可通过摄像头模组采集人体深度图像进行人体三维模型建构，得到人体三维数据，以更好的在线上适配服饰，同时配备显示屏，可即时在线观看线上试衣效果及购买，同时具有试衣镜功能，可替代传统试衣镜，不占用额外的空间。
具体技术方案如下：
一种镜面显示及量体装置，其包括底座、双向玻璃、壳体及至少一个摄像头模组，所述双向玻璃嵌入所述壳体，所述壳体设置于所述底座上，所述双向玻璃为在玻璃层上镀覆纳米光学薄膜层而得到，所述双向玻璃包括显示区及非显示区，所述非显示区靠近所述壳体的表面设置有遮光层，所述摄像头模组可拍摄深度图像，其设置于所述壳体内且其镜头与所述非显示区对应，所述摄像头模组离所述底座底面的距离为1m-1.4m，所述双向玻璃的显示区为触控显示屏，所述控制模块位于所述壳体内，并与所述摄像头模组及所述触控显示屏进行数据传输。。
本发明中，双向玻璃为2-5mm的钢化玻璃上镀覆一层纳米光学薄膜而形成，纳米光学薄膜为非导电镀膜，本发明采用全介质氧化物纳米光学薄膜，镀膜技术工艺主要是采用真空镀膜技术镀制2层至7层全介质氧化物纳米光学薄膜，为保证薄膜高透过率的同时提高薄膜的反射率，从而达到高反射镜面的效果，其薄膜成分主要为Al、Zn、Nb、Sn、Ga、Zr、Hf、In、Ti、Ta、Si中的一种或两种以上的合金的氧化物、氮化物或氮氧化物，优选为SiO2和Nb2O5（或TiO2）的交替混合层，膜层总厚度为300-400nm，可见光平均透过率可为50%~90%，反射率可为50%~10%。电镀后的玻璃形成半透明的玻璃，具有半透明的效果，可以对物品进行反射，其它可达到同样效果的非导电镀膜也适用于本发明。
为了加强非显示区域的镜面效果，在靠近壳体一侧的表面设置有遮光膜，遮光膜可以采用电镀或化学镀的方式的镀膜，也可以直接粘贴具有遮光效果的薄膜，为达到较好的遮光效果，膜的颜色为深色，优选为黑色。
本发明的摄像头模组采用广角摄像头，横向拍摄范围为45°左右，纵向拍摄范围在75°左右，摄像头模组设置于距底座底面的距离为1m-1.4m处，即在使用状态时，摄像头模组离地面高度为1m-1.4m，也就是略大于用户半身的距离，这个高度范围也能很好的捕捉用户肩型信息，提高量体精度。摄像头模组可以为RGBD摄像头，或是由RGB摄像模块和独立的深度传感器模块组成，以及其他可实现深度图像拍摄的模组，深度传感器可以是红外结构光、TOF或彩色双目传感器。
本发明所述的控制模块相当于一个小型电脑主机，用户在触控显示屏端输入指令并传输至控制模块，控制模块像摄像头模组发出量体指令，控制模块接收摄像头模组获取的人体深度图像数据，并分析图像数据后建立人体三维模型，以得到体型数据和/或虚拟人体模型，并将体型数据和/或虚拟人体模型传输至触控显示屏，完成量体操作，使用者可以通过触控显示屏进行交互。
进一步的，所述摄像头模组为一个，其位于沿所述双向玻璃长度方向的中轴线上。
进一步的，所述摄像头模组为多个，相邻两个所述摄像头模组的拍摄区域部分重叠。
在使用状态时，镜面显示及量体装置高度比宽度大，长度方向即为使用状态的高度方向，当摄像头模组为1个时，将其设置于中轴线上可以使摄像头模组在两侧预定范围内均可很好的捕捉用户的体型信息，更好的确定使用范围，当摄像头模组为多个时，多个摄像头模组的拍摄区域部分重叠，通过位置的布局可以增加拍摄范围，因而用户可以在离摄像头模组更近的距离进行量体操作，增加了用户体验。
进一步的，所述摄像头模组包括红外摄像头、RGB摄像头及红外发射器，其沿高度方向从上至下依次设置，所有元器件沿同一轴线设置，确保数据的准确性，减小数据处理的误差。
进一步的，所述红外摄像头、RGB摄像头及红外发射器正对的所述玻璃层区域不覆盖所述纳米光学薄膜及所述遮光层。
