[發明專利]一種基于切面點云的領圍測量方法

有效

• 申請號: 201610744217.2
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN106327536B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 袁蓉;徐增波;周誠
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62;G06T7/41;G06T5/00;G06T3/00
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 劉朵朵

1.一種基于切面點云的領圍測量方法，其特征在于，包括：

步驟一、根據體感采集設備采集人體三維的RGB-D格式的點云集，將人體上半身側向的點云集投影至YOZ平面，確定領圍的后頸點P和前頸點Q，進而得到基準領圍切面PQ；

步驟二、對離所述的基準領圍切面PQ有一定距離閾值的點云集進行平滑濾波，去除噪聲點；

步驟三、利用極坐標統計方法對平面濾波后的點云集進行計算，得到最終領圍的圍度值L；

所述極坐標統計的方法包括：

Step1：先對平面濾波后的點云集R_f1點云集中的所有點的X坐標值、Y坐標值和Z坐標值分別求和，再取平均值，得到R_f1點云集的中心點r_c＝(x_c,y_c,z_c)，

Step2：沿所述中心點做一圈共360個徑向分格，每個柵格為1°，計算每個所述柵格內離所述中心點r_c的最遠點、點總數和平均距離，則最遠點點集、點總數函數及平均距離點點集分別表示為L_max(t)、L_n(t)和L_mean(t)，其中t∈[1,360]，則最優切面點云集表示為：

L_o(t)＝L_mean(t)+coef*(L_max(t)-L_mean(t))，其中coef為加權系數，

對L_o(t)先進行平滑濾波，再進行凸包計算，進而最終領圍的圍度值L表示為：其中N_null為凸包點總數，p_j表示第j個凸包點；

步驟四、利用區域最小搜索法搜索圍度值L，得到最優領圍的圍度值L_obj；

所述區域最小搜索法包括：

Step?。憾x所述的基準領圍切面為(Y_b,θ_b)，則搜索切面為(Y_b±ΔY,θ_b±Δθ)；

Stepⅱ：利用所述的極坐標統計方法，對每個所述的搜索切面重新計算所述的最終領圍的圍度值，比較得到最小值即為最優圍度值L_obj，其中，

2.如權利要求1所述的領圍測量方法，其特征在于，所述步驟一中確定領圍的后頸點P和前頸點Q的方法包括：

步驟Ⅰ，在YOZ平面上，搜索最大Y點位置Y_max、最小Y點位置Y_min；

步驟Ⅱ，將平面點云集沿Y方向分割成N個切面位置，針對每個切片點的y_k,k∈[1,N]位置，分別搜索對應位置的Z最大值和最小值，分別得到兩條曲線z_min＝f₁(y_k),k∈[1,N],z_max＝f₂(y_k),k∈[1,N]；

步驟Ⅲ、在有向夾角θ的矢量長度不小于0.05的前提下，沿著z_min曲線向下搜索，計算各點的所述有向夾角θ，當所述有向夾角θ為全局極小值時，該點即為后頸點P；

步驟Ⅳ，計算z_max曲線中各點與z_min曲線中后頸點P的距離，距離最小的點為前頸點Q。

3.如權利要求1或2所述的領圍測量方法，其特征在于，所述步驟二中的平滑濾波的方法包括：

步驟ⅰ、計算人體三維的點云集中任一空間點到所述基準領圍切面PQ的距離D，在一定距離D范圍內的切面點云集表示為：

R＝{r_s＝(x_s,y_s,z_s)|D≤D_thr,s∈[1,M]}，

其中M為所述切面點云的個數，D_thr為點云至所述基準領圍切面PQ的距離閾值；

步驟ⅱ、對于所述切面點云集中任一點r_s＝(x_s,y_s,z_s)，在一定領域距離閾值d內，相鄰點云個數的統計表示為：

d為領域距離閾值；

步驟ⅲ、在相鄰點云集中，先計算任意兩個點的距離，再計算平均距離L_s，則所述平均距離L_s表示為：

濾波后的點云集表示為：

R_f1＝{r_s＝(x_s,y_s,z_s),s∈[1,N_f]N_s＞N_thr,L_s＞L_thr}，其中N_f為濾波后的點云個數，N_thr表示相鄰點云個數閾值，L_thr表示平均距離閾值。