CN106204727A - 一种足部三维扫描重建的方法及装置 - Google Patents

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王新安
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Abstract

本申请公开了一种足部三维扫描重建的方法及装置，所述方法包括用深度图像摄像机对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图；提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据；提取三维云数据之间的匹配点对；对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数；根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型。本申请不仅能精确测量用户的足部三维信息，而且使用方便，拍摄简单，成本低，易于推广。

Description

一种足部三维扫描重建的方法及装置
技术领域
本申请涉及三维重构领域，具体涉及一种足部三维扫描重建的方法及装置。
背景技术
足部三维形状的扫描对于定制鞋的过程非常重要。目前，现有的市场上测量足底三维图像的装置多为激光扫描三维重建测量装置，一台激光扫描仪的价格通常在几万、十几万，甚至上百万。同时，该类扫描仪受环境光影响较大，而且受物体表面颜色限制，不能测量黑色物体或者反光物体。因此，现有技术中，得到足部三维形状的设备具有体积大，易受环境光影响，成本高的特点。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供一种足部三维扫描重建的方法及装置。
根据本申请的第一方面，本申请提供一种足部三维扫描重建的方法，包括：
用深度图像摄像机对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图；
提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据；
提取三维云数据之间的匹配点对；
对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数；
根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型。
在一较优实施例中，拍摄得到的多幅足部深度图，两两之间有重叠区域。
在一较优实施例中，所述深度图像摄像机为Kinect、ZED或Camcube。
在一较优实施例中，提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据时，是根据足底深度图，计算足底深度图中各像点到深度图像摄像机的距离，以构造足部的三维点云数据；提取三维云数据之间的匹配点对时，是在各足底深度图的重叠区域，找到各个三维点云数据之间的匹配点；对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数，是获取包括平移矩阵和旋转矩阵的位置变换参数；根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型，是通过平移矩阵和旋转矩阵，将不同的点云数据拼接到同一个图中，以得到足部三维模型。
根据本申请的第二方面，本申请提供一种足部三维扫描重建的装置，包括：
深度图像获取部件，其包括深度图像摄像机，所述深度图像摄像机用于对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图；
重建部件，用于根据所述多幅足部深度图来重建足部三维模型。
在一较优实施例中，所述深度图像摄像机为Kinect、ZED或Camcube。
在一较优实施例中，所述深度图像获取部件还包括辅助摄像组件，所述辅助摄像组件包括：
扫描支撑底座；
足部支撑架，用于支撑用户的足部；
旋转件，所述旋转件一端可旋转地设置于扫描支撑底座上，另一端用于放置所述深度图像摄像机，使得深度图像摄像机被旋转带动，以对放置于足部支撑架上的用户的足部进行不同角度的深度图拍摄；
或者，
扫描支撑底座；
足部支撑架，用于支撑用户的足部；
多个像机支撑架，各像机支撑架的一端固设于扫描支撑底座上，另一端用于放置一个深度图像摄像机，其中多个像机支撑架被设置成放置于各个像机支撑架上的各个深度图像摄像机，分别以不同角度对放置于足部支撑架上的用户的足部进行深度图拍摄。
在一较优实施例中，所述重建部件包括：
点云数据提取单元，用于提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据；
匹配点对提取单元，用于提取三维云数据之间的匹配点对；
位置变换单元，用于对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数；
拼接单元，用于根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型。
在一较优实施例中，所述重建部件为应用软件。
本申请的有益效果是：
依上述实施的足部三维扫描重建的方法及装置，利用深度图像摄像机对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图，并根据足部深度图最终构造重建出足部三维模型，不仅能精确测量用户的足部三维信息，而且使用方便，拍摄简单，成本低，易于推广。
附图说明
图1为本申请一种实施例的足形三维扫描重建的方法的流程示意图；
图2为本申请一种实施例的足形三维扫描重建的装置的结构示意图；
图3为本申请一种实施例的辅助摄像组件的结构示意图；
图4为本申请一种实施例的重建部件的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
请参照图1，本申请公开了一种足部三维扫描重建的方法，包括步骤S01～S09。
步骤S01、用深度图像摄像机对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图。在一较优实施例中，步骤S01中所使用的深度图像摄像机为Kinect、ZED或Camcube等。在一较优实施例中，拍摄得到的多幅足部深度图，两两之间有重叠区域。另外，具体在拍摄用户足部的多幅深度图像时，可以是手持深度图像摄像机扫描也可以是动力装置带动深度相机扫描，还可以是多个深度相机固定拍摄多幅图片，用户的脚固定不动。
步骤S03、提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据。在一具体实施例中，本步骤S03是根据足底深度图，计算足底深度图中各像点到深度图像摄像机的距离，以构造足部的三维点云数据。
步骤S05、提取三维云数据之间的匹配点对。在一具体实施例中，本步骤S05是在各足底深度图的重叠区域，找到各个三维点云数据之间的匹配点。
步骤S07、对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数。在一实施例中，本步骤S07获取的位置变换参数包括平移矩阵和旋转矩阵。
