[發明專利]一種采用單照像機的三維人體測量方法

無效

• 申請號: 200910198802.7
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN101720992A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 任立紅;方金;郝礦榮;丁永生
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: A41H1/00
• 分類號: A41H1/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬非接觸式三維人體測量技術領域，特別是涉及一種采用單照相機的三維人體 測量方法。

背景技術

近年來，隨著計算機視覺圖形學的發展，在非接觸式三維人體上有很多的應用。中國 專利“人體三維結構數據自動測量系統”(CN1084374)中提供了一種人體三維結構數據自 動測量系統，該系統通過CCD攝像機及紅外成像技術，結合濾光技術將人體圖像攝取保 存，利用計算機圖像處理技術將人體圖像中的人體真實外形輪廓提取出來，然后對多幅人 體真實外形輪廓進行綜合運算，得出需要的反映人體立體結構特征的三維數據。中國專利 “一種人體計測分析方法”(CN1596827)中，應用數碼相機拍攝計測臺上的人體外形，并 且把由計測臺承載人旋轉特定角度拍攝的圖片輸入計算機，在計算機測量分析軟件中提取 外形輪廓，自動標定測量基準線，根據具體計測物體做手動調整；去除輪廓圖中影響測量 結果的雜點，補足必要的輪廓線和輔助線，最后標定測量特征點，根據相應的特征點，測 量出人體高度、寬度、厚度、角度、圍度等數據。中國專利“人體外形尺寸非接觸式測量 方法及測量系統”(CN101228973)中，人體位于拍攝室內，通過圖像生成器獲得人體的二 維圖像，圖像處理器對該二維圖像進行處理，生成人體的三維人體特征點，并最終通過該 三維人體特征點計算所需的人體體型數據。中國專利“用于服裝設計的非接觸式人體測量 方法”(CN101322589)先獲取人體正測面數字圖像，得到人體正面及側面圖像邊緣，確定 人體測量特征點和線，計算對應于用于腹脹設計的人體高度和寬度測量數據，經BP神經 網絡仿真得到用于服裝設計的人體圍度測量數據。而在《傳感技術學報》2006年第2期“單 目立體視覺傳感器的優化設計及精度分析”一文中，為單目立體視覺傳感器系統建立了透 視成像數學模型，分析了傳感器的幾何結構參數等對系統性能的影響并進行了精度計算， 為立體視覺傳感器的優化設計提供了理論依據。綜上所述，對現有非接觸式人體測量技術 而言，在圖像獲取、處理及測量數據的獲取等方面雖有所進步，仍顯得復雜，尤其是圖像 獲取方面，或步驟繁瑣成本過高，或精度欠缺。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種測量設備簡單、測量操作方便且成本低的一種 非接觸式人體測量方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種采用單照相機的三維人體測量 方法，包括下例步驟：

(1)在單照相機前加一組鏡面組合系統與照相機一起構成單目視覺傳感器，它可同 時在照相機左右平面上獲得同一被測人體的正面和側面圖像；

(2)將得到的人體的正面和側面圖像通過閾值分割、邊緣檢測圖像處理得到人體正 側面的輪廓；

(3)確定人體正側面的特征曲線位置，并計算出這些人體部位的寬度、厚度；

(4)用回歸分析的方法進行三維曲線擬合獲得人體各部位的圍度數據。

所述的鏡面組合系統由一個數碼相機、第一組對稱平面反射鏡M1L、M1R和第二組 對稱平面反射鏡M2L、M2R構成(請描述這些設備的位置關系)。由于本方法對角度的 特定要求，因此這些設備尺寸及位置關系有特定要求，具體如圖1中，M1L、M1R為第一 組鏡面，鏡面分別朝外，相交于一條線上，M1R與水平線夾角及α＝45°，M1L、M1R高 為：g₁＝g₂(g₁＝dg₂/(d+L)＝g₂/3，為了制作方便，取g₁＝g₂)，長為M1＝0.7m(限制條件有 效視場，)；M2L、M2R為第二組鏡面，鏡面向內分別面向M1L、M1R。M2R 與水平線的夾角即β＝67.5°。M2L、M2R高為：長為M2＝1m (限制條件有效視場，M2/sin26.5＝(L+d)/sin41)。M1R與M2R在水平線上的距離及 L＝1m(限制條件為拍攝完整人時，虛鏡頭與人體的距離，∴ L＝1m)；相機與鏡面組合的距離d＝0.5m(鏡頭與鏡面允許的最大距離，限制條件為視場范 圍，d≤(sin18.5/sin26.5)M1，)。裝置整體長寬高如圖1中27，25，26，大小 為I1＝1.4m，(I1≥L+M2cos67.5＝1.382)；I2＝1m(I2≥M2sin67.5＝0.923)；I3＝1m(I3＝g₂＝g₁＝1)