CN112460406A - 激光雷达人体建模系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光扫描的技术领域，公开了激光雷达人体建模系统，包括底座，所述底座的顶端中部设置有安装槽，所述安装槽的槽口外侧设置有转动槽，所述转动槽的底壁上设置有滑动支撑机构，所述滑动支撑机构的上部设置有顶板，在所述底座的侧壁上设置有立柱，所述立柱上设置有多个侧扫描仪，多个所述侧扫描仪均连接在水平滑动机构上，所述水平滑动机构实现侧扫描仪在立柱上水平滑动，所述侧扫描仪正对与转板的上方。本发明通过设置的水平滑动机构能够实现侧扫描仪的水平移动，侧扫描仪水平移动能够对人体的两侧轮廓进行深度扫描建模，同时设置的限位开关能够使直线滑块接触后实现自动返程，以达到多次人体扫描，以提高就人体所建模型的完整性。

Description

激光雷达人体建模系统
技术领域
本发明专利涉及激光扫描的技术领域，具体而言，涉及激光雷达人体建模系统。
背景技术
人体三维扫描主流技术可分为被动扫描和主动扫描两类方法。其中，主动三维扫描技术包括激光扫描、结构光扫描、飞行时间法等，现有的三维人体扫描系统，如美国的基于激光扫描原理的Cyberware，其精度高，但价格昂贵(二十多万美元)；从多个视角对人体进行扫描，扫描时间快，5秒钟以内即可完成全身扫描，但色彩还原度一般，设备价格也比较高；西安交通大学研发的RDSBodyscan人体扫描仪，速度快，精度较高，但不可见红外波对人体有一定伤害，并且其价格在百万人民币以上；Artec手持式三维扫描仪，其价格相对较低(十几万人民币)，但扫描时间长，被扫描的人需要保持某个姿势3～5分钟。
现有技术：单台相机扫描人或物——需要多空间位置多次拍摄，无法瞬间捕捉动态物体形态；相机阵列扫描人或物——结构复杂，连接线路众多，成本高昂，操作难度大，系统不稳定，占用场地空间大，无法产品化批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供激光雷达人体建模系统，通过设置的水平滑动机构能够实现侧扫描仪的水平移动，侧扫描仪水平移动能够对人体的两侧轮廓进行深度扫描建模，设置的限位开关能够使直线滑块接触后实现自动返程，以达到多次人体扫描，以提高就人体所建模型的完整性，旨在解决现有技术中现有技术：单台相机扫描人或物——需要多空间位置多次拍摄，无法瞬间捕捉动态物体形态；相机阵列扫描人或物——结构复杂，连接线路众多，成本高昂操作难度大，系统不稳定的问题。
本发明是这样实现的，激光雷达人体建模系统，包括底座，所述底座的顶端中部设置有安装槽，所述安装槽的槽口外侧设置有转动槽，所述转动槽的底壁上设置有滑动支撑机构，所述滑动支撑机构的上部设置有顶板，在所述底座的侧壁上设置有立柱，所述立柱上设置有多个侧扫描仪，多个所述侧扫描仪均连接在水平滑动机构上，所述水平滑动机构实现侧扫描仪在立柱上水平滑动，所述侧扫描仪正对与转板的上方。
进一步地，所述立柱的顶端设置有横杆，所述横杆的一侧延伸至转板的一侧，在所述横杆的底端设置有顶扫描仪，所述顶扫描仪正对于顶板。
进一步地，所述水平滑动机构包括在立柱中部横向设置的直线滑槽，所述直线滑槽内设置有与直线滑槽相适配的直线滑块。
进一步地，所述直线滑槽的中部设置有丝杆，所述丝杆的两端均与轴承相连接，所述轴承固定在直线滑槽的侧壁上。
进一步地，所述丝杆的一侧穿过轴承且与传动电机相连接，所述传动电机的底端设置有电机座，所述电机座的一侧固定在立柱侧壁上。
进一步地，所述直线滑块的上下两侧均设置有连接杆，所述侧扫描仪分别固定在连接杆上。
进一步地，所述安装槽内的底壁上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出端固定有主动轮，所述主动轮的一侧啮合连接有从动轮，所述从动轮的顶端固定有连接轴，所述连接轴的上端固定在转板上。
进一步地，所述滑动支撑机构包括设置在转动槽底壁上的连接座，所述连接座的上部设置有呈环形状的滑槽，所述滑槽内均匀设置有多个相适配的滑座，多个所述滑座的上部均与转板相连接，每相邻的两个所述滑座关于转板的圆心夹角均为90°。
进一步地，所述滑座的底端均设置有多个滚轮，所述滚轮与滑槽的底壁相接触，所述滑座滑动时，所述滚轮在滑槽内滚动，所述滚轮的两侧均设置有连接柱，所述连接柱的顶端与滑座相连接。
进一步地，所述直线滑槽的两侧边缘均设置有限位开关，所述限位开关、旋转电机、传动电机、侧扫描仪、顶扫描仪均与系统内的主控制器相连接。
与现有技术相比，本发明提供的激光雷达人体建模系统具备如下有益效果：
