[發明專利]一種基于Kinect的人體坐姿三維重建裝置和方法

在審

• 申請號: 201710223438.X
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107038757A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 吳俊;曹立波;譚力凡;游雅利;陶武康
• 申請（專利權）人: 湖南師范大學;湖南大學
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于Kinect的人體坐姿三維重建裝置，它主要包括電動轉臺（1）、坐姿支撐臺、三維掃描設備和數據處理系統，其特征在于，坐姿支撐臺固定連接在電動轉臺（1）上，跟隨電動轉臺（1）一起勻速轉動，三維掃描設備朝向電動轉臺（1），并與數據處理系統相連接。

2.如權利要求1所述的基于Kinect的人體坐姿三維重建裝置，其特征在于：所述坐姿支撐臺包括座椅支撐桿（2）、座椅坐墊（3）、扶手（4）、扶手支撐板（5）、腳踏板（6），座椅坐墊（3）固接在座椅支撐桿（2）上，座椅支撐桿（2）高度可調，扶手支撐板（5）上加工有插接孔（11），插接孔（11）在扶手支撐板（5）兩側均勻分布，扶手（4）的底部可插在插接孔（11）內。

3.如權利要求1所述的基于Kinect的人體坐姿三維重建裝置，其特征在于：所述三維掃描設備包括Kinect深度相機（7）和三腳架（8），Kinect深度相機（7）固接在三腳架（8）頂端且鏡頭指向人體，三腳架（8）高度可隨人體坐高調節，調節范圍為60cm～150cm。

4.如權利要求1所述的基于Kinect的人體坐姿三維重建裝置，其特征在于：所述數據處理系統包括計算機（10）和USB數據線（9），其中計算機（10）中安裝有Kinect驅動程序和自定義坐姿三維數據處理軟件。

5.如權利要求2所述的基于Kinect的人體坐姿三維重建裝置，其特征在于：所述座椅坐墊（3）、扶手（4）、腳踏板（6）均采用高透光性材料（如亞克力）制成。

6.一種運用權利要求1所述裝置實施人體坐姿三維重建的方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

(a)開啟計算機（10），調用KinectFusion工具，初始化系統參數，包括掃描范圍、圖像分辨率，模型輸出格式等；

(b)調整座椅坐墊（3）高度和扶手（4）位置，使坐在其上的人體保持規定坐姿；

(c)人體坐立于電動轉臺（1）中，手臂張開握住扶手（4），雙腳置于腳踏板（6）上，雙腿自然打開；

(d)啟動KinectFusion三維重建功能，同時開啟電動轉臺（1）使其勻速轉動，電動轉臺（1）旋轉一周后，獲取人體三維重建初始數據；

(e)使用直通濾波器，去除人體以外的背景和環境數據；

(f)將人體點云中存在孔洞的位置分割出來，切取截面點云，利用最小二乘法對截面點云進行曲線擬合，通過擬合函數獲得孔洞處填補點的三維坐標，完成該截面的點云孔洞修補，得到最終完整的人體坐姿三維重建模型。