TW201321717A - 物體外型量測系統 - Google Patents

Abstract

複數個感測器在一預定空間範圍內，連續感測之一物體的表面與複數個感測器之複數個相對距離，並根據複數個相對距離產生複數個距離資料。資料處理模組用來根據複數個感測器所產生之複數個距離資料，建立物體之外型曲線模型。如此一來，可大幅提升量測物體外型時所產生之外型曲線模型的精確度。

Description

物體外型量測系統

本發明揭露一種物體外型量測系統，尤指一種藉由連續感測一預定空間範圍內之一物體表面與複數個感測器之間的相對距離來建立該物體之一外型曲線模型的物體外型量測系統。

在健身管理中，消費者對於體型雕塑的注重程度常不遜於體質管理，然而體型雕塑除了以人工使用量尺的方式以外，並無較為具體的方式來取得體型的相關數據。然而，由於人為因素無法嚴格控管，則所呈現的體型數據會出現較大的誤差。

在整形外科手術中，對於體型或臉型的數據管理也相當的重要，然而比較常見的數據取得方式是護士以人工使用量尺的方式直接量取受術者體型資料，才方以施術前與施術後的數據差異來說服受術者其手術的具體成效。然而，如同以上所述，由於無法嚴格控管人為因素，以量尺取得體型數據還是有可能會出現明顯的誤差。

在服飾訂製中，一般常見的狀況是裁縫師以量尺直接量取客戶的體型，取得大致的體型資料來縫製客製化的衣物。然而，由於每人外型在同樣的兩個部位間，可能都會出現很大的曲線變化，即使裁縫師已經量取上述兩個部位上的尺寸，還是有可能會因為無法掌控該二部位間的體型曲線，而使縫製出來的衣物需要重複的修改，也浪費大量的時間與縫製成本。此處所述之身體部位間曲線變化的問題，也很容易出現在上述健身管理或整形外科手術的狀況。

此外，近幾年受到十分重視的足部及站姿之健康，常受限於不知該如何挑選適當的鞋型及鞋款。在無法詳盡得知客戶足部曲線的情況下，一般作法是客戶重複試穿多種鞋款來挑選，不僅耗費時間成本，一般客戶缺乏正確的專業常識，也難以挑選出真正適合之鞋款。

為了解決上述先前技術中量測人體外型時因為人為因素所可能產生的體型數據誤差，本發明係揭露一種物體外型量測系統。該物體外型量測系統包含複數個感測器、一載體、及一資料處理模組。該複數個感測器中任一感測器係用來連續感測一預定空間範圍內之一物體的表面與該感測器之相對距離，並根據該複數個相對距離產生複數個距離資料。該載體用來承載並固定該複數個感測器。該資料處理模組用來根據該複數個感測器所產生之該複數個距離資料來建立該物體之一外型曲線模型。

請參閱第1圖，其為根據本發明之一第一實施例所實施之一物體外型量測系統100的示意圖。如第1圖所示，物體外型量測系統100包含複數個感測器102、104、106、108、110、112、呈環狀之一載體150、以及一資料處理模組160。

載體104用來承載並固定複數個感測器102-112，以使複數個感測器102-112彼此之間的相對位置固定。複數個感測器102-112各自用來連續感測一受測物體170的表面與複數個感測器102-112各自之複數個相對距離，並各自根據所感測到之該複數個相對距離產生一距離資料，其中受測物體170需位於複數個感測器102-112可偵測之一預定空間範圍內。在第1圖所示之實施例中，受測物體170係為人體，然在本發明之其他實施例中，亦可用人體以外的其他物體來作為受測物體170。資料處理模組160用來根據複數個感測器102-112所產生的複數個距離資料，建立受測物體170之一外型曲線模型。

如第1圖所示，複數個感測器102-112各自具有相異的偵測範圍(Field of view)，為了清楚標示，第1圖中只標示了感測器102所監控之一偵測範圍R1及感測器104所監控之一偵測範圍R2，並另外標示出複數個感測器102-112所形成之一有效偵測範圍RA；當受測物體170被複數個感測器102-112所偵測時，受測物體170會被有效偵測範圍RA所涵蓋。請注意，第1圖所示之有效偵測範圍RA的範圍僅為圖示本發明之一實施例，且有效偵測範圍RA的實際大小與形狀等會隨著複數個感測器102-112的感測能力與類型而產生不同的變化。除此以外，在本發明之一實施例中，複數個感測器102-112的偵測範圍可出現部分重疊。

第1圖所示之物體外型量測系統100產生受測物體170之該外型曲線模型的實施方式如下：當受測物體170位於有效偵測範圍RA內而被有效偵測範圍RA所涵蓋時，複數個感測器102-112開始連續感測受測物體170表面上不同部位與感測器102-112之間的相對距離，並根據所量測到的相對距離來產生對應之複數個距離資料；接著該些距離資料會被傳輸至資料處理模組160來進行處理，以建立受測物體170的外型曲線模型。

