CN203776905U - 二维摄像人体形态测评*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二维摄像人体形态测评***，包括图像采集设备、铅垂放置的背板、第一激光仪、第二激光仪和第三激光仪，所述第一激光仪设置在所述背板的前方，第二、第三激光仪分别设置在靠近所述背板左、右两侧的所述背板的前方，第二、第三激光仪的纵向激光的铅垂投影点的连线与所述背板所在平面平行，第一激光仪的纵向激光的铅垂投影点b到所述连线的垂线的垂足a构成被测人体站位区域的中心，所述图像采集设备的焦平面中心的铅垂投影点位于所述垂线或其延长线上。本实用新型可直接获取人体的高度、宽度、厚度二维尺寸，并通过已建立的模型准确地计算受试者的围度尺寸，实现在自然着装状态下的非接触性测量，测量简便、快捷、准确。

Description

二维摄像人体形态测评***

技术领域

本实用新型涉及二维非接触式人体测量技术领域，具体涉及一种通过二维摄像测量人体形态的***。

背景技术

人体测量是指通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为人类学、医学、考古学、服装设计、工程设计等研究提供基础数据，同时也是体质研究和竞技运动科学选材的基础性工作。只有通过科学、简便的手段准确的把握人体相关部位的具体数据，才能保证科学研究的成功。

接触式人体测量是运用专门的测量仪器对人体进行接触式测量。在获得数据的过程中需要动用较大的人力和物力，工作时间长，工作量大，且准确性取决于实施测量人员的技术水平和工作态度。

非接触式人体测量一般使用立体摄影、激光、莫尔条文、TC2分层轮廓、投影条纹相位等测量方法，随着近年来计算机技术的飞速进步和信号自动处理技术的不断成熟而迅速发展，仰仗其快捷、简便等优点成为国内外众多学者和工程技术人员的新宠，并取得了可喜的成果。特别是三维非接触性测量准确性高，但其费用大、仪器重，不利于在需要频繁变更场地条件的竞技体育选材中使用，而其使用条件考究又不便于在需要大面积多人次测试的学生体质监测中应用，此外，其需要脱衣服在暗室中获得数据也会使处于发育期的青年学生感到窘迫。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种二维摄像人体形态测评***，该***应用摄影测量技术直接获取人体的高度、宽度、厚度二维尺寸，并通过已建立的模型准确地计算受试者的围度尺寸，实现在自然着装状态下的非接触性测量，测量简便、快捷、准确。

本实用新型的技术方案是：

一种二维摄像人体形态测评***，包括图像采集设备，还包括铅垂放置的背板、第一激光仪、第二激光仪和第三激光仪，所述第一激光仪设置在所述背板的前方，第二、第三激光仪分别设置在靠近所述背板左、右两侧的所述背板的前方，第二、第三激光仪的纵向激光的铅垂投影点的连线与所述背板所在平面平行，第一激光仪的纵向激光的铅垂投影点b到所述连线的垂线的垂足a构成被测人体站位区域的中心，所述图像采集设备的焦平面中心的铅垂投影点位于所述垂线或其延长线上。

