CN111369663A - 人体3d扫描装置及其扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种人体3D扫描装置及其扫描方法，包括：站台，用于支撑用户站立；至少四个支撑杆，所述至少四个支撑杆到所述站台的方向线均匀分布在所述站台四周；与所述支撑杆一一对应的扫描装置，可上下滑动地设置在对应的支撑杆上，用于对所述用户进行3D扫描以获取3D扫描数据；数据处理模块，用于对所述3D扫描数据进行处理，以获取人体3D模型。本发明的人体3D扫描装置及其扫描方法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，测量效率高，实用性强。

Description

人体3D扫描装置及其扫描方法

技术领域

本发明涉及3D扫描的技术领域，特别是涉及一种人体3D扫描装置及其扫描方法。

背景技术

随着现代科技的发展，人们的生活水平逐渐提高。人们对于服装的要求也越来越高，许多人可能由于工作忙等原因无法经常逛街试衣而选择网购。在网购衣服时，只能通过手工测量方法来选择衣服的尺寸和款式，无法精确判断所选择衣服的尺寸是否合适，款式是否合适自己的身材等。

现有技术中，在对顾客进行尺寸测量时，通常采用手工测量方法。采用传统的手动测量方法虽然方便，但是存在测量效率低、人工成本高、误差不可控等缺陷。同时，由于手工测量为接触式测量，容易引起被测量者的不安全感，增强被测量者的不舒适感，不能很好地为客户提供高质量的服务。

因此，人体3D扫描的测量方法应运而生。随着三维非接触测量技术的发展，在几秒钟时间内就可以获取到被测量物体表面的三维点云数据。其中，三维点云数据是指扫描资料以点的形式记录，每一个点包含有三维坐标，有些可能含有颜色信息(RGB)或反射强度信息。在三维点云数据的实际测量过程中，要求物体的所有表面是刚性的，不存在突然变形，并且从多个视角多次测量，再通过匹配的方法估计视角的位姿信息，从而将多次测量的三维点云数据组合成完整的物体三维点云数据。

例如，专利公开号为CN207472213U的中国实用新型专利《人体扫描仪》公开一种人体扫描仪，包括扫描室，所述扫描室包括：平面镜，用于将待测人体成像；感应装置，用于扫描获得待测人体的图像数据；旋转站台，用于根据控制指令旋转，并作为旋转所述待测人体的载体；主机，用于发出所述控制指令，并对所述图像数据进行处理；所述主机与旋转站台连接，所述感应装置和主机的主板设于所述平面镜上。但是，扫描过程中旋转站台的转动带动人体进行非刚性变形，例如手臂摆动、头部转动，导致难以成功匹配完整的待测人体的三维点云数据。

再例如，专利公开号为CN107545598A的中国专利《一种人体三维模型合成及身体数据获取方法》公开一种人体三维模型合成及身体数据获取方法，包括以下步骤：S1：使用人体扫描仪对被测人员进行扫描并得到多个深度图像，同时通过重量传感器和人体电阻传感器分别测量被测人员的体重和人体电阻率；S2：基于所述多个深度图像获得被测人员的原始三维模型A；S3：输入被测人员的性别、身高、年龄，并与被测人员的原始三维模型A、体重和人体电阻率一同发送至云端算法服务器进行优化和计算，得到带有标记信息的三维模型B，其中，所述标记信息用于身体部位定位，三维模型B的特征在于针对不同被测人员拥有相同的三维顶点数量、顶点顺序和相同的三维网格拓扑结构，并且各三维顶点所代表的人体部位大致相同；S4：对三维模型B进行测量并结合被测人员的性别、身高、年龄、体重、人体电阻率获得被测人员的身体数据；S5：将被测人员的三维模型B和身体数据保存在云端中心数据库，以供被授权人员读取及使用。其中，在扫描过程中，待测人体站在旋转转台中心，当旋转转台平稳转动时，要求待测人体双手握住扶手，来避免人体的非刚性变形。但是扶手立于待测人体和扫描设备之间，在扫描过程中，会部分遮挡人体，造成人体表面数据缺失。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种人体3D扫描装置及其扫描方法，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，测量效率高，实用性强。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种人体3D扫描装置，包括：站台，用于支撑用户站立；至少四个支撑杆，所述至少四个支撑杆到所述站台的方向线均匀分布在所述站台四周；与所述支撑杆一一对应的扫描装置，可上下滑动地设置在对应的支撑杆上，用于对所述用户进行3D扫描以获取3D扫描数据；数据处理模块，用于对所述3D扫描数据进行处理，以获取人体3D模型。