在本發明之其他實施例中，物體外型量測系統所使用之感測器數目並不受第1圖以及下列各圖的限制，且當本發明所揭露之物體外型量測系統所使用之感測器數目越多，所得到的外型曲線模型精確度也會更高，直到精確度到達一定水準為止。

在本發明之一實施例中，載體150係為可移動式載體，並可在複數個感測器102-112圍繞受測物體170設置的前提下，以環繞受測物體170之方式進行移動，以同步移動複數個感測器102-112各自的感測範圍來持續量測不同的相對距離，使該等感測器依序感測該物體的表面與該等感測器的相對距離，並產生對應之距離資料。如此一來，可在不另外增加感測器數目的前提下擴大有效偵測範圍RA的範圍大小，並提高最後產生之該外型曲線模型的精確度。

當以不同種類的感測器來進行偵測時，第1圖所示之物體外型量測系統100也會以不同的原理來測量複數個感測器102-112與受測物體170表面之間的相對距離。這些不同種類的感應器用來感應與受測物體170之間相對距離的依據可包含發射訊號與反彈訊號間的差異或是影像資訊等。

在本發明之一實施例中，複數個感測器102-112是以發出發射訊號的時間點與接收到反彈訊號之時間點間之一時間差來當作發射訊號與反彈訊號間的差異，以量測感測器與受測物體170之間相對距離，且複數個感測器102-112可以光學測距器或是音波測距器來實施。在這種情況下，複數個感測器102-112測量與受測物體170之間相對距離的方式可如以下所述實施：(1)複數個感測器102-112發射至少一偵測訊號；(2)受測物體170的表面反射該至少一偵測訊號來對應產生至少一反彈訊號；(3)複數個感測器102-112依照該至少一回彈訊號與該至少一偵測訊號的差異，感測複數個感測器102-112與受測物體170的表面間之複數個相對距離，以對應產生複數個距離資料；(4)資料處理模組160根據該複數個距離資料，來建立物體170之外型曲線模型。藉由找出發射訊號的時間點與接收到反彈訊號之時間點間之該時間差，在光學測距器或音波測距器發射訊號的速度為已知的條件下，可以有效決定複數個感測器102-112與受測物體170的表面間之複數個相對距離，以完成上述產生距離資料並建立物體170之外型曲線模型。

在本發明之一實施例中，複數個感測器102-112是以影像資訊來做為量測感測器與受測物體170之間相對距離的依據，且複數個感測器102-112可以影像感測器來實施。在這種情況下，複數個感測器102-112測量與受測物體170之間相對距離的方式可如以下所述實施：(1)複數個感測器102-112根據一影像校正參數擷取拍攝有受測物體170之至少一影像；(2)複數個感測器102-112根據該影像較正參數與該至少一影像來感測複數個感測器102-112與待測物體170之間的複數個相對距離，並據以產生複數個距離資料；(3)資料處理模組160根據該複數個距離資料產生待測物體170的外型曲線模型。在本發明之一實施例中，上述複數個感測器102-112根據該影像校正參數與該至少一影像來感測複數個感測器102-112與待測物體170之間的複數個相對距離的過程可以套用該影像校正參數來測量該至少一影像中像深(Image depth)的方式進行，以得到所需之該複數個相對距離，並進而得到待測物體170之外型曲線模型。

在本發明之一實施例中，載體150上配置了可用於手持的基座，使得使用者得以將物體外型量測系統100以手持的方式攜帶並移動至不同地點，以使物體外型量測系統100更便於使用。

資料處理模組160並不限定於直接以有線方式來與複數個感測器102-112以傳輸必要的訊號。在本發明之一實施例中，資料處理模組160與複數個感測器102-112皆配置有無線傳輸裝置，使得資料處理模組160與複數個感測器102-112之間的訊號傳輸或資料傳輸可以無線方式進行，亦即資料處理模組160可以無線方式接收複數個感測器102-112所產生之該複數個距離資料。

在本發明之一實施例中，資料處理模組160可包含於一主機，且該主機不限定於與複數個感應器102-112直接連接與否，亦即該主機可以有線或無線方式與複數個感應器傳輸訊息或資料，以使得該主機包含之資料處理模組160可接收複數個感應器102-112所產生之距離資料。

請參閱第2圖，其為根據本發明之一第二實施例所揭露之一物體外型量測系統200的示意圖。物體外型量測系統200包含複數個感測器202、204、206、208、210、呈長條狀之一載體250、以及一資料處理模組260，其中複數個感測器202、204、206、208、210與複數個感測器102-112相同，載體250與載體150的功能相同，且資料處理模組260與資料處理模組160的功能相似。物體外型量測系統200與物體外型量測系統100的主要相異處在於受測物體170可以靜止或進行自轉，在此同時，載體250上掛載之複數個感測器202-210可量測複數個感測器202-210與受測物體170之表面間的複數個相對距離，並根據該複數個相對距離產生複數個距離資料，最後再由資料處理模組260由複數個感測器202-210來接收該複數個距離資料，使得資料處理模組260可根據該複數個距離資料來建立受測物體170之外型曲線模型。其中R21、R22、R23、R24、R25係各自為感測器202-210的偵測範圍，且RB為偵測範圍R21-R25所集合形成的有效偵測範圍。