去除摄像头模组处的光学薄膜，增大红外光的透过率，以确保能够感获取到高质量的深度图像。
进一步的，所述遮光层为镀膜或贴膜，其在所述壳体内的遮光率为90%以上。
进一步的，所述壳体上设置有至少一根天线，所述控制模块通过所述天线与云端进行数据传输。
天线与控制模块在壳体内为有线连接，天线与云端可进行无线连接，通过天线将人体数据上传至云端，可实现控制模块与移动端进行数据传输，进而体型数据多场景运用。
进一步的，所述双向玻璃远离所述底座的一端设置有RGB摄像头，所述RGB摄像头与所述控制模块进行数据传输，所述RGB摄像头的镜头正对所述非显示区，所述RGB摄像头对应位置的双向玻璃区域不覆盖所述纳米光学薄膜及所述遮光膜。
RGB摄像头主要用于获取脸部信息，获取到脸部信息传输至处理器，将其与体型模型相结合，得到真实的用户形象，可以获得逼真的试衣效果，提升用户体验。
进一步的，所述壳体包括第一壳体及第二壳体，所述第二壳体靠近所述底座，所述第二壳体与所述双向玻璃形成一容置空间，所述控制模块设置于所述容置空间内。
通常控制模块体积较大，布线较为，而镜子为了美观做的轻薄，双向玻璃与壳体之间的间隙较小，无法容纳大体积的控制模块，且壳体内通常还设置有电源等模组，因而仅将底部的壳体做的较厚，形成容置空间以容纳相对大体积的元器件。
进一步的，所述第二壳体上设置有至少一手提结构，所述手提结构为与所述第二壳体固定连接的把手或与所述第二壳体一体成型的内凹结构，方便装置的移动及搬运。
进一步的，所述第二壳体包括有盖体，所述盖体与所述第二壳体可分离的连接，当控制模块或电源发生故障，可打开盖体进行检查维修，盖体可以采用扣合的方式与第二壳体连接。
进一步的，所述壳体上设置有多个散热孔，散热孔通常设置于触控显示屏、电源及控制模块等发热量大的位置，协助装置散热。
进一步的，所述壳体内还设置有扬声器及麦克风，所述扬声器及麦克风与所述控制模块进行数据传输，可以使用扬声器及麦克风与装置进行交互，如，用户发出量体命令，麦克风接收到语音后将语音数据传输至控制模块，控制模块解析该语音信号后，向RGB摄像头和/或摄像头模组发出量体指令，使RGB摄像头和/或摄像头模组开启并拍摄图像，拍摄到的图像传输会控制模块，控制模块解析图像信号后，发现用户站立位置、姿势不对，无法建立人体模型，则通过扬声器提醒用户找到合适的位置或姿势。
本发明的有益效果为：
1.本发明采用摄像头模组获取用户的深度图像，经控制模块分析建模获得人体模型，并传输至触控显示屏上，用户可以在触控显示屏上完成试衣操作，简单方便。
2.摄像头模组设置于距底座底面的距离为1m-1.4m处，即在使用状态时，摄像头模组离地面高度为1m-1.4m，也就是略大于用户半身的距离，这个高度范围也能很好的捕捉用户肩型信息，提高量体精度。
3. 去除RGBD镜头和发射器处的镀膜，增大红外光的透过率，确保高质量的深度图像。
附图说明
图1为本发明镜面显示及量体装置示意图；
图2为图1中A区域的各层结构分解示意图；
图3为本发明量体方法示意图；
图4为本发明使用状态示意图；
图5为本发明另一个实施例的背面结构示意图；
图6为本发明结构的侧视图；
图7为本发明一个实施例的量体方法示意图。
附图标记：双向玻璃1、显示区11、触控显示屏111、非显示区12、纳米光学薄膜13、钢化玻璃14、遮光膜15、底座2、壳体3、上壳体31、下壳体32、散热孔33、手提结构34、盖体35、摄像头模组4、红外摄像头41、RGB摄像头42、红外发射器43、RGB摄像头5、天线6。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明镜面显示及量体装置的具体实施方式进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-图4所示，本发明设计的镜面显示及量体装置，其包括双向玻璃1、底座2、壳体3、摄像头模组4及RGB摄像头，双向玻璃1嵌入壳体3中，双向玻璃1及壳体3一起固定安装于底座2上。在本实施例中，底座为梯形结构，在其他实施方式中，底座还可以为支脚或平板状结构，在其他实施方式中，底座2与壳体3可以为一体成型的结构。
