[發明專利]一種人體數字化測量裝置的數據拼接及系統標定方法

在審

• 申請號: 202011542093.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112729156A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 楊肖;葉帆;陳曉波;習俊通
• 申請（專利權）人: 上海智能制造功能平臺有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 徐音

本發明提供了一種人體數字化測量裝置的數據拼接及系統標定方法，包括以下步驟：對第一雙目傳感器、第二雙目傳感器、第三雙目傳感器進行立體標定建立測量坐標系，確定第一雙目傳感器的測量坐標系為全局坐標系；確定轉臺的轉軸在全局坐標系中的位置關系；將每次第三雙目傳感器、第二雙目傳感器、第一雙目傳感器所測被測物的點云數據拼接到全局坐標系中獲取初步拼接數據；將多個初步拼接數據基于繞轉軸逆旋轉相應角度實現旋轉拼接。本發明提出的數據拼接及系統標定方法簡單，無需設置移動導軌，減少了標定過程的環境與實際測量的差異，提高了測量精度，降低了勞動強度。

技術領域

本發明屬于非接觸式人體測量技術領域，具體而言，涉及一種人體數字化測量裝置的數據拼接及系統標定方法。

背景技術

目前，人體測量是建立人體數字化三維模型的重要手段，智能化服裝生產、醫學整形、3D打印等領域均對以光學測量技術為主的非接觸式人體測量有著廣泛的需求。在服裝生產領域，隨著人們物質水平的提高，消費者對著裝的舒適性、美觀性、個性化水平要求越來越高。具體地，在批量制衣領域中，服裝制作廠商主要還是按照現有的服裝型號標準進行批量化制作。而中國人口眾多，不同地域、不同年齡的人體型差異較大，有限的服裝型號標準無法覆蓋多樣化的體型，這不僅在一定程度上影響著著裝的美觀性和舒適性；并且可能會對人在工作和運動中的靈活舒展帶來不便。隨著智能制造技術的到來，制衣行業也在由傳統的加工模式向數字化、智能化生產模式轉變，建立符合本國人體體型分布情況的人體數據庫則尤為重要。國外人體數字化測量方面起步較早，在本世紀初期發達國家就已經研制了多款人體三維測量系統，如法國立克公司的Vitus Smart型非接觸式三維人體測量儀與德國Assyst Bullmer公司的TELMAT型三維人體測量儀，美國的Cyberware Wb4、英國的Wicks and Wislon Triform、日本的Hamamatsu BodyLine等掃描儀。近年來，國內在人體測量系統方面也開展了大量的研發工作，北京博維恒信公司推出了國內首套具有自主知識產權的3D CaMega人體掃描系統，該系統共有8個雙目結構光掃描儀，其中每個立柱上分布2個掃描儀，總占地空間為2700mm×2200mm×2100mm，測量精度為0.5mm，系統掃描時間小于8秒。綜上所述，國內外已經有多款可以獲取完整人體稠密數據的三維掃描儀，雖然測量原理不盡相同，但目前的主要測量方式都是多傳感器多立柱組合測量。國內外的非接觸式人體測量儀多通過雙目傳感器完成測量任務，雙目視覺傳感器由兩臺性能相同的面陣CCD攝像機組成，基于立體視差的原理，可完成視場內的所有特征點的三維測量，尤其是其它類型的視覺傳感器所不能完成的測量任務，如圓孔的中心、三棱頂點位置的測量等。因此，雙目視覺傳感器是多傳感器視覺檢測系統的主要傳感器之一。要實現雙目視覺傳感器直接測量大型物體關鍵點的三維測量，就必須知道傳感器的內部參數(攝像機的參數)、結構參數(兩攝像機間的位置關系)及傳感器坐標系與檢測系統的整體坐標系的關系(即全局標定)。因此，在實際測量之前，先要對攝像機進行參數標定。一般方法是，傳感器被提供給整個系統使用前，就離線完成傳感器的內部參數及結構參數的標定，采用一標準二維精密靶標及一維精密導軌，通過移動導軌來確定坐標系的一個坐標，通過攝像機的像面坐標及三個世界坐標的對應關系求得這些參數。

這種方法的缺點是：標定過程中，需要精確調整靶標與導軌的垂直關系，而且需多次準確移動導軌；同時標定過程的環境與實際測量的情形有差異；傳感器在安裝的過程中，易引起部分參數的變化，需多次的拆卸；攝像機還需進行全局標定，由此可知標定的勞動強度大，精度難以保證。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

有鑒于此，本發明的一個目的在于提供一種人體數字化測量裝置的數據拼接及系統標定方法。