所述图像采集设备的焦平面优选平行于所述背板所在的平面。

所述背板上可以设置网格标记。

优选地，所述垂线与所述背板的纵向中心线共面。

所述图像采集设备可以为数码相机、数码摄像头或数码录像机。

所述图像采集设备与电脑通信连接。具体可以通过USB线连接到所述电脑，所述电脑可以是具有数值计算、数据处理、图片显示等功能的一类设备。

所述图像采集设备的焦平面中心的铅垂投影点优选与所述铅垂投影点b重合，也可以位于所述铅垂投影点b的前方的所述垂线的延长线上。

所述图像采集设备的左侧和/或右侧还可以设有闪光灯，所述闪光灯与所述图像采集设备可以是有线或无线连接。

对于前述任意一种所述的二维摄像人体形态测评***，还可以包括用于被测人体站立于其上的拍摄架，所述拍摄架的中心的铅垂投影点优选与所述垂足a重合。

所述二维摄像人体形态测评***还可以设有身高计立柱，所述身高计立柱平行于所述背板所在平面，所述身高计立柱以所述拍摄架上平面高度为计量的起始高度。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过拍摄被测人体正面和侧面图像，能够直接地获得人体的准确的高度、宽度和厚度的二维尺寸，再利用已建立的数学模型快速、准确地计算出被测人体的围度尺寸，从而实现人体测量和进一步的人体形态测评，测量过程简单易行。该***结构简单，重量轻，易于实现，成本较低，可灵活安置于不同的测试环境下，受试者着泳装即可进行测量，避免让其感到窘迫。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的俯视结构示意图；

图2是图1的主视结构示意图；

图3是图2的背板部分的右视结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种二维摄像人体形态测评***，参见图1、2，包括图像采集设备1，还包括铅垂放置的背板2、第一激光仪3、第二激光仪4和第三激光仪5，所述第一激光仪设置在所述背板的前方，第二、第三激光仪分别设置在靠近所述背板左、右两侧的所述背板的前方，第二、第三激光仪的纵向激光的铅垂投影点的连线与所述背板所在平面平行，第一激光仪的纵向激光的铅垂投影点b到所述连线的垂线的垂足a构成被测人体站位区域的中心，所述图像采集设备的焦平面中心的铅垂投影点位于所述垂线或其延长线上。所述图像采集设备的焦平面中心的铅垂投影点优选与所述铅垂投影点b重合，也可以位于所述铅垂投影点b的前方的所述垂线的延长线上。另一方向上，所述图像采集设备的焦平面优选平行于所述背板所在的平面。所述图像采集设备用于采集被测人体的二维图像，所述激光仪用于定位被测人体。测试时，受试者以所述背板为背景站在背板前面并变换多种站立方向，对于每一种站立方向，以三个不同位置上设置的激光仪的纵向激光为参照，将受试者站立位置和站姿调整到测试要求，通过所述图像采集设备获得被测人体不同方向的二维照片，依据相应的比例，可以计算出被测人体的高度、宽度和厚度的二维尺寸，并作为被测人体的围度计算和进一步的体型判别的基础数据。

所述背板上可以设置网格标记21，作为人体高度、宽度和厚度二维尺寸（如肩宽、胸厚、手长等尺寸）测量的比例尺标定参考线。所述第一激光仪和所述图像采集设备优选位于背板的正前方，此时，所述垂线与所述背板的纵向中心线共面。

所述图像采集设备可以为数码相机、数码摄像头或数码录像机等。所述图像采集设备与电脑通信连接，具体可以通过USB线连接，拍摄得到的照片可由图像采集设备传输到电脑中，所述电脑可以是具有数值计算、数据处理、图片显示等功能的一类电子设备，其中可安装有能实现自动计算的人体形态测评***应用软件。该应用软件读取到被测人体的不同角度的照片后，只需要操作人员的简单干预，包括受试者基本信息的填写、比例标定和测试点标记，即可自动进行被测人体高度、宽度和厚度二维尺寸的计算以及以该二维尺寸为基础数据的被测人体围度尺寸的计算，并进一步通过所述人体形态测评***应用软件中内置的体型判别公式推算出受试者的体型类别。

所述图像采集设备的左侧和/或右侧还可以设有闪光灯，所述闪光灯与所述图像采集设备可以是有线或无线连接。闪光灯的位置以不遮挡所述图像采集设备的镜头、所采集图像亮度适宜为准。

对于前述任意一种所述的二维摄像人体形态测评***，还可以包括用于被测人体站立于其上的拍摄架6，所述拍摄架的中心的铅垂投影点优选与所述垂足a重合。所述拍摄架优选为上表面为平面且形状规则的台架。使用前，最好用水平仪调拍摄架的上表面为绝对水平位置。背板的下沿应不低于拍摄架的上表面，使被测人体在背板所在平面的投影全部位于背板内，并可以通过网格标记标定所在位置。