1、通过设置的水平滑动机构能够实现侧扫描仪的水平移动，侧扫描仪水平移动能够对人体的两侧轮廓进行深度扫描建模，传动电机转动带动丝杆旋转，丝杆与直线滑块相套接实现直线滑动，这样即利用连接杆带动侧扫描仪移动，并且直线滑块与直线滑槽相适配保证侧扫描仪移动的稳定性，同时设置的限位开关能够使直线滑块接触后实现自动返程，以达到多次人体扫描，以提高就人体所建模型的完整性；
2、通过设置的滑动支撑机构能够实现转板上人体的多方位转动，从而使侧扫描仪能够对人体进行多方位扫描建模，转板是通过旋转电机的转动，由主动轮输送至从动轮，从动轮通过连接轴带动转板旋转，并且上部的顶扫描仪对人体头顶上的位置进行扫描建模，保证人体模型建立的更加完整。
附图说明
图1为本发明提出的激光雷达人体建模系统的结构示意图；
图2为图1中A区域的结构放大示意图；
图3为本发明提出的激光雷达人体建模系统中底座的结构俯视图；
图4为本发明提出的激光雷达人体建模系统中水平滑动机构的结构示意图。
图中：1-底座、2-安装槽、3-转动槽、4-旋转电机、5-主动轮、6-从动轮、7-连接轴、8-转板、9-滑动支撑机构、10-连接座、11-滑槽、12-滑座、13-滚轮、14-连接柱、15-立柱、16-侧扫描仪、17-横杆、18-顶扫描仪、19-直线滑块、20-直线滑槽、21-丝杆、22-限位开关、23-传动电机、24-电极座、25-连接杆。
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，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1-4所示，为本发明提供的较佳实施例。
激光雷达人体建模系统，包括底座1，底座1的顶端中部设置有安装槽2，安装槽2的槽口外侧设置有转动槽3，转动槽3的底壁上设置有滑动支撑机构，滑动支撑机构的上部设置有顶板8，在底座1的侧壁上设置有立柱15，立柱15上设置有多个侧扫描仪16，多个侧扫描仪16均连接在水平滑动机构上，水平滑动机构实现侧扫描仪16在立柱上水平滑动，侧扫描仪16正对与转板8的上方，通过设置的水平滑动机构能够实现侧扫描仪16的水平移动，侧扫描仪16水平移动能够对人体的两侧轮廓进行深度扫描建模，通过设置的滑动支撑机构能够实现转板8上人体的多方位转动，从而使侧扫描仪16能够对人体进行多方位扫描建模，。
在本实施例中，立柱15的顶端设置有横杆17，横杆17的一侧延伸至转板8的一侧，在横杆17的底端设置有顶扫描仪18，顶扫描仪18正对于顶板8，顶扫描仪18对人体头顶上的位置进行扫描建模，保证人体模型建立的更加完整。
在本实施例中，水平滑动机构包括在立柱15中部横向设置的直线滑槽20，直线滑槽20内设置有与直线滑槽20相适配的直线滑块19，直线滑槽20的中部设置有丝杆21，丝杆21的两端均与轴承相连接，轴承固定在直线滑槽20的侧壁上，丝杆21的一侧穿过轴承且与传动电机23相连接，传动电机23的底端设置有电机座24，电机座24的一侧固定在立柱15侧壁上，直线滑块19的上下两侧均设置有连接杆25，侧扫描仪16分别固定在连接杆25上，传动电机23转动带动丝杆21旋转，丝杆21与直线滑块19相套接实现直线滑动，这样即利用连接杆25带动侧扫描仪16移动，并且直线滑块19与直线滑槽20相适配保证侧扫描仪16移动的稳定性。
在本实施例中，安装槽2内的底壁上设置有旋转电机4，旋转电机4的输出端固定有主动轮5，主动轮5的一侧啮合连接有从动轮6，从动轮6的顶端固定有连接轴7，连接轴7的上端固定在转板8上，转板8是通过旋转电机4的转动，由主动轮5输送至从动轮6，从动轮6通过连接轴7带动转板8旋转，使侧扫描仪16均能够扫描到人体的每个角度。
在本实施例中，滑动支撑机构包括设置在转动槽3底壁上的连接座10，连接座10的上部设置有呈环形状的滑槽11，滑槽11内均匀设置有多个相适配的滑座12，多个滑座12的上部均与转板8相连接，每相邻的两个滑座12关于转板8的圆心夹角均为90°，这样提高了转板8在转动时的稳固性，人体站立时，转板8不会出现翘动，滑座12的底端均设置有多个滚轮13，滚轮13与滑槽11的底壁相接触，滑座12滑动时，滚轮13在滑槽11内滚动，滚轮13的两侧均设置有连接柱14，连接柱14的顶端与滑座12相连接，通过滚轮13在滑槽11内部旋转，减小了滑座12与滑槽11之间的摩擦力。