双向玻璃1由钢化玻璃14上镀覆纳米光学薄膜13而形成，本发明中，纳米光学薄膜13为镀覆在钢化玻璃14上的全介质氧化物纳米光学薄膜，镀膜工艺可以采用电镀、真空溅镀、PVD、CVD等任意一种可实现镀膜的方式，本发明采用的纳米光学薄膜13材质为SiO2和Nb2O5（或TiO2）的交替混合层，其厚度在300-400nm，可见光平均透过率可为50%~90%，反射率可为50%~10%，纳米光学薄膜13材质及厚度的设计可以完全满足摄像头光线接收的需求，同时又可以满足镜面使用的需求。本发明中纳米光学薄膜13设置于钢化玻璃14的背向壳体3的一侧，在其他实施方式中，也可以设置在靠近壳体3的一侧。
RGB摄像头5及摄像头模组4设置于双向玻璃1与壳体3之间，摄像头的镜头正对准双向玻璃1，以对位于双向玻璃1前方的人进行拍照。双向玻璃1分为显示区11及非显示区12，显示区11为触控显示屏111，触控显示屏111的亮度为600流明以上亮度的IPS LCD，优选为大于1000流明亮度，以确保显示内容不被环境光影响，尤其是在光线复杂的商场或者户外情况下。
在非显示区12设置有遮光膜15，遮光膜15可以为通过镀膜工艺镀覆的膜，也可以为贴膜，贴膜的材质不限制，只要满足遮光需求即可，优选为深色的膜，可以加强非显示区的镜面效果。摄像头模组4正对双向玻璃1的区域需要将纳米光学薄膜13及遮光膜15去除，增大红外光的透光率和接受，确保能获取高质量的深度图像。RGB摄像头5正对双向玻璃1的区域需要将遮光膜15去除，纳米光学薄膜13可以去除，也可以不去除，优选为将其去除，以保证优秀的拍照效果。
本发明中摄像头模组4为1个，设置于双向玻璃1高度方向的中轴线上，本发明中摄像头模组4包括红外摄像头41、RGB摄像头42、红外发射器43，其依次由上至下设置于双向玻璃1与壳体3之间，且镜头正对双向玻璃1，红外摄像头41、RGB摄像头42及红外发射器43离地面的高度在1.0-1.4m之间，以预留出足够大的显示区11，此高度略大于用户半身的距离左右。这个高度范围也能很好的捕捉用户肩型信息，提高量体精度，在其他实施方式中，摄像头模组还可以为多个，其安装高度同样为1.0-1.4m，多个摄像头模组呈轴对称设置，且等距离分布，以实现高精度的量体操作。
如图4所示，本发明的摄像头模组4采用广角摄像头，横向拍摄范围为45°，纵向拍摄范围在75°，摄像头模组4设置于距地面的距离H为1m-1.4m，即在使用状态时，也就是略大于用户半身的距离。假设用户站在距镜面距离为d时，用户可进入摄像头模组4的拍摄范围，用户身高为h1，摄像头模组4安装的高度为h2（1.4m≥h2≥1.0m），摄像头模组4纵向拍摄角度为FOVy，则d*tan(FOVy/2)>h2，且h2+d*tan(FOVy/2)>h1，采用纵向拍摄角度FOVy为75°的广角摄像头时，d>（1.4~1.91）m，此时，用户高度h1<（2.4~3.31）m，因而用户高度在2.4m以内均可进入拍摄范围，因而在本发明限定的安装高度（1.0~1.4m）时，人只需要站在离镜面距离1.91m以上，即可进行量体，这一距离在普通商场的空间内均可适用。