在本發明之一實施例中，複數個感應器202-210會如同一般的身高量尺般，記錄各自對應的身高高度，以作為產生該複數個距離資料時的輔助資訊。

在本發明之其他實施例中，亦可將本發明揭露之物體外型量測系統用於量測人體特定部位的曲線，並將該物體外型量測系統包含之載體與感測器配合該受測人體之特定部位外型來設置。舉例來說，可將本發明揭露之物體外型量測系統用於量測腿部/腳部的外型曲線，並將該物體外型量測系統包含之感測器與載體設計為適合腿部/腳部的尺寸；如此一來，使用該物體外型量測系統時，只要使用者將腿部/腳部放置於本發明揭露之該物體外型量測系統中，便可獲得關於腿部/腳部的外型曲線模型，而解決先前技術中客戶需要重複挑選鞋款來找尋並不見得合腳之鞋子的問題。

請注意，將第2圖所述之實施例加上上述所提及可用於第1圖所示物體外型量測系統100的各種限制條件所產生之實施例，仍應視為本發明之實施例。在前述實施例中，各感測器之偵測範圍亦可部份重疊。在前述實施例中，本發明之物體外型量測系統亦可另外在上述之有效偵測範圍內設置具有已知外型之一參考物件，以在進行正式量測前，先以該物體外型量測系統透過其設置之感測器偵測該參考物件，並以資料處理模組建立該參考物件之一基準外型曲線模型的方式，校準本發明之物體外型量測系統。

藉由本發明所揭露之物體外型量測系統，可以用來產生各種物體的外型曲線模型，只要受測物體滿足其整體被壟罩於感測器之有效感測區域的條件即可。當該物體外型量測系統用於量測人體時，可以產生精確的人體外型曲線模型，對於從事整形手術、服飾訂製、或健身管理等需要精確掌控人體外形的工作來說，可大幅提升精確度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、200．．．物體外型量測系統

102、104、106、108、110、112、202、204、206、208、210．．．感測器

150、250．．．載體

160、260．．．資料處理模組

R1、R2、R21、R22、R23、R24、R25．．．偵測範圍

RA、RB．．．有效偵測範圍

第1圖與第2圖為根據本發明之實施例所實施之物體外型量測系統的示意圖。

100．．．物體外型量測系統

102、104、106、108、110、112．．．感測器

150．．．載體

160．．．資料處理模組

R1、R2．．．偵測範圍

RA．．．有效偵測範圍

Claims (12)

1. 一種物體外型量測系統，包含：複數個感測器，其中任一感測器係用來連續感測一預定空間範圍內之一受測物體的表面與該感測器之複數個相對距離，並根據該複數個相對距離產生複數個距離資料；一載體，用來承載並固定該複數個感測器；及一資料處理模組，用來根據該複數個感測器所產生之該複數個距離資料，建立該受測物體之一外型曲線模型。
2. 如請求項1所述之物體外型量測系統，其中該載體係為一可移動式載體，可圍繞該受測物體設置，以環繞該受測物體而移動，並使該等感測器依序感測該受測物體的表面與該等感測器的相對距離。
3. 如請求項1所述之物體外型量測系統，其中該載體更包含一基座，以可攜至不同地點使用。
4. 如請求項1所述之物體外型量測系統，其中該複數個感測器用來發射至少一偵測訊號、感測該受測物體的表面反射該至少一偵測訊號所產生之至少一回彈訊號、並依照該至少一回彈訊號與該至少一偵測訊號的差異來產生該複數個距離資料。
5. 如請求項4所述之物體外型量測系統，其中該複數個感測器包含一光學測距器或一音波測距器。
6. 如請求項1所述之物體外型量測系統，其中該複數個感測器包含一影像感測器，該影像感測器具有與距離相關之一影像校正參數，且該資料處理模組用來根據該影像感測器所產生的一影像資訊以及該影像校正參數，建立該受測物體之一外型曲線模型。
7. 如請求項1所述之物體外型量測系統，其中該資料處理模組係以無線方式連接於該複數個感測器，以接收該複數個感測器所產生之該複數個距離資料。
8. 如請求項1所述之物體外型量測系統，其中該資料處理模組係屬於一主機。
9. 如請求項1所述之物體外型量測系統，其中該複數個感測器係以各自具有相異偵測範圍(field of view)之方式來設置。
10. 如請求項9所述之物體外型量測系統，其中該複數個感測器之偵測範圍係為部份重疊。
11. 如請求項1所述之物體外型量測系統，更包含設置於該預定空間範圍內且具有已知外型之一參考物件，其中該複數個感測器另用來偵測該參考物件，且該資料處理模組另用來建立該參考物件之一基準外型曲線模型，以校準該物體外型量測系統。
12. 如請求項1所述之物體外型量測系統，其中該載體與該等感測器，係配合該受測物體之外型而設置。