[發(fā)明專利]一種基于Kinect和雙目視覺(jué)的腳型三維重建與測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710961929.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107767442B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊海清;何力;徐春燕;郭更新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T3/40;G06T15/00;G06T17/20;G06K9/46;G06K9/62;G06T5/00;G06T7/194;G01B11/24
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種基于Kinect和雙目視覺(jué)的腳型三維重建與測(cè)量方法，包括如下步驟：步驟S1，從不同角度拍攝人體腳型，獲得多幅不同的腳型圖像和腳型的深度圖像；步驟S2，進(jìn)行深度圖像到三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；步驟S3，將獲得的不同方向的雙目圖像先進(jìn)行特征匹配，通過(guò)雙目相機(jī)系統(tǒng)求得正確匹配特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)；步驟S4，將不同視圖的雙目圖像正確匹配的特征點(diǎn)利用ICP算法求得其最佳的旋轉(zhuǎn)平移矩陣；步驟S5，利用步驟S4中求得的參數(shù)將Kinect傳感器獲得的三維點(diǎn)云進(jìn)行點(diǎn)云拼接；步驟S6，對(duì)步驟S5中拼接好的三維點(diǎn)云，進(jìn)行曲面重建和渲染，最后得到腳的三維模型，對(duì)重建后的腳模型進(jìn)行特征參數(shù)的測(cè)量和提取。本發(fā)明方法硬件成本低，操作簡(jiǎn)單，并具有準(zhǔn)確快速的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于三維重建技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，特別涉及的是一種基于Kinect和雙目視覺(jué)的腳型三維重建與測(cè)量方法。

背景技術(shù)

鞋與腳的不匹配會(huì)給人造成很多的不適感，甚至造成疾病。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于鞋碼尺寸的分類僅僅局限于足部的長(zhǎng)度，這樣是不夠的。現(xiàn)今制鞋業(yè)應(yīng)不只是重視鞋的外形設(shè)計(jì)與流行性，功能與舒適性也需成為關(guān)注重點(diǎn)，量腳定制勢(shì)在必行。鞋楦是制鞋的模型，鞋楦的準(zhǔn)確與否決定了鞋子的舒適度。

準(zhǔn)確高效的腳型測(cè)量方法是鞋楦制作的前提，現(xiàn)有的腳型測(cè)量方法分為接觸式測(cè)量和非接觸式兩種，其中接觸式測(cè)量主要是指用尺子和皮尺，還有一些設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，其不能自動(dòng)化測(cè)量，只能通過(guò)手工去測(cè)量。非接觸測(cè)量主要是指利用激光掃描、結(jié)構(gòu)光投影和計(jì)算機(jī)立體視覺(jué)等技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，獲得腳的模型參數(shù)。

基于激光的測(cè)量主要通過(guò)激光掃描的方式對(duì)腳進(jìn)行掃描，但是這種掃描是逐步進(jìn)行掃描，一般采用的線激光通過(guò)電機(jī)的移動(dòng)進(jìn)行掃描的方式，這樣雖然能獲得較高的精度，但是其價(jià)格比較昂貴，不利于中小鞋業(yè)公司的推廣使用?；诮Y(jié)構(gòu)光測(cè)量的方法和激光的方法大致相同，不同的是利用基于面結(jié)構(gòu)光的方法可獲取整個(gè)面的數(shù)據(jù)，這樣降低了測(cè)量者因抖動(dòng)帶來(lái)的誤差，但是其價(jià)格也是比較昂貴，也不利于推廣?；诹Ⅲw視覺(jué)的三維腳型獲取技術(shù)主要通過(guò)攝像機(jī)采集腳型圖像，然后通過(guò)利用圖像分析、視覺(jué)重建、幾何處理等手段恢復(fù)腳型的三維模型。雖然價(jià)格便宜，但是基于立體視覺(jué)的測(cè)量一般測(cè)量精度不高，而且很難獲得大量的點(diǎn)云，造成了其重建精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提出一種基于Kinect和雙目視覺(jué)的腳型三維重建與測(cè)量方法。該方法可以準(zhǔn)確快速的完成對(duì)腳型的三維重建與測(cè)量，具有準(zhǔn)確、快速、低成本和易操作等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明所提供的一種基于Kinect和雙目視覺(jué)的腳型三維重建與測(cè)量方法，包括如下步驟：

步驟S1，從不同的角度的拍攝人體腳型，獲得多幅不同的腳型圖像和腳型的深度圖像；

步驟S2，進(jìn)行深度圖像到三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；

步驟S3，將獲得的不同方向的雙目圖像先進(jìn)行特征匹配，通過(guò)雙目相機(jī)系統(tǒng)求得正確匹配特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)；

步驟S4，將不同視圖的雙目圖像正確匹配的特征點(diǎn)利用ICP算法求得其最佳的旋轉(zhuǎn)平移矩陣；

步驟S5，利用步驟S4中求得的參數(shù)將Kinect傳感器獲得的三維點(diǎn)云進(jìn)行點(diǎn)云拼接；

步驟S6，對(duì)步驟S5中拼接好的點(diǎn)云，進(jìn)行曲面重建和渲染，最后得到腳的三維模型，對(duì)重建后的腳模型進(jìn)行特征參數(shù)的測(cè)量和提取。

為了實(shí)現(xiàn)上述方法，本發(fā)明采用了以下裝置，包括一個(gè)雙目攝像機(jī)、一個(gè)Kinect傳感器和一臺(tái)計(jì)算機(jī)，雙目攝像機(jī)固定在Kinect傳感器上面，視為剛性結(jié)構(gòu)，雙目攝像機(jī)和Kinect傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連。該裝置用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法，但本發(fā)明方法不僅限于該裝置。

本發(fā)明的有益效果是：