于本发明一实施例中，所述支撑杆的个数为四，所述四个支撑杆均匀分布在所述站台周围。

于本发明一实施例中，所述支撑杆上设置有滑动组件，所述扫描装置基于所述滑动组件沿所述支撑杆上下滑动。

于本发明一实施例中，所述滑动组件包括驱动电机、主动轮、从动轮、同步带和滑块；所述主动轮和所述从动轮分别位于所述支撑杆的两端，所述驱动电机与所述主动轮相连，所述同步带套设在所述主动轮和所述从动轮上，所述滑块设置在所述同步带上，所述扫描装置设置在所述滑块上，以随所述滑块上下移动。

于本发明一实施例中，所述滑动组件还包括两个行程开关，设置在所述支撑杆的两端，以限定所述滑块的滑动区间。

于本发明一实施例中，所述扫描装置采用相机。

于本发明一实施例中，还包括显示模块，用于显示所述人体3D模型。

于本发明一实施例中，所述显示模块还用于显示所述人体3D模型的参数信息。

本发明提供一种根据上述的人体3D扫描装置的扫描方法，包括以下步骤：

当用户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，并采集3D扫描数据；

基于所述3D扫描数据构建人体3D模型。

于本发明一实施例中，间隔预设时长令所述扫描装置依次沿对应的支撑杆上下滑动。

如上所述，本发明所述的人体3D扫描装置及其扫描方法，具有以下有益效果：

(1)无需人体转动，即可实现多角度的人体3D扫描，从而得到准确完整的人体3D模型；

(2)智能化程度高，无需用户过多配合，极大地提升了用户体验；

(3)占用面积较小、测量效率高。

附图说明

图1显示为本发明的人体3D扫描装置于一实施例中的结构示意图；

图2显示为本发明的滑动组件于一实施例中的结构示意图；

图3显示为本发明的人体3D扫描装置的扫描方法于一实施例中的流程图。

元件标号说明

1 站台

2 支撑杆

3 扫描装置

4 滑动组件

41 驱动电机

42 主动轮

43 从动轮

44 同步带

45 滑块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的人体3D扫描装置及其扫描方法无需人体旋转，即可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，测量效率高，可广泛应用于虚拟试衣等领域。

如图1所示，于一实施例中，本发明提供一种人体3D扫描装置，包括：

站台1，用于支撑用户站立。具体，所述站台1设置在一底面上，表面水平设置。当需要进行人体3D扫描时，用户只需站立在所述站台1上可以，无需做任何转动。

至少四个支撑杆2，所述至少四个支撑杆2到所述站台1的方向线均匀分布在所述站台1四周。具体地，以站台的中心点为原点，所述至少四个支撑杆2到原点的相邻方向间等角度设置。例如，当采用四个方向上，相邻方向间均为90°。当采用五个方向时，相邻方向间均为72°。当采用6个方向时，相邻方向间均为60°。

于本发明一实施例中，所述支撑杆的个数为四，所述四个支撑杆均匀分布在所述站台周围。具体地，以所述站台中心点为中心点，所述四个支撑杆位于一正方形的各个顶点上，从而既可以保证人体3D扫描的完整性，又可以降低***计算的复杂度。优选地，用户可任意选择一个支撑杆正向面对，从而进一步降低计算复杂度。

与所述支撑杆2一一对应的扫描装置3，可上下滑动地设置在对应的支撑杆2上，用于对所述用户进行3D扫描以获取3D扫描数据。具体地，所述扫描装置3与所述支撑杆2一一对应设置，并能够沿所述支撑杆2上下滑动，以便在滑动的过程中对站立在所述站台1上的用户进行3D扫描，以获取3D扫描数据。

于本发明一实施例中，所述扫描装置3采用相机。

于本发明一实施例中，所述扫描装置3通过设置在所述支撑杆2上的滑动组件4沿所述支撑杆2上下移动。

如图2所示，于一实施例中，所述滑动组件4包括驱动电机41、主动轮42、从动轮43、同步带44和滑块45。所述主动轮42和所述从动轮43分别位于所述支撑杆2的两端，所述驱动电机41与所述主动轮42相连，用于带动所述主动轮42转动。所述同步带44套设在所述主动轮42和所述从动轮43上，所述同步带44在所述主动轮42的驱动下传动，所述从动轮43被动驱动所述同步带44传动，从而实现所述同步带44随所述主动轮42和所述从动轮43的传动。所述滑块45设置在所述同步带44上，随所述同步带44的传动实现沿所述支撑杆2的上下移动。所述扫描装置3设置在所述滑块45上，以随所述滑块45上下移动。