所述二维摄像人体形态测评***还可以设有身高计立柱7，所述身高计立柱平行于所述背板所在平面，并与所述背板间存在一定间隔，可以设在背板与拍摄架之间，也可以设在拍摄架后部。所述身高计立柱以所述拍摄架上平面高度为计量的起始高度。

所述图像采集设备的焦平面的中心的铅垂投影点优选与所述铅垂投影点b重合，具体放置时，图像采集设备可安装在三脚架8上，所述第一激光仪可以放置在该三脚架的下方。所述铅垂投影点b与所述垂足a的距离优选为4m，所述图像采集设备的镜头中点距离地面优选为90cm，所述背板的下沿距离地面优选为10cm。上述距离一旦确定，对于同一批次的测量过程就不应再改动。

下面以一个更为具体的实例详细说明本实用新型的构成以及如何安装、使用本实用新型进行测评。

（1）所需的相关仪器设备：

照片采集设备：尼康D80数码照相机2台（35mm，f/1.8G）、Nikon Camera Control Pro 2.5相机控制软件、测试用dell笔记本电脑1台、外置摄影闪光灯2个；

定标设备：定标用水平激光仪3台（包括充电器，5号电池）、尺子3个（卷尺2个5m，皮尺1个1.5m）、重锤3个、线1捆、拍摄架1套、格子背板1个；

调平设备：水平仪3个；

辅助设备：相机USB连接线1根、相机充电装置（充电器1个，电池2块）、相机电源适配器1个、相机-三脚架连接扣1个（三脚架自带）、三角架3个（闪光灯三脚架2个，相机三脚架1个）、闪光灯-相机无线连接器1个（闪光灯***自带）、四孔排插2个、Mark点贴纸900张、遮光窗帘4块、挡光眼镜2副、泳衣男女各若干件；

分析设备：一体机电脑，其中安装有Coreldraw12.0照片测量软件。

（2）拍摄准备工作：

A、定标准备

1）背板贴墙悬挂，离地面10cm，背板下缘与水平地面平行，保持背板所有部位在同一平面。

2）用卷尺量出拍摄架后沿中点至拍摄架重心投影点的距离，用卷尺在背板下缘正中垂直于背板，量出相同距离的位置，在地面确定标志点a。

3）将水平激光仪放置在背板下缘正中对应的地面，开启纵向激光，转动激光水平仪，使地面激光过标志点a，使卷尺中线与地面激光重合，确定出距标志点a 4m的距离，在地面确定标记点b。

4）将激光水平仪放置在标志点b，开启纵向激光，转动水平仪使光束与背板正中央纵线重合，放置拍摄架，使地面激光过拍摄架重心投影点，并与拍摄架中线重合，用小水平仪调节拍摄架，使其水平。

5）将相机安装在三脚架上，让闪关灯与相机建立连接，使二者同步，将小水平仪置于相机上，调节相机至水平，调节三脚架高度，使镜头中点距离地面90cm，用线将重锤置于相机焦平面正下方，调整三脚架位置，使重锤下方对应标志点b。

6）用卷尺和激光水平仪，在背板下缘两侧以步骤2）、3）的方法分别确定标志点a1(近拍摄架处)、b1；a2（近拍摄架处）、b2。

7）将两台水平激光仪分别置于b1、b2点，开启纵向激光，沿垂直轴转动相机，使相机焦平面与左右激光重合，使相机纵轴和拍摄架纵轴在同一水平面，相机水平面保持水平。

B、拍摄准备

1）将闪光灯用三脚架置于相机两侧，以不遮挡相机镜头、照片亮度适宜为准，闪光灯设置：full/ power on /model off。

2）将相机的设置调至M模式(手动模式)，相机USB连接调至USB—MTP模式，以便于相机和控制软件相连。

3）将相机与电脑连接，打开Nikon Camera Control Pro 2.5相机控制软件，将相机设置为：快门v：125；光圈：f/9；曝光补偿：-5；闪光补偿：+1；柔性程度：0。