在壳体3内还设置有控制模块（图未示），触控显示屏、摄像头模组4及RGB摄像头5及电源模块（图未示）均与控制模块（图未示）电性连接，此处所述的电性连接通常为各结构在壳体内通过电线连接，电线可以进行数据传输及电信号传输。控制模块（图未示）相当于电脑处理器，可以进行数据分析、处理及传输，在本发明中，控制模块主要实现接收RGB摄像头5及摄像头模组4获取的人体深度图像及头像图片后进行分析、建模，并将虚拟人体模型、图像或参数等数据传输至触控显示屏111，进行即时显示，同时用户可通过触控显示屏111将指令传输至控制模块，控制模块解析指令后对摄像头模组4和/或RGB摄像头5发出量体指令，摄像头模组4和/或RGB摄像头5拍摄图片后传输至控制模块，控制模块对图片进行分析、建模后，将模型数据传输至触控显示屏111上进行显示，量体指令及试衣操作等信息均通过控制器进行处理。
实施例2
如图5-图7所示，本实施例所述的镜面显示及量体装置与实施例1不同的地方在于，还包括有天线6、散热孔33及手提结构34，壳体分为上壳体31及下壳体32。上壳体21较薄，其与双向玻璃1贴合设置，轻薄的设计更美观，下壳体32较厚，其与双向玻璃1固定后形成容置空间（图未示），容置空间可以容纳电源、控制模块等体积较大或布线复杂的结构。
天线6至少为1根，本实施例中天线6为两根，其分布于下壳体32上端的两侧，为了美观，本实施例将天线沿中轴线对称设置，在其他的实施方式中天线6可以设置于与壳体3连接的任意位置。天线6与控制模块电性连接，用于镜面显示及量体装置的联网及与云端的数据传输，以实现镜面显示及量体装置获取到的人体模型、尺寸数据可以通过云端传输至移动端，实现多场景应用。
手提结构34设置于下壳体32上靠近上端，本实施例中提手为与下壳体一体成型的内凹结构，手提结构34的设置更利于装置的移动及搬运，本实施例中手提结构34为两个，在其他实施方式中可以为1个或多个。手提结构设置于下壳体32上部，手握更方便，且重量主要分布在下壳体32及底座2上，移动或搬运时，装置不容易倾倒。在其他实施方式中，提手还可以设置为把手结构，形状类似于门把手，也可以为其他便于手握及受力的结构。
散热孔33主要分布于显示区11、控制模块、摄像头模组4对应的区域，因这些区域通电使用时通常容易产生热量集中，因而需要通过散热孔33散热。
本实施例中下壳体32上还可以设置盖体35，盖体35可分离的连接在下壳体上，可以通过螺丝或卡扣与下壳体32固定，在控制模块出现故障时，只需打开盖体35进行检查及维修。
本实施例中在壳体3内还设置有扬声器（图未示）及麦克风（图未示），扬声器及麦克风有限设置于下壳体32内，可以使用扬声器及麦克风与装置进行交互，如提醒用户站立位置、姿势，或是利用其对装置下达语音拍摄命令等。
本发明所述的镜面显示及量体装置实现量体的方法如图7所示，在触控显示屏输入量体命令，或是通过语音发出量体命令，该命令传输至控制模块，控制模块解析该命令后向摄像头模组4及RGB摄像头5发出拍照命令， 摄像头模组4及RGB摄像头5打开进行拍照，用户站在镜面显示及量体装置前方的合适位置，摄像头模组4及RGB摄像头5检测到用户进入摄像范围后进行拍照并将图像传输至控制模块，控制模块分析发现使用者的位置不合适，通过扬声器提醒使用者进行预定方向的移动，直至其到达合适的位置，再进行拍照，处理器分析图像后建立虚拟人体模型，将虚拟人体模型图像传输至触控显示屏111处显示，触控显示屏111处显示的虚拟人体模型可以为结合了RGB摄像头5拍摄的头部图像及虚拟人体模型的图，也可以为仅通过解析摄像头模组4拍摄的人体深度图像而建立的虚拟人体模型或是预定部位的尺寸数据，获得人体模型后可以在触控显示屏上进行虚拟试衣，也可以将虚拟人体模型数据通过天线5传输至移动端，在移动端进行虚拟试衣，实现多场景应用。以上仅为其中一个使用方法，应用本发明所能实现的功能均在本发明的保护范围之内。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了示例和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (13)