优选地，所述滑动组件4还包括两个行程开关，设置在所述支撑杆2的两端，分别作为所述滑块45的滑动行程的两个端点，以限定所述滑块45的滑动区间。

数据处理模块(图中未示出)，与所述扫描装置3通信连接，用于对所述扫描装置3采集的3D扫描数据进行处理，以获取人体3D模型。具体地，所述数据处理模块对所述至少四个方向上的扫描装置3采集的3D扫描数据进行整合处理，从而构建一个完整的人体3D模型。优选地，所述数据处理模块可设置在所述站台1的内部。

于本发明一实施例中，本发明的人体3D扫描装置还包括显示模块，用于显示所述人体3D模型，从而使得用户能够直观地获取所得到的人体3D模型。同时，所述显示模块还用于显示所述人体3D模型的参数信息，使得用户对自身的3D模型具有详细的了解。其中，所述参数信息包括头围、颈围、胸围、颈裆长、上臂围、腰围、肩宽、下摆围、臀围、大腿围、小腿围、前臂围、手腕围、臂长、内腿长、膝围、脚踝围、身高、后背长、前背长、脚长中的一种或多种组合。

下面详细说明一下本发明的人体3D扫描装置的扫描方法。

具体地，本发明的人体3D扫描装置的扫描方法包括以下步骤：

步骤S1、当用户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，并采集3D扫描数据。

具体地，当用户站立在所述站台1上后，控制终端如PC机，控制所述滑动组件沿所述支撑杆上下移动，进而带动所述扫描装置沿所述支撑杆上下移动。所述扫描装置在上下移动的过程中，对用户进行3D扫描。

在本发明中，优选地，所述至少四个扫描装置依次从上到下的滑动，从而采集自身所在方向上的3D扫描数据。其中，所述扫描装置间隔预设时长依次沿对应的支撑杆上下滑动。例如，所述扫描装置间隔2S中依次沿对应的支撑杆上下滑动。也就是说，一个扫描装置完成上下滑动后，间隔2S，另一个扫描杆开始自身的上下滑动，执行自身的3D扫描操作。

当然，所述至少四个扫描装置也可同时沿对应的支撑杆上下滑动，同步进行3D扫描操作。此时，对数据处理模块的处理能力要求较高。

步骤S2、基于所述3D扫描数据构建人体3D模型。

具体地，所述数据处理模块对所述3D扫描数据进行整合，建模，从而构建人体3D模型组。

优选地，所述控制终端和所述数据处理模块可集成设置，也可以独立设置。

综上所述，本发明的人体3D扫描装置及其扫描方法无需人体转动，即可实现多角度的人体3D扫描，从而得到准确完整的人体3D模型；智能化程度高，无需用户过多配合，极大地提升了用户体验；占用面积较小、测量效率高。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种人体3D扫描装置，其特征在于，包括：

站台，用于支撑用户站立；

至少四个支撑杆，所述至少四个支撑杆到所述站台的方向线均匀分布在所述站台四周；

与所述支撑杆一一对应的扫描装置，可上下滑动地设置在对应的支撑杆上，用于对所述用户进行3D扫描以获取3D扫描数据；

数据处理模块，用于对所述3D扫描数据进行处理，以获取人体3D模型。

2.根据权利要求1所述的人体3D扫描装置，其特征在于，所述支撑杆的个数为四，所述四个支撑杆均匀分布在所述站台周围。

3.根据权利要求1所述的人体3D扫描装置，其特征在于，所述支撑杆上设置有滑动组件，所述扫描装置基于所述滑动组件沿所述支撑杆上下滑动。

4.根据权利要求3所述的人体3D扫描装置，其特征在于，所述滑动组件包括驱动电机、主动轮、从动轮、同步带和滑块；所述主动轮和所述从动轮分别位于所述支撑杆的两端，所述驱动电机与所述主动轮相连，所述同步带套设在所述主动轮和所述从动轮上，所述滑块设置在所述同步带上，所述扫描装置设置在所述滑块上，以随所述滑块上下移动。

5.根据权利要求4所述的人体3D扫描装置，其特征在于，所述滑动组件还包括两个行程开关，设置在所述支撑杆的两端，以限定所述滑块的滑动区间。

6.根据权利要求1所述的人体3D扫描装置，其特征在于，所述扫描装置采用相机。

7.根据权利要求1所述的人体3D扫描装置，其特征在于，还包括显示模块，用于显示所述人体3D模型。

8.根据权利要求7所述的人体3D扫描装置，其特征在于，所述显示模块还用于显示所述人体3D模型的参数信息。

9.一种根据权利要求1-8之一所述的人体3D扫描装置的扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：

当用户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，并采集3D扫描数据；

基于所述3D扫描数据构建人体3D模型。

10.根据权利要求9所述的人体3D扫描装置的扫描方法，其特征在于，间隔预设时长令所述扫描装置依次沿对应的支撑杆上下滑动。

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