JP2868985B2 - 下着用3次元人体計測装置 - Google Patents
下着用3次元人体計測装置Info
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Description
測装置に関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、下着の製造や下着の選択に必要である人体の測定
を、高精度かつ高効率に行なうことを可能とする下着用
3次元人体計測装置に関するものである。
温の調節などの本質的な機能の他に、体型にあった美し
いプロポーションを最大限に引き出す機能をもつことが
重要であり、下着の製造や下着の選択において、そのよ
うな下着の機能に多大な関心がよせられている。
長、体重、太股、ヒップ、ウエスト、バストなどの要素
により決定され、その各要素のバランスにより、最も美
しく見える姿が決定される。このような最適体型に必要
な最適な下着の製造および選択においては、その人間の
体型を正確にかつ迅速に測定することが必要となってお
り、そのための計測手段の改良や開発が行なわれてきて
いる。
て、巻尺やゲージ等の計測装置により直接人体を計測す
る計測手段がごく一般的に用いられている。しかしなが
ら、このような直接人体を計測する計測手段は、計測者
による誤差が大きく、さらに、非常に効率が悪い。そこ
で、最近になって、このような人間体型を測定する測定
手段とし、非接触の3次元計測装置が検討されてきてい
る。
ることは古くから行なわれており、テレビカメラ等のイ
メージセンサを用いてモアレ縞を取り込み、コンピュー
タによる演算によって自動的に測定物体の形状を得よう
とる装置が開発されている。このモアレ法は、基準とな
る格子パターンと、この基準格子パターンを物体に投げ
かけることによって得られる変形格子像とを重ね合わせ
たときに生じる縞パターンを利用している。
した場合に得られる模様、つまり、変形格子像を基準格
子に重ね合わせることによって等高線縞を形成させてい
る。このような非接触測定原理を用いた測定装置のなか
でも、人体計測に適しているものとしていは、イメージ
エンコーダ方式と符号化パターン投影法などがある。前
者は帯状にしたレーザ光で測定物体をスキャンして計測
するものであり、光切断原理を利用している。しかしな
がら、この装置においては、スキャン中の約3秒間は測
定対称を固定する必要があり、さらに暗室に近い環境を
必要とする。
すべての画像を利用して測定対象上の各点に固有の番号
を付け(符号化)、その位置より座標を算出するもので
あるが、この装置においても、格子パターンを投影して
いる間の3秒間は対象を拘束する必要がある。さらに、
両者ともディテクタとしてCCDカメラを使用している
ために、計測精度は0.5%であり、精度が高いとは言
えない。
測定装置においては、高密度の情報を得るために3秒程
度の計測時間を必要としており、動的物体である人体を
測定対象とする場合には適さないという欠点がある。こ
の発明は以上の通りの事情に鑑みてなされたものであ
り、従来の非接触3次元測定法の欠点を解消して、暗室
に近い環境を必要とせず、高効率かつ高精度に非接触な
人体への測定を可能とする下着用3次元人体計測装置を
提供することを目的としている。
を解決するものとして、非接触で人体表面の3次元形状
を測定する下着用3次元人体計測装置であって、CCD
カメラおよび格子とシャッターを備えるプロジェクター
からなる測定ユニット、切換器、フレームメモリととも
に、画像撮影制御、切換器制御および画像座標処理を行
なう計測制御部、データ作成部およびデータ表示部を備
えた演算・制御装置を有し、演算・制御装置における計
測制御部の画像撮影制御および切換器制御に従って、測
定ユニットのプロジェクターにより格子パターンが人体
表面に投影され、CCDカメラにより人体表面形状によ
って変形した格子線パターンが変形格子像として撮像さ
れてフレームメモリに記録され、計算制御部の画像座標
処理により、原点をO(0,0,0)としたX−Y−Z
直角座標の物体空間系において、プロジェクターのレン
ズを、その光軸をY軸に合わせ、且つその主点を点A
(0,a,0)に置くように配置するとともに、CCD
カメラのレンズを、その主点をY−Z平面内の点B
(0,a,b)に置き、且つその光軸が原点Oを通るよ
うに配置し、さらに、撮像変形格子画像の面を、中心を
点o(0,a+b,b+d)とし、且つX軸に平行なx
軸を有するx−y直角座標の観測系とした場合におい
