人体高速扫描仪及三维建模方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及人体扫描技术领域，特别涉及人体高速扫描仪及三维建模方法。
【背景技术】
[0002] 从技术发展来看，人体测量技术可以分为传统的人体测量技术和三维人体测量技 术。
[0003] 传统测量技术以软尺、人体测高仪、角度计、测距计、可变式人体截面测量仪等为 主要工具，可以直接测量出人体各部位的体表长度和横截面形状，使用工具简单，操作方 便，因此在服装业中长期被采用。但由于这些方法都是接触式的测量，往往会使被测者感到 窘迫或疲劳，或因测量者技术不够熟练造成测量误差。由于人体具有复杂形状，无法进行更 深入的研宄。尽管传统的测量方法目前仍广泛使用，但其不足之处已显而易见，无法测量人 体形态、曲线特征，测量速度慢，工作量大，误差大。
[0004] 随着计算、互联网、多媒体、虚拟现实和快速原型制造等技术快速的发展，产品的 高精度，高效率，必将给每个行业的发展，带来强大的生命力和蓬勃的市场生机。
[0005] 因此，人体扫描技术领域急需一种能够测量人体形态、曲线特征、测量速度快、误 差小、工作量少，无需传感器、结构简单的人体高速扫描仪及三维建模方法。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了人体高速扫描仪及三维建模方法，技术方案如下： 人体高速扫描仪，包括：底板、框架、立柱、扶手、LED灯和体感相机； 底板，上面具有脚模，用于放置足部； 框架，安装在底板上； 扶手，安装在底板上，与框架相连接； 立柱，为2根或2根以上，安装在框架上； 体感相机，为多个，分别位于每根立柱上，与外接的计算机相连接； LED灯，为多个，分别位于每个体感相机的周围。
[0007] 优选的，在上述人体高速扫描仪中，扶手为2个，弧形结构，对称的分布在底板上。
[0008] 优选的，在上述人体高速扫描仪中，体感相机为PrimeSense或/和Kinect体感相 机。
[0009] 优选的，在上述人体高速扫描仪中，每根立柱上的体感相机数量为1-5个。
[0010] 优选的，在上述人体高速扫描仪中，每根立柱上的体感相机都位于立柱的中心线 上，等间距地纵向排列。
[0011] 优选的，在上述人体高速扫描仪中，立柱为3根或4根，每根立柱上的体感相机数 量为3或4个。
[0012] 优选的，在上述人体高速扫描仪中，扶手为不锈钢扶手。
[0013] 人体高速扫描仪的三维建模方法，包括如下步骤： 步骤一，要求被扫描的人站在底板的脚模位置，双手握住扶手，打开所有LED灯和体感 相机； 步骤二，多个体感相机同时对人体进行拍照，拍摄得到的深度图根据体感相机内部参 数自动转换为三维点云； 步骤三，体感相机将三维点云传递给外接计算机，外接计算机根据每个体感相机测得 的三维点云，通过预先标定的空间关系进行拼接，得到人体的三维建模。
[0014] 优选的，在上述人体高速扫描仪的三维建模方法中，步骤二中的深度图转换成三 维点云的具体步骤为： 首先，体感相机采集到深度图，并计算出深度图中人体某一点到相机的距离为Zjp Z ~ depth{ xf γ) · 然后，根据Z计算出横向坐标X和纵向坐标Υ，进而求得三维点云（X，Υ，ζ);
【主权项】
1. 人体高速扫描仪，其特征在于，包括：底板、框架、立柱、扶手、L邸灯和体感相机； 所述底板，上面具有脚模，用于放置足部； 所述框架，安装在所述底板上； 所述扶手，安装在所述底板上，与所述框架相连接； 所述立柱，为2根或2根W上，安装在所述框架上； 所述体感相机，为多个，分别位于每根所述立柱上，与外接的计算机相连接； 所述LED灯，为多个，分别位于每个所述体感相机的周围。
2. 根据权利要求1所述的人体高速扫描仪，其特征在于，所述扶手为2个，弧形结构，对 称的分布在所述底板上。
3. 根据权利要求1所述的人体高速扫描仪，其特征在于，所述体感相机为PrimeSense 或/和Kinect体感相机。
4. 根据权利要求1所述的人体高速扫描仪，其特征在于，每根所述立柱上的体感相机 数量为1-5个。
5. 根据权利要求1所述的人体高速扫描仪，其特征在于，每根所述立柱上的体感相机 都位于立柱的中屯、线上，等间距地纵向排列。
6. 根据权利要求4所述的人体高速扫描仪，其特征在于，所述立柱为3根或4根，每根 所述立柱上的体感相机数量为3或4个。
7. 根据权利要求1所述的人体高速扫描仪，其特征在于，所述扶手为不诱钢扶手。
8. 人体高速扫描仪的=维建模方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一，要求被扫描的人站在底板的脚模位置，双手握住扶手，打开所有LED灯和体感 相机； 步骤二，多个体感相机同时对人体进行拍照，拍摄得到的深度图根据体感相机内部参 数自动转换为S维点云； 步骤=，体感相机将=维点云传递给外接计算机，外接计算机根据每个体感相机测得 的=维点云，通过预先标定的空间关系进行拼接，得到人体的=维建模。
9. 根据权利要求8所述的人体高速扫描仪的=维建模方法，其特征在于，所述步骤二 中的深度图转换成=维点云的具体步骤为： 首先，体感相机采集到深度图，并计算出深度图中人体某一点到相机的距离为Z，即2=dep￡h{x, y)； 然后，根据Z计算出横向坐标X和纵向坐标Y，进而求得S维点云（X，Y，Z);
其中，X，/是图像的X，J坐标，日tep姐(兩J)是当前点的深度值，X，Y，Z是S维点云的坐 标，是光屯、的x坐标，巧―是光屯、的J坐标。
10. 根据权利要求8所述的人体高速扫描仪的=维建模方法，其特征在于，所述步骤= 中外接计算机根据每个体感相机测得的=维点云，通过预先标定的空间关系进行拼接，得 到人体的=维建模的具体步骤为： 首先，根据公式
在预先设定的空间内计算出将每一个=维点云的及 建模后坐标，其中：r，Y'，玄是S维建模后的坐标，X，Y，Z是S维点云的坐标，R是旋转 矩阵，T是平移矩阵； 进一步地，将每一个=维建模后的坐标进行空间拼接，即可达到=维人体模型。
【专利摘要】本发明涉及人体扫描技术领域，提供了人体高速扫描仪及三维建模方法，包括：底板、框架、立柱、扶手、LED灯和体感相机；底板，上面具有脚模，用于放置足部；框架，安装在底板上；扶手，安装在底板上，与框架相连接；立柱，为2根或2根以上，安装在框架上；体感相机，为多个，分别位于每根立柱上，与外接的计算机相连接；LED灯，为多个，分别位于每个体感相机的周围。多个体感相机对人体进行拍照，拍摄得到的深度图根据体感相机内部参数自动转换为三维点云；外接计算机根据每个体感相机测得的三维点云进行拼接，得到人体的三维建模。本发明能够测量人体形态、曲线特征，具有测量速度快、误差小、工作量少，无需传感器、结构简单的优点。
【IPC分类】A61B5-107
【公开号】CN104783801
【申请号】CN201510174374
【发明人】汪小星
【申请人】精迪测量技术（上海）有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月14日