本發(fā)明涉及人體信息采集領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能三維人體信息采集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的三維人體信息采集系統(tǒng)僅是三維人體模型的重建，然而在實(shí)際應(yīng)用中，往往希望直接獲得更多的人體信息數(shù)據(jù)。無論是公安機(jī)關(guān)對嫌疑人進(jìn)行信息采集，還是在虛擬試衣、服裝鞋帽的高端定制等領(lǐng)域，需要獲得采集對象的身高、體重、人像、足長、足形等信息，包括體型描述的各參數(shù)信息如：肩寬、胸圍、腰圍、臀圍、臂長、腿長、大腿圍等數(shù)據(jù)，以及站立狀態(tài)下雙足的足形特征。由于目前的三維人體信息采集系統(tǒng)功能單一，這些信息的獲取，通常需要輔以多種其他設(shè)備和人工測量的辦法來完成，操作繁瑣，工作效率很低。因此，開發(fā)一套能夠通過簡單操作獲得更多數(shù)據(jù)信息的三維人體信息采集系統(tǒng)及方法顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種多功能三維人體信息采集系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中采集信息單一的問題，實(shí)現(xiàn)了一次掃描同時獲取人體多個信息數(shù)據(jù)的目的，采集過程簡單、高效。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種多功能三維人體信息采集系統(tǒng)，包括：轉(zhuǎn)盤、三維人體掃描裝置、足部掃描裝置、體重測量裝置、三維重建模塊和分析測量模塊，其特征在于：

所述轉(zhuǎn)盤設(shè)有至少一個足部掃描裝置和體重測量裝置；

所述三維重建模塊，用于人體和足部掃描數(shù)據(jù)的三維重建和拼接，以形成含足底在內(nèi)的完整的三維人體模型；

所述分析測量模塊，用于三維模型各部分尺寸信息的分析和測量。

基于以上基本方案，本發(fā)明還作了如下重要的優(yōu)化設(shè)計(jì)：

所述轉(zhuǎn)盤包括箱體、旋轉(zhuǎn)支撐架和支撐板，所述箱體底板上固定有足部掃描裝置，所述支撐板具有所述足部掃描裝置工作所需光源的高透過性。

所述轉(zhuǎn)盤底部設(shè)有支撐腳，在至少一個支撐腳和轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有體重測量裝置。

所述支撐板上設(shè)有雙腳的指定放置區(qū)域，所述指定區(qū)域與旋轉(zhuǎn)支撐架和支撐板的接觸區(qū)域無重疊。

所述足部掃描裝置沿支撐板徑向的掃描范圍涵蓋了支撐板上雙腳指定放置區(qū)域沿徑向的最小到最大半徑范圍。

所述旋轉(zhuǎn)支撐架包括穿過并固定在箱體底板的轉(zhuǎn)軸和固定于轉(zhuǎn)軸上方且與轉(zhuǎn)軸同心的盤面，所述轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述盤面包括內(nèi)盤、外盤和連接內(nèi)外盤的連接件，所述連接件至少有3條。

所述分析測量模塊依據(jù)指令進(jìn)行任意距離的測量,包括任意周長、曲線距離以及直線距離的測量。

所述分析測量模塊可自動生成人體特征常規(guī)尺寸信息，包括身高、肩寬、胸圍、腰圍、臀圍、足長和足寬。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種多功能三維人體信息采集方法，包括：在三維人體信息采集過程中采集體重信息和足底信息；通過三維重建和拼接建立含足底在內(nèi)的完整的三維人體模型；通過分析和測量模塊依據(jù)指令測量三維模型各部分尺寸信息，和/或自動生成人體特征常規(guī)尺寸信息，包括身高、肩寬、胸圍、腰圍、臀圍、足長和足寬。

本發(fā)明所提供的多功能三維人體信息采集方法包括以下步驟：

（1）采集對象雙腳置于支撐板的指定區(qū)域；

（2）由體重測量裝置獲取采集對象的體重信息；

（3）開啟三維人體掃描裝置，根據(jù)采集對象的高度調(diào)節(jié)三維掃描攝像頭的高度和拍攝角度；

（4）啟動轉(zhuǎn)盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過三維人體掃描裝置和足部掃描裝置分別獲取人體和足底的三維數(shù)據(jù)；

（5）三維重建模塊進(jìn)行人體和足底三維模型的重建和拼接，獲得含足底在內(nèi)的完整的人體三維模型；

（6）由測量分析模塊根據(jù)指令測量所述完整的人體三維模型中的任意尺寸，和/或自動獲取人體特征常規(guī)尺寸信息，包括身高、肩寬、胸圍、腰圍、臀圍、足長和足寬。

本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

本發(fā)明通過在轉(zhuǎn)盤箱體底板上安裝三維掃描攝像頭，實(shí)現(xiàn)了三維人體信息采集過程中足底信息的三維采集，通過三維重建模塊的重建和拼接，形成了完整的人體三維模型，包含人在站立狀態(tài)下足部內(nèi)側(cè)、外側(cè)以及足底在內(nèi)的全面的足部信息，采集過程簡單、高效。

本發(fā)明通過轉(zhuǎn)盤底部體重測量裝置的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了采集對象體重的測量。

本發(fā)明通過分析測量模塊的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了三維人體模型任意尺寸信息的測量，包括周長、曲線距離以及直線距離的測量，以及身高、肩寬、胸圍、腰圍、臀圍、足長和足寬等人體常規(guī)特征參數(shù)的自動獲取和顯示。

