[發明專利]對象身體尺寸測量方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 201810783625.8
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN110720922B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 徐蔚峰;郁彥彬
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107;A61B5/11
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 趙冬梅

本發明涉及身體尺寸測量領域，尤其涉及一種基于可穿戴慣性測量單元的對象身體尺寸測量方法、裝置和系統。所述方法包括如下步驟：在所述對象執行涉及一個或多個可轉動部位的測量動作時，通過與所涉及的一個或多個可轉動部位相關聯的至少一個慣性測量單元采集運動數據；基于來自所述相關聯的至少一個慣性測量單元中的每個慣性測量單元的運動數據來計算該慣性測量單元的旋轉半徑；并且根據所述相關聯的至少一個慣性測量單元的旋轉半徑以及所述相關聯的至少一個慣性測量單元與各自的可轉動部位的相應位置關系來計算所述一個或多個可轉動部位的尺寸。與傳統身體尺寸測量方法相比，本發明的身體尺寸測量方法更加簡單、高效。

技術領域

本發明涉及測量技術領域，尤其涉及一種對象身體尺寸測量方法、裝置和系統。

背景技術

制造自動化是先進制造技術中的重要組成部分。其內涵就是發揮人的核心作用，人與機器共同組成一個系統，各自執行自己最擅長的工作，從而得到整個系統的最佳效益。當今，人機混合生產線被引入各類工廠中。當工程師設計機器生產線時，通過使用工業設計軟件很容易知道機器的自動化移動。但是，工程師卻很難知道人與機器交互的移動。

隨著運動捕獲技術的發展，工程師可以直接模擬出所設計的機器生產線與人的交互，知道所設計的機器是否適合人類操作，以及該機器是否能夠與同一生產線的其它機器和人適當工作。這通常被稱為人機分析。當工程師模擬混合生產線的人機交互時，人體尺寸是人機分析中的重要參數。人體尺寸的測量偏差影響被捕獲運動的精度，進一步影響人機分析的結果。

目前，人體尺寸只能通過傳統的長度測量工具或者專門的身體尺寸測量裝置進行測量。傳統的長度測量工具例如為直尺或卷尺。該方法需要測量所有的關節，操作復雜且耗時。有時，甚至需要他人的幫助。專門的身體尺寸測量裝置例如為專利CN104434111A中描述的光學測量設備或專利KR101822571B1中描述的圖像測量設備。這些方法測量速度快、精度高，且方便用戶操作，但是卻花費更多，因為需要額外購置專門的測量設備。而且，這些專門的測量設備不能被復用于運動捕獲。

盡管在例如專利CN107422857A中描述的光學傳感器既能進行運動捕獲也能獲得高精度的人體尺寸信息。但是，這種方法的硬件成本更高，算法更復雜，而且極大地受到光環境的影響，測量容易受到干擾。

因此，需要改進的身體尺寸測量方法和裝置，以克服上述以及其他問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種簡單、高效的對象身體尺寸測量方法、裝置和系統，其允許進一步獲得對象的運動姿態。

第一方面，提供一種對象身體尺寸測量方法，其中，一個或多個慣性測量單元(IMU)已被附著到所述對象的至少一個可轉動部位，所述方法包括如下步驟：

在所述對象執行涉及一個或多個可轉動部位的測量動作時，通過與所涉及的一個或多個可轉動部位相關聯的至少一個慣性測量單元采集運動數據；

基于來自所述相關聯的至少一個慣性測量單元中的每個慣性測量單元的運動數據來計算該慣性測量單元的旋轉半徑；并且

根據所述相關聯的至少一個慣性測量單元的旋轉半徑以及所述相關聯的至少一個慣性測量單元與各自的可轉動部位的相應位置關系來計算所述一個或多個可轉動部位的尺寸。