步骤S09、根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型。在一具体实施例中，本步骤S09是通过平移矩阵和旋转矩阵，将不同的点云数据拼接到同一个图中，以得到足部三维模型。
以上为本申请公开的足部三维扫描重建的方法，其基于足部深度图来构造重建出足部三维模型，不仅能精确测量用户的足部三维信息，而且使用方便，拍摄简单，成本低，易于推广。
请参照图2，本申请还提出了一种足部三维扫描重建的装置，包括深度图像获取部件10和重建部件30。
深度图像获取部件10包括深度图像摄像机11，在一实施例中，还可以包括辅助摄像组件13。
深度图像摄像机11用于对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图。
在一实施例中，深度图像摄像机11为Kinect、ZED或Camcube。
请参照图3，在一实施例中，辅助摄像组件13包括扫描支撑底座13-1、足部支撑架13-2和旋转件13-3。足部支撑架13-2用于支撑用户的足部。旋转件13-3的一端可旋转地设置于扫描支撑底座13-1上，另一端用于放置深度图像摄像机10，使得深度图像摄像机10被旋转带动，以对放置于足部支撑架13-2上的用户的足部进行不同角度的深度图拍摄。此实施例中的辅助摄像组件13，实际上是使操作人员使用一个深度图像摄像机10从不同角度对用户的足部进行深度图拍摄。在另一实施例中，辅助摄像组件13还可以用多个像机支撑架(未画出)来代替旋转件13-3，具体地，多个像机支撑架被设置成放置于各个像机支撑架上的各个深度图像摄像机10分别以不同角度对放置于足部支撑架13-2上的用户的足部进行深度图拍摄，这样的话，辅助摄像组件13，实际上是操作人员使用多个深度图像摄像机10分别从不同角度对用户的足部进行深度图拍摄。
重建部件30用于根据拍摄得到的多幅足部深度图来重建足部三维模型。在一实施例中，重建部件30为应用软件，例如，为电脑上的软件或手机上的APP等。在一实施例中，请参照图4，重建部件30包括点云数据提取单元31、匹配点对提取单元32、位置变换单元33和拼接单元34。
点云数据提取单元31用于提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据。在一具体实施例中，点云数据提取单元31是根据足底深度图，计算足底深度图中各像点到深度图像摄像机的距离，以构造足部的三维点云数据。
匹配点对提取单元32用于提取三维云数据之间的匹配点对。在一具体实施例中，匹配点对提取单元32是在各足底深度图的重叠区域，找到各个三维点云数据之间的匹配点
位置变换单元33用于对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数。在一实施例中，位置变换单元33获取的位置变换参数包括平移矩阵和旋转矩阵。
拼接单元34用于根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型。在一具体实施例中，拼接单元34是通过平移矩阵和旋转矩阵，将不同的点云数据拼接到同一个图中，以得到足部三维模型。
本申请利用深度图像摄像机对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图，并根据足部深度图最终构造重建出足部三维模型，不仅能精确测量用户的足部三维信息，而且使用方便，拍摄简单，成本低，易于推广。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种足部三维扫描重建的方法，其特征在于，包括：
用深度图像摄像机对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图；
提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据；
提取三维云数据之间的匹配点对；
对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数；
根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型。
2.如权利要求1所述的足部三维扫描重建的方法，其特征在于，拍摄得到的多幅足部深度图，两两之间有重叠区域。
3.如权利要求1所述的足部三维扫描重建的方法，其特征在于，所述深度图像摄像机为Kinect、ZED或Camcube。
4.如权利要示1至3中任一项所述的足部三维扫描重建的方法，其特征在于：
提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据时，是根据足底深度图，计算足底深度图中各像点到深度图像摄像机的距离，以构造足部的三维点云数据；
提取三维云数据之间的匹配点对时，是在各足底深度图的重叠区域，找到各个三维点云数据之间的匹配点；
对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数，是获取包括平移矩阵和旋转矩阵的位置变换参数；
根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型，是通过平移矩阵和旋转矩阵，将不同的点云数据拼接到同一个图中，以得到足部三维模型。
5.一种足部三维扫描重建的装置，其特征在于，包括：
深度图像获取部件，其包括深度图像摄像机，所述深度图像摄像机用于对足部以不同角度和不同姿态进行深度图拍摄以得到多幅足部深度图；
重建部件，用于根据所述多幅足部深度图来重建足部三维模型。
6.如权利要求5所述的足部三维扫描重建的装置，其特征在于，所述深度图像摄像机为Kinect、ZED或Camcube。
7.如权利要求5或6所述的足部三维扫描重建的装置，其特征在于，所述深度图像获取部件还包括辅助摄像组件，所述辅助摄像组件包括：
扫描支撑底座；
足部支撑架，用于支撑用户的足部；
旋转件，所述旋转件一端可旋转地设置于扫描支撑底座上，另一端用于放置所述深度图像摄像机，使得深度图像摄像机被旋转带动，以对放置于足部支撑架上的用户的足部进行不同角度的深度图拍摄；
或者，
扫描支撑底座；
足部支撑架，用于支撑用户的足部；
多个像机支撑架，各像机支撑架的一端固设于扫描支撑底座上，另一端用于放置一个深度图像摄像机，其中多个像机支撑架被设置成放置于各个像机支撑架上的各个深度图像摄像机，分别以不同角度对放置于足部支撑架上的用户的足部进行深度图拍摄。
8.如权利要求5所述的足部三维扫描重建的装置，其特征在于，所述重建部件包括：
点云数据提取单元，用于提取每一幅足底深度图对应的足部三维点云数据；
匹配点对提取单元，用于提取三维云数据之间的匹配点对；
位置变换单元，用于对各匹配点对进行位置变换，以获取位置变换参数；
拼接单元，用于根据位置变换参数，将多幅足底深度图的足部三维点云数据进行拼接，得到足部三维模型。
9.如权利要求5或8所述的足部三维扫描重建的装置，其特征在于，所述重建部件为应用软件。
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