附圖說明

圖1系統(tǒng)示意圖；

圖2三維掃描單元示意圖；

圖3轉(zhuǎn)盤俯視圖；

圖4轉(zhuǎn)盤剖面圖。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對本發(fā)明提供的多功能三維人體信息采集系統(tǒng)及方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便更好理解本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍，但實(shí)施例的內(nèi)容并不限制本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。說明書附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明與本發(fā)明有關(guān)的基本結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例中提供了一種多功能三維人體信息采集系統(tǒng)，如圖1所示，主要包括由支架4和至少兩個三維掃描單元1組成的三維人體掃描裝置、轉(zhuǎn)盤2、主機(jī)3，主機(jī)內(nèi)設(shè)有三維重建模塊和分析測量模塊。三維掃描單元用于三維人體的掃描，轉(zhuǎn)盤用于三維人體掃描過程中帶動采集對象進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，配合完成人體的360°三維掃描，二者均與主機(jī)3相連接，通過主機(jī)3執(zhí)行相應(yīng)的操作控制，以實(shí)現(xiàn)三維掃描攝像頭的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，人體和足底的掃描數(shù)據(jù)傳輸至主機(jī)3由三維重建模塊完成人體及足部的三維重建和拼接，基于三維重建模型的分析測量給出人體常規(guī)特征信息，或根據(jù)指令完成所需尺寸的測量。

如圖2所示，三維掃描單元包括固定裝置101以及設(shè)于其上的三維掃描攝像頭102、升降裝置103和旋轉(zhuǎn)裝置104。在實(shí)際運(yùn)用過程中，兩個或兩個以上的掃描單元1通過固定裝置101固定于支架4或采集間的內(nèi)壁上，每個單元均可通過主機(jī)3來控制升降裝置103和旋轉(zhuǎn)裝置104以調(diào)整三維掃描攝像頭102的高度和拍攝角度，以適應(yīng)不同身高的采集對象。

如圖3和圖4所示，轉(zhuǎn)盤包括支撐板202、旋轉(zhuǎn)支撐架、箱體204、電機(jī)205以及足部三維掃描攝像頭208。箱體底部設(shè)有支撐腳206，在支撐腳206和箱體204之間設(shè)有體重測量裝置209如壓力傳感器，用于獲取采集對象的體重。旋轉(zhuǎn)支撐架由穿過并固定在箱體底板的轉(zhuǎn)軸207和固定于轉(zhuǎn)軸上方且與轉(zhuǎn)軸同心的盤面203組成，盤面包括內(nèi)盤210、外盤211和連接內(nèi)外盤的連接件212，盤面上設(shè)有螺紋孔用于固定支撐板202，支撐板202具有所述足部三維掃描攝像頭208工作所需光源的高透過性。電機(jī)205轉(zhuǎn)軸穿過箱體底板帶動旋轉(zhuǎn)支撐架及其上所固定的支撐板202進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸可以通過皮帶進(jìn)行傳動,也可以通過齒輪與旋轉(zhuǎn)支撐架相互嚙合進(jìn)行傳動。

上述連接件212至少有3條，優(yōu)選地如圖4所示，3條連接件沿徑向連接內(nèi)外盤；在另一實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)支撐架設(shè)有4條連接件，呈x狀分布，較佳的夾角范圍為30°-90°。

上述支撐板上設(shè)有指定的雙腳放置區(qū)域201，該區(qū)域與旋轉(zhuǎn)支撐架盤面203和支撐板202的接觸區(qū)域無重疊，以保證雙腳在掃描過程中無遮擋。

本發(fā)明一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，足部三維掃描攝像頭208沿支撐板徑向且攝像頭朝上設(shè)置，其掃描范圍涵蓋了支撐板上雙腳的指定放置區(qū)域沿徑向的最小到最大半徑范圍。

所述三維掃描攝像頭和足部三維掃描攝像頭可采用基于不同技術(shù)的三維成像裝置，如結(jié)構(gòu)光技術(shù)、雙目視覺技術(shù)、多視圖技術(shù)或者多種技術(shù)的結(jié)合等，支撐板具有對應(yīng)三維掃描技術(shù)工作所需光源的高透過性。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種多功能三維人體信息采集方法，包括：在三維人體信息采集過程中采集體重信息和足底信息；通過三維重建和拼接建立含足底在內(nèi)的完整的三維人體模型；通過分析和測量模塊依據(jù)指令測量三維模型各部分尺寸信息，和/或自動生成人體特征常規(guī)尺寸信息，包括身高、肩寬、胸圍、腰圍、臀圍、足長和足寬。

本發(fā)明一個優(yōu)選實(shí)施例的具體步驟如下：

（1）采集對象雙腳置于支撐板的指定區(qū)域；

（2）由體重測量裝置獲取采集對象的體重信息；

（3）開啟三維人體掃描裝置，根據(jù)采集對象的高度調(diào)節(jié)三維掃描攝像頭的高度和拍攝角度；

（4）啟動轉(zhuǎn)盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過三維人體掃描裝置和足部掃描裝置分別獲取人體和足底的三維數(shù)據(jù)；

（5）三維重建模塊進(jìn)行人體和足底三維模型的重建和拼接，獲得含足底在內(nèi)的完整的人體三維模型；

（6）由測量分析模塊根據(jù)指令測量所述完整的人體三維模型中的任意尺寸，和/或自動獲取人體特征常規(guī)尺寸信息，包括身高、肩寬、胸圍、腰圍、臀圍、足長和足寬。