在本实施例中，直线滑槽20的两侧边缘均设置有限位开关22，限位开关22、旋转电机4、传动电机23、侧扫描仪16、顶扫描仪18均与系统内的主控制器相连接，限位开关22能够使直线滑块19接触后实现自动返程，以达到多次人体扫描，以提高就人体所建模型的完整性，传动电机23根据指令实现正反转，旋转电机4带动转板8旋转。
本技术方案在使用时，人体站在转板8上，滑动支撑机构能够实现转板8上人体的多方位转动，从而使侧扫描仪16能够对人体进行多方位扫描建模，转板8是通过旋转电机4的转动，由主动轮5输送至从动轮6，从动轮6通过连接轴7带动转板8旋转，并且上部的顶扫描仪18对人体头顶上的位置进行扫描建模，保证人体模型建立的更加完整，侧扫描仪16通过水平滑动机构水平移动能够对人体的两侧轮廓进行深度扫描建模，传动电机23转动带动丝杆21旋转，丝杆21与直线滑块19相套接实现直线滑动，这样即利用连接杆25带动侧扫描仪16移动，并且直线滑块19与直线滑槽20相适配保证侧扫描仪16移动的稳定性，同时设置的限位开关22能够使直线滑块19接触后实现自动返程，以达到多次人体扫描，以提高就人体所建模型的完整性。
本实施例中，整个操作过程可由电脑控制，加上PLC等等，实现自动化运行控制，且在各个操作环节中，可以通过设置传感器，进行信号反馈，实现步骤的依序进行，这些都是目前自动化控制的常规知识，在本实施例中则不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.激光雷达人体建模系统，其特征在于，包括底座，所述底座的顶端中部设置有安装槽，所述安装槽的槽口外侧设置有转动槽，所述转动槽的底壁上设置有滑动支撑机构，所述滑动支撑机构的上部设置有顶板，在所述底座的侧壁上设置有立柱，所述立柱上设置有多个侧扫描仪，多个所述侧扫描仪均连接在水平滑动机构上，所述水平滑动机构实现侧扫描仪在立柱上水平滑动，所述侧扫描仪正对与转板的上方。
2.如权利要求1所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述立柱的顶端设置有横杆，所述横杆的一侧延伸至转板的一侧，在所述横杆的底端设置有顶扫描仪，所述顶扫描仪正对于顶板。
3.如权利要求2所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述水平滑动机构包括在立柱中部横向设置的直线滑槽，所述直线滑槽内设置有与直线滑槽相适配的直线滑块。
4.如权利要求3所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述直线滑槽的中部设置有丝杆，所述丝杆的两端均与轴承相连接，所述轴承固定在直线滑槽的侧壁上。
5.如权利要求4所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述丝杆的一侧穿过轴承且与传动电机相连接，所述传动电机的底端设置有电机座，所述电机座的一侧固定在立柱侧壁上。
6.如权利要求5所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述直线滑块的上下两侧均设置有连接杆，所述侧扫描仪分别固定在连接杆上。
7.如权利要求6所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述安装槽内的底壁上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出端固定有主动轮，所述主动轮的一侧啮合连接有从动轮，所述从动轮的顶端固定有连接轴，所述连接轴的上端固定在转板上。
8.如权利要求7所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述滑动支撑机构包括设置在转动槽底壁上的连接座，所述连接座的上部设置有呈环形状的滑槽，所述滑槽内均匀设置有多个相适配的滑座，多个所述滑座的上部均与转板相连接，每相邻的两个所述滑座关于转板的圆心夹角均为90°。
9.如权利要求8所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述滑座的底端均设置有多个滚轮，所述滚轮与滑槽的底壁相接触，所述滑座滑动时，所述滚轮在滑槽内滚动，所述滚轮的两侧均设置有连接柱，所述连接柱的顶端与滑座相连接。
10.如权利要求9所述的激光雷达人体建模系统，其特征在于，所述直线滑槽的两侧边缘均设置有限位开关，所述限位开关、旋转电机、传动电机、侧扫描仪、顶扫描仪均与系统内的主控制器相连接。
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