[发明专利]一种采用单照像机的三维人体测量方法

说明书

技术领域

本发明属非接触式三维人体测量技术领域，特别是涉及一种采用单照相机的三维人体 测量方法。

背景技术

近年来，随着计算机视觉图形学的发展，在非接触式三维人体上有很多的应用。中国 专利“人体三维结构数据自动测量系统”(CN1084374)中提供了一种人体三维结构数据自 动测量系统，该系统通过CCD摄像机及红外成像技术，结合滤光技术将人体图像摄取保 存，利用计算机图像处理技术将人体图像中的人体真实外形轮廓提取出来，然后对多幅人 体真实外形轮廓进行综合运算，得出需要的反映人体立体结构特征的三维数据。中国专利 “一种人体计测分析方法”(CN1596827)中，应用数码相机拍摄计测台上的人体外形，并 且把由计测台承载人旋转特定角度拍摄的图片输入计算机，在计算机测量分析软件中提取 外形轮廓，自动标定测量基准线，根据具体计测物体做手动调整；去除轮廓图中影响测量 结果的杂点，补足必要的轮廓线和辅助线，最后标定测量特征点，根据相应的特征点，测 量出人体高度、宽度、厚度、角度、围度等数据。中国专利“人体外形尺寸非接触式测量 方法及测量系统”(CN101228973)中，人体位于拍摄室内，通过图像生成器获得人体的二 维图像，图像处理器对该二维图像进行处理，生成人体的三维人体特征点，并最终通过该 三维人体特征点计算所需的人体体型数据。中国专利“用于服装设计的非接触式人体测量 方法”(CN101322589)先获取人体正测面数字图像，得到人体正面及侧面图像边缘，确定 人体测量特征点和线，计算对应于用于腹胀设计的人体高度和宽度测量数据，经BP神经 网络仿真得到用于服装设计的人体围度测量数据。而在《传感技术学报》2006年第2期“单 目立体视觉传感器的优化设计及精度分析”一文中，为单目立体视觉传感器系统建立了透 视成像数学模型，分析了传感器的几何结构参数等对系统性能的影响并进行了精度计算， 为立体视觉传感器的优化设计提供了理论依据。综上所述，对现有非接触式人体测量技术 而言，在图像获取、处理及测量数据的获取等方面虽有所进步，仍显得复杂，尤其是图像 获取方面，或步骤繁琐成本过高，或精度欠缺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量设备简单、测量操作方便且成本低的一种 非接触式人体测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种采用单照相机的三维人体测量 方法，包括下例步骤：

(1)在单照相机前加一组镜面组合系统与照相机一起构成单目视觉传感器，它可同 时在照相机左右平面上获得同一被测人体的正面和侧面图像；

(2)将得到的人体的正面和侧面图像通过阈值分割、边缘检测图像处理得到人体正 侧面的轮廓；

(3)确定人体正侧面的特征曲线位置，并计算出这些人体部位的宽度、厚度；

(4)用回归分析的方法进行三维曲线拟合获得人体各部位的围度数据。

所述的镜面组合系统由一个数码相机、第一组对称平面反射镜M1L、M1R和第二组 对称平面反射镜M2L、M2R构成(请描述这些设备的位置关系)。由于本方法对角度的 特定要求，因此这些设备尺寸及位置关系有特定要求，具体如图1中，M1L、M1R为第一 组镜面，镜面分别朝外，相交于一条线上，M1R与水平线夹角及α＝45°，M1L、M1R高 为：g₁＝g₂(g₁＝dg₂/(d+L)＝g₂/3，为了制作方便，取g₁＝g₂)，长为M1＝0.7m(限制条件有 效视场，)；M2L、M2R为第二组镜面，镜面向内分别面向M1L、M1R。M2R 与水平线的夹角即β＝67.5°。M2L、M2R高为：长为M2＝1m (限制条件有效视场，M2/sin26.5＝(L+d)/sin41)。M1R与M2R在水平线上的距离及 L＝1m(限制条件为拍摄完整人时，虚镜头与人体的距离，∴ L＝1m)；相机与镜面组合的距离d＝0.5m(镜头与镜面允许的最大距离，限制条件为视场范 围，d≤(sin18.5/sin26.5)M1，)。装置整体长宽高如图1中27，25，26，大小 为I1＝1.4m，(I1≥L+M2cos67.5＝1.382)；I2＝1m(I2≥M2sin67.5＝0.923)；I3＝1m(I3＝g₂＝g₁＝1)