[發明專利]一種人體曲面建模方法、建模裝置及建模系統

有效

• 申請號: 202110600486.2
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113268062B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 孫昊;馬添翼;劉明和;丁慶松;徐悅軒
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明涉及一種人體曲面建模方法、建模裝置及建模系統，先構建給定區域對應的靜態三維柵格地圖，并獲取掃描路徑。然后基于掃描路徑和靜態三維柵格地圖確定運動路徑，并控制機器人沿運動路徑運動，在機器人的運動過程中控制掃描模塊對人體進行SLAM三維激光掃描，得到人體掃描信息，基于人體掃描信息獲得人體點云數據。最后根據人體點云數據進行人體曲面建模，得到人體模型。本發明能夠實時確定機器人的運動路徑，更好的完成人體點云數據的采集過程，在一定程度上降低有水環境對人體點云數據采集的影響，能夠獲得質量更好的人體點云數據，基于這一人體點云數據所進行的人體曲面建模過程更加穩定，得到的人體模型更好。

技術領域

本發明涉及人體曲面建模技術領域，特別是涉及一種人體曲面建模方法、建模裝置及建模系統。

背景技術

自20世紀90年代開始，隨著三維激光掃描技術的興起及其在工程中的廣泛應用，大量學者針對點云數據處理過程進行了深入研究，使得點云處理技術得到了迅速的發展。

SLAM技術(Simultaneous Localization And Map-ping，即時定位與地圖構建)于20世紀80年代末被提出，最早應用于機器人領域，主要解決的問題是機器人等移動設備利用自身攜帶的傳感器感知周圍環境，在繪制環境地圖的同時對自身進行定位。2010年之后，SLAM技術進入到前沿發展階段，同時隨著各類傳感器的發展，SLAM系統使用的傳感器也在不斷拓展，從早期的聲吶，到后來的2D/3D激光雷達、單/雙目相機等，基于3D激光雷達傳感器的SLAM系統即為SLAM三維激光掃描系統。SLAM三維激光掃描系統屬于移動式激光掃描，但無須GPS及慣導系統，無須換站及拼接，即可采集獲取物體完整的、連貫的點云數據，具有數據獲取速度快、精度高、操作簡單、數據處理方便等優點。

目前，現有的SLAM三維激光掃描系統在有水環境下，無法穩定的進行建模操作。

發明內容

本發明的目的是提供一種人體曲面建模方法、建模裝置及建模系統，對洗浴過程中的人體表面進行點云數據采集，能夠穩定的完成人體曲面建模。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種人體曲面建模方法，所述建模方法包括：

構建給定區域對應的靜態三維柵格地圖；所述給定區域包括人體洗浴區域；

獲取掃描路徑，基于所述掃描路徑和所述靜態三維柵格地圖確定運動路徑；

控制機器人沿所述運動路徑運動，并在所述機器人的運動過程中控制掃描模塊對人體進行SLAM三維激光掃描，得到人體掃描信息，基于所述人體掃描信息獲得人體點云數據；

根據所述人體點云數據進行人體曲面建模，得到人體模型。

一種人體曲面建模裝置，所述建模裝置包括機器人、掃描模塊、控制模塊及監控終端；

所述掃描模塊設置于所述機器人上；所述掃描模塊和所述機器人均與所述控制模塊通信連接；所述控制模塊與所述監控終端通信連接；

所述監控終端用于根據人體位姿確定掃描路徑，并將所述掃描路徑傳輸至所述控制模塊；

所述控制模塊用于構建給定區域對應的靜態三維柵格地圖，根據所述掃描路徑和所述靜態三維柵格地圖確定運動路徑，并控制所述機器人沿所述運動路徑運動；所述給定區域包括人體洗浴區域；

所述掃描模塊用于在所述機器人的運動過程中對人體進行SLAM三維激光掃描，得到人體掃描信息，并將所述人體掃描信息傳輸至所述控制模塊；

所述控制模塊還用于基于所述人體掃描信息獲得人體點云數據，根據所述人體點云數據進行人體曲面建模，得到人體模型。

一種人體曲面建模系統，所述建模系統包括：