[发明专利]一种用于手部扫描的3D扫描系统及其扫描方法

说明书

本发明公开了一种用于手部扫描的3D扫描系统，包括用于保持受试者呈放松姿势的座椅、用于夹持受试者手腕以固定手部姿势及承载物体的支撑杆、用于对用户进行3D扫描机获取3D扫描数据的3D扫描仪、用于支撑3D扫描仪的滑动组件、可承载滑动组件距受试者左右滑动的滑动轨道、及用于对所述3D扫描数据进行处理，以获取手部3D模型的数据处理模块；支撑杆上设置有一支撑台，支撑杆的上方设置有一夹持受试者手腕的手腕夹具；滑动轨道上设置有滑槽；本发明采用手腕夹具固定受试者手部姿势，提高3D扫描模型数据的精度。本发明的控制终端控制滑动组件沿滑动轨道缓慢匀速滑动，保证手部3D模型完整度的一致性。

技术领域

本发明属于3D扫描技术领域，具体涉及一种用于手部扫描的3D扫描系统及其扫描方法。

背景技术

随着现代科技的发展，3D扫描装置被越来越多的应用到人体尺寸测量领域，现已成为服装的常用研究工具。以往关于3D扫描装置测量人体的研究多以整个人体为研究对象，体积较大，测量难度较小。通过3D扫描装置获得的人体测量数据能够重复测量且可实现多角度测量，测量精度高、速度快，测量得到的数据能够提供人体运动引起的表面横截面形状长度和面积变化，获得数据更加全面。

3D扫描装置又可以分为固定式3D扫描仪和手持式3D扫描仪。固定式3D扫描仪扫描范围更大、相关技术更加成熟、可靠性更高。与人体相比，人手体积更小，人手上存在大量关节，活动灵活，在做抓握动作时，固定式3D扫描仪无法扫描到某些特定角度的手部抓握姿态数据。手持式3D扫描仪扫描范围较小，手持便捷，能够以人主导或配合辅助装扫装备实现多角度扫描。因此，往往选用手持式3D扫描仪作为测量手部数据的设备。

尽管3D扫描装置获取模型数据速度较快，实现多角度扫描仍需要数分钟的时间，在扫描过程中，受试者可能会出现轻微的晃动，影响得到数据的准确性，此外，受操作者熟练性的影响，使用手持式3D扫描仪获得的三维模型完整度也有所影响。专利公开号CN111369663A中国专利《人体3D扫描装置及其扫描方法》公开了一种能够基于多角度实现人体3D扫描，从而得到准确完整的人体3D模型的人体3D扫描装置。具体包括以下步骤：S1：当受试者站立在所述站台上后，令所述扫描装置沿对应的支撑杆上下滑动；S2：基于所述3D扫描数据构建人体3D模型。其中，受试者站在旋转转台中心，至少四个扫描装置沿对应的支撑杆上下滑动，同步进行3D扫描操作。控制终端控制所述滑动组件沿所述支撑杆上下移动，对受试者进行3D扫描，避免了因操作者熟练性不同导致的扫描模型完整度的差异。然而，该扫描装置要求至少四个扫描装置，扫描装置成本要求较高，对数据处理模块的处理能力要求较高。此外，该扫描装置主要针对构建整体人体3D扫描模型，扫描范围较大，不适于手部精确扫描。其扫描轨迹为沿支撑杆上下扫描，人手体积较小，对上下扫描轨迹长度要求较小，主要以横向扫描为主。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在问题或不足，本发明提供一种用于手部扫描的3D扫描系统及其扫描方法，能够基于多角度实现手部3D扫描，得到的3D手部模型完整度更高。

为实现上述发明目的，本发明的实施例提供一种用于手部扫描的3D扫描系统，其特征在于，包括用于保持受试者呈放松姿势的座椅、用于夹持受试者手腕以固定手部姿势及承载物体的支撑杆、用于对用户进行3D扫描机获取3D扫描数据的3D扫描仪、用于支撑3D扫描仪的滑动组件、可承载滑动组件距受试者左右滑动的滑动轨道、及用于对所述3D扫描数据进行处理，以获取手部3D模型的数据处理模块；

所述支撑杆上设置有一支撑台，所述支撑杆的上方设置有一夹持受试者手腕的手腕夹具；

所述滑动轨道上设置有滑槽；

所述滑动组件包括驱动电机、主动轮、从动轮和滑动杆；所述主动轮和从动轮分别通过连接件转动连接在滑动杆的下方两侧位置；所述主动轮和从动轮在滑槽内滑动；所述驱动电机带动主动轮旋转，所述驱动电机安装在滑动杆的下方，所述滑动杆的顶端设置有用于承载3D扫描仪的夹持装置；所述3D扫描仪为手持式3D扫描仪。

进一步的，所述滑动杆设置为长度可调的伸缩杆，所述伸缩杆上设置有锁定机构。