CN204070693U - 一种基于结构光技术的三维人体测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于结构光技术的三维人体测量装置，包括测量平台、结构光三维扫描仪和支撑架，所述结构光三维扫描仪安装在所述支撑架最上端，所述测量平台安放被测物，所述测量平台与所述结构光三维扫描仪和支撑架通过调节距离配合采集待测物的数据，其特点是利用结构光技术可以快速精准的得到物体的三维点云数据，通过对三维点云数据进行处理得到三维人体模型，进而得到人体十分精确的尺寸，最终改善传统测量方法所带来的不足。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种人体外形测量装置。
背景技术
目前，在服装CAD、网络虚拟试衣等应用领域，都面临着如何解决真实人体的三维人体重建问题。一般而言，消费者购衣时都需要对准备购买的衣服进行虚拟试衣。定制的服装需要根据消费者的实际身体尺寸量身定做，而传统的服装设计所用木头或塑料制成的人体模型只是一种普通的标准人体模型，与实际消费者的身体尺寸有很大的差异，因此在这类模型的基础上所设计的服装与实际消费者的身体尺寸很难做到吻合。
为提高人体尺寸测量的速度和精确性，三维物体进行定量的描述变得越来越重要，而传统的尺寸测量方法速度慢、精度低、自动化程度不高，很难满足对同一类物体批量快速测量的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种人体外形三维数据测量装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型一种基于结构光技术的三维人体测量装置，包括测量平台、结构光三维扫描仪和支撑架，所述结构光三维扫描仪安装在所述支撑架最上端，所述测量平台安放被测物，所述测量平台与所述结构光三维扫描仪和支撑架通过调节距离配合采集待测物的数据。
进一步的，所述支撑架是三角支架，所述三角支架包括上支架、活动接头和三角支座，所述上支架通过所述活动接头固定在所述三角支座上。
进一步的，所述的结构光三维扫描仪和支撑架组成的结构数不小于2个且均匀等距的分布在所述测量平台的周围。
实践证明通过该技术方案，利用结构光技术可以快速精准的得到物体的三维点云数据，通过对三维点云数据进行处理得到三维人体模型，进而得到人体十分精确的尺寸，最终改善传统测量方法所带来的不足。
附图说明
图1：本实用新型结构图。
其中1、测量平台；2、结构光三维扫描仪；3、上支架；4、活动接头；5、三角支座。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型做进一步说明。
本实用新型一种基于结构光技术的三维人体测量装置，包括测量平台（1）、结构光三维扫描仪（2）和支撑架，所述结构光三维扫描仪（2）安装在所述支撑架最上端，所述测量平台（1）安放被测物，所述测量平台（1）与所述结构光三维扫描仪（2）和支撑架通过调节距离配合采集待测物的数据，所述支撑架是三角支架，所述三角支架包括上支架（3）、活动接头（4）和三角支座（5），所述上支架（3）通过所述活动接头（4）固定在所述三角支座（5）上，所述的结构光三维扫描仪（2）和支撑架组成的结构数不小于2个且均匀等距的分布在所述测量平台（1）的周围。
本实用新型的技术方案在实际参加的整个工作原理上包括有三个工作内容，即三维人体扫描，三维人体重建，三维人体测量。而本实用新型只涉及到三维人体扫描，由测量平台和多个（如3个）结构光三维扫描仪组成；三维人体重建，由三维点云数据处理和三维人体曲面重构组成；三维人体测量，由人体基准点、特征平面的确定以及B样线条拟合测量人体截面周长组成。（加以说明的是三维人体扫描是本实用新型涉及到方案的内容，而三维人体重建和三维人体测量是基于三维人体扫描的工作结果而进行的计算机数据分析，并不是本实用新型所要求保护的内容，这里只是为了更加充分的对该技术说明而提到的工作内容，以下跟本实用新型相关的技术原理只是为了使本实用新型更加被充分理解而做的解释说明）