1.一种镜面显示及量体装置，其特征在于，包括底座、双向玻璃、壳体及至少一个摄像头模组，所述双向玻璃嵌入所述壳体，所述壳体设置于所述底座上，所述双向玻璃为在玻璃层上镀覆纳米光学薄膜层而得到，所述双向玻璃包括显示区及非显示区，所述非显示区靠近所述壳体的表面设置有遮光层，所述摄像头模组可拍摄深度图像，其设置于所述壳体内且其镜头与所述非显示区对应，所述摄像头模组离所述底座底面的距离为1m-1.4m，所述双向玻璃的显示区为触控显示屏，所述控制模块位于所述壳体内，并与所述摄像头模组及所述触控显示屏进行数据传输。
2.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述摄像头模组为一个，其位于沿所述双向玻璃长度方向的中轴线上。
3.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述摄像头模组为多个，相邻两个所述摄像头模组的拍摄区域部分重叠。
4.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述摄像头模组包括红外摄像头、RGB摄像头及红外发射器，其沿高度方向从上至下依次设置。
5.如权利要求4所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述红外摄像头、RGB摄像头及红外发射器正对的所述玻璃层区域不覆盖所述纳米光学薄膜及所述遮光层。
6.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述遮光层为镀膜或贴膜，其在所述壳体内的遮光率为90%以上。
7.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述壳体上设置有至少一根天线，所述控制模块通过所述天线与云端进行数据传输。
8.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述双向玻璃远离所述底座的一端设置有RGB摄像头，所述RGB摄像头与所述控制模块进行数据传输，所述RGB摄像头的镜头正对所述非显示区，所述RGB摄像头对应位置的双向玻璃区域不覆盖所述纳米光学薄膜及所述遮光膜。
9.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述壳体包括第一壳体及第二壳体，所述第二壳体靠近所述底座，所述第二壳体与所述双向玻璃形成容置空间，所述控制模块设置于所述容置空间内。
10.如权利要求9所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述第二壳体上设置有至少一手提结构，所述手提结构为与所述第二壳体固定连接的把手，或与所述第二壳体一体成型的内凹结构。
11.如权利要求9所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述第二壳体包括有盖体，所述盖体与所述第二壳体可分离的连接。
12.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述壳体上设置有多个散热孔。
13.如权利要求1所述的镜面显示及量体装置，其特征在于，所述壳体内还设置有扬声器及麦克风，所述扬声器及麦克风与所述控制模块进行数据传输。
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