4）将三个水平激光仪分别置于b、a1、a2，全部开启纵向激光，使激光全部过拍摄架重心投影点。

C、辅助准备

1）再次确认相机位置，调相机焦距至成像覆盖整个背板即可，将遮光窗帘拉上。

2）受试者着装要求：被测男性对象身着紧身深色泳裤，被测女性对象身穿紧身分体式深色泳装。拍摄时光脚，卸掉有关饰品、配件等，长发盘起，露出完整脖子。

3）检查受试者Mark点有无遗漏，若有根据测试指标细则补贴，受试者带上遮光眼镜，在指定位置等候实验。

4）受试者按顺序站上拍摄架：正面照：躯干以测身高姿势站立（测量前应脱去鞋、袜、帽，背靠身高计立柱，脚跟、臀部及两肩中点同立柱接触，取立正姿势，两眼平视法兰克福平面，足跟靠拢，脚尖分开约45°），双上肢外展45°，手心向内，正面激光过鼻尖，左右激光分别与左右腋中线重合。侧面照：躯干以测身高姿势站立，以身体右侧对镜头，并垂直于背板，右上肢外展45°，正面射线过耳垂点，左侧激光与脊柱重合，右侧激光过鼻尖。背面照：姿势与正面照相同，面朝背板，正面激光与脊柱重合，左右激光分别与左右腋中线重合。用以上三种姿势拍照。

本申请的发明人通过多因素分析和建立数学模型的方法确定相关围度数学模型，针对主要测试指标、派生指数以及综合指标，采用聚类分析法制定新的青少年体型的分类方法，并将所述数学模型与分类方法对应模块内置于人体形态测评***应用软件中。通过采用本实用新型进行非接触人体测量，拍摄受试者正面和侧面图像，直接获取人体的高度、宽度、厚度二维尺寸，再利用人体形态测评***应用软件计算出受试者的相应围度尺寸。从而简便、快捷、准确的完成青少年学生的体质监测和竞技体育人才选拔工作，以便能为实现全民健身计划和奥运攻关计划节省大量的人力物力。本实用新型特别适合体型变化大的青少年学生的体型检测和评价。

Claims (10)

1.一种二维摄像人体形态测评***，包括图像采集设备，其特征在于还包括铅垂放置的背板、第一激光仪、第二激光仪和第三激光仪，所述第一激光仪设置在所述背板的前方，第二、第三激光仪分别设置在靠近所述背板左、右两侧的所述背板的前方，第二、第三激光仪的纵向激光的铅垂投影点的连线与所述背板所在平面平行，第一激光仪的纵向激光的铅垂投影点b到所述连线的垂线的垂足a构成被测人体站位区域的中心，所述图像采集设备的焦平面中心的铅垂投影点位于所述垂线或其延长线上。

2.如权利要求1所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于所述图像采集设备的焦平面平行于所述背板所在的平面。

3.如权利要求2所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于所述背板上设有网格标记。

4.如权利要求3所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于所述垂线与所述背板的纵向中心线共面。

5.如权利要求4所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于所述图像采集设备为数码相机、数码摄像头或数码录像机。

6.如权利要求5所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于所述图像采集设备与电脑通信连接。

7.如权利要求6所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于所述图像采集设备的焦平面中心的铅垂投影点与所述铅垂投影点b重合，或位于所述铅垂投影点b的前方的所述垂线的延长线上。

8.如权利要求7所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于所述图像采集设备的左侧和/或右侧还设有闪光灯，所述闪光灯与所述图像采集设备为有线或无线连接。

9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于还包括用于被测人体站立于其上的拍摄架，所述拍摄架的中心的铅垂投影点与所述垂足a重合。

10.如权利要求9所述的二维摄像人体形态测评***，其特征在于还设有身高计立柱，所述身高计立柱平行于所述背板所在平面，所述身高计立柱以所述拍摄架上平面高度为计量的起始高度。