工作时，被测人员进入测量区域，自然站立于测量平台，多个结构光三维扫描仪等距环绕在测量平台四周，这样可以尽可能的全面得到有效的人体三维数据。需要多个结构光三维扫描仪等距环绕在测量平台四周的原因是可以一次得到的人体多角度的点云数据，减少因为人体位移而造成的误差。结构光测量法的基本原理是：采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。采用这种测量原理使得对物体进行照相测量成为可能，所谓照相测量就是类似于照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图象，而结构光三维扫描仪获得的是物体的三维信息。
而此时得到的点云数据，还不能直接进行测量人体尺寸数据，需要进行三维人体重建。在此需要需要先进行数据处理，包括三部分：数据滤波，数据拼接，数据精简。数据滤波是为了去除点云数据中的噪声，因为在三维人体测量时不可避免地引入测量噪声，噪声点对后期的三维人体重建有很大的影响，为了得到较好的特征提取效果必需对测量数据进行滤波。数据拼接是因为得到的是人体不同角度的点云数据，使他们能够拼合成一片完整的数据点云。数据拼接按过程可分为粗拼接和精确拼接：粗拼接将不同坐标系下点云大致对准到同一坐标系下，为精确拼接提供初始值。精确拼接通过迭代优化一组坐标变换参数，以实现拼接误差的最小化。对于精确拼接，其最佳效果不仅要求拼接误差尽量小，而且拼接后点云重叠区域应当尽可能地均匀渗透，即有很好的曲面质量，以便利于后续的曲面建模。结构光三维扫描仪对物体表面的测量精度和效率很高，测量的数据量非常大，存在着大量的冗余数据，增加了后续建模等工作的难度。因此需要提取点云数据中反映曲面特征的点，去除冗余数据，即对测量数据进行精简，提高建模效率和建模质量。三维人体建模是通过建模将离散的测量数据重构连续变化的曲面，包括曲面插值和曲面逼近。曲面插值要求插值后的曲面严格的通过数据点，通常可分为整体插值和局部插值。曲面逼近是基于离散数据构造出一个曲面，使这些点在某种意义下最为接近所构造的曲面。
得到人体三维曲面模型之后，结合人体几何特征以及人体特征尺寸在服装学中的定义获取特征尺寸的测量基准点所在位置，通过这些测量基准点获取截面，通过B样线条拟合截面上的数据点获取特征尺寸。具体流程为人体模型正背面的识别，肢体的识别和划分，关键测量基准点的识别，特征尺寸提取。提取人体特征尺寸之前需要做的工作是识别不同肢体的点云数据，以腋点和胯点作为肢体划分的特征点，将两腋点之外的点云数据定义为左右上肢，将胯点之外的点云数据定义为左右下肢。如此将人体模型数据划分为5个部分：左上肢数据、右上肢数据、左下肢数据、右下肢数据、驱赶数据。人体特征尺寸按期几何形状可分为两类：一类是围度方向具有封闭性的尺寸其外形是闭合的曲线，如胸围；一类是垂直方向上的非闭合性的尺寸，其外形是非闭合的曲线，如身高。第一类特征尺寸的提取，由特征尺寸的几何特征确定特征尺寸所在人体的高度位置，用此高度的横截面与人体模型相交，得到人体模型表面上的交线，必要时微调交线。交线是有许多相连的直线组成，当直线段足够小时，交线就近似一条光滑曲线。第二类特征尺寸的提取，由特征尺寸的几何特征确定尺寸特征点的位置，过这些特征点截取人体模型获取人体截面，对截面上的点进行数据拟合，完成特征尺寸的提取。
Claims (3)
1.一种基于结构光技术的三维人体测量装置，其特征是：包括测量平台、结构光三维扫描仪和支撑架，所述结构光三维扫描仪安装在所述支撑架最上端，所述测量平台安放被测物，所述测量平台与所述结构光三维扫描仪和支撑架通过调节距离配合采集待测物的数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于结构光技术的三维人体测量装置，其特征是：所述支撑架是三角支架，所述三角支架包括上支架、活动接头和三角支座，所述上支架通过所述活动接头固定在所述三角支座上。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于结构光技术的三维人体测量装置，其特征是：所述的结构光三维扫描仪和支撑架组成的结构数不小于2个且均匀等距的分布在所述测量平台的周围。
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