て、物体空間系において、点Aから射出されるn番目の
格子線の角度をθNとしたときのX−Z平面内に得られ
る格子線上の点を(X,0,atanθN)とし、投影
格子パターンの格子線上の点をT(X,Y,Z)とし、
さらに、観測系において、T(X,Y,Z)に対応する
点をt(x,y)としたとき(図1参照)、変形格子像
の格子線の2次元座標(x,y)から人体表面の3次元
座標(X,Y,Z)が
ータ作成部およびデータ表示部を介して表示されること
を特徴とする下着用3次元人体計測装置を提供する。
の測定原理を説明する。
を対象の人体に投影する。このパターンは物体表面の3
次元的起伏によって変形するので、このとき投影方向と
は別の方向よりこれを観測すれば、その表面形状に応じ
て変形したパターンをみることができる。
子パターンを測定物体に投影し、観測される変形格子像
を、たとえばITVカメラで撮影する。そして、取り込
んだ変形格子像をコンピュータにより演算処理する。次
に観測される変形格子像(フレームメモリに取り込んだ
画像)と、測定物体表面上の3次元座標との関係を処理
する。この関係式を導くために必要な条件および座標軸
を軸の図1のように設定する。
0)とし、X−Y−Z直角座標を物体空間系とする。格
子パターン投影のためのプロジェクタレンズの光軸をY
軸に合わせ、レンズ主点を点A(0,a,0)に置くと
考える。また、変形格子像を取り組むためのカメラレン
ズの主点はY−Z平面内の点B(0,a,b)に置き、
カメラレンズの光軸は原点Oを通るように配置する。
面をx−y直角座標系とし、これを観測系と呼ぶことに
する。観測系の中心を点o(0,a+b,b+d)とし
て、X軸に平行にx軸をとる。点A(プロジェクタレン
ズ)から射出されるn番目の格子線の角度(Z−Y平面
内でのY軸からの角度)をθN として、そのときのX−
Z平面内に得られる格子線上の点を(X,0,atan θ
N )とする。 測定物体に投影しいた格子線上の点をT
(X,Y,Z)とし、それに対応する観測系の点をt
(x,y)とすると、点Tが直線ADと直線tBの交点
であることから、次式のようにTとtとの関係式が得ら
れる。
像)の格子線の座標(x,y)から、測定物体表面の座
標(X,Y,Z)を求めることができる。次に取り込ん
だ画像から格子線を抽出するために、コンピュータによ
る解析処理を行なう。A/D変換後、フレームメモリに
記憶した画像をコンピュータに画素情報として送る。こ
のとき格子線を抽出するために各画素の二値化などを行
なう。
求め、式(1)によって二次から三次元へ座標変換を行
い、その結果を出力することで処理を終了する。ノイズ
としては主としてごま塩ノイズが問題となるために、二
値化とともにフィルタ処理を施す。以下、この発明の下
着用3次元人体計測装置について実施例に沿ってさらに
詳しく説明する。
ば、図2に例示したものをひとつの態様として例示すこ
とができる。この図2に例示したように、この発明の下
着用3次元人体計測装置は、CCDカメラ(11)とプ
ロジェクター(12)からなる測定ユニット(1)、切
換器(2)、フレームメモリ(3)、コンピュータ
(4)を備えている。
1)とシャッター(122)を備えている。この発明に
おいては、広角度で測定する場合には、測定ユニットを
2台用いてもよく、フレームメモリ内のデータをその場
でみたい場合には、モニター(5)を備えてもよい。
合にはたとえば、図3に例示したように配置する。この
図に例示したように、人体の前後面の測定を行なう場
合、2台の測定ユニットを用いて、鏡を用いて光路を直
角に曲げ、人体の測定を行なう。この2台の測定ユニッ
トの切換は、コンピュータからの指令によって作動する
切換器によって行なわれ、前面と後面のデータが連続的
に撮影することができる。撮影された映像データはフレ
ームメモリに蓄えられ、その各データからコンピュータ
によって3次元座標が算出される。
部、データ作成部、データ表示部を備え、計算制御部
は、画像撮影装置制御、切換器制御、画像・座標処理を
行なう。計測制御部の画像撮影装置制御においては、カ
メラの映像が画像情報に変換され、コンピュータに転送
される。この画像撮影装置制御サブルーチンは、画像撮
影装置の初期化、画像の撮影、および、コンピュータへ
の情報の転送を行なう。
ジェクタの照明の点滅と映像信号の切換を、コンピュー
タが切換器に命令を送ることによって実行する。計測制
御部の画像・座標処理における画像処理では、撮影した
画像から必要とする人体の映像を背景より分離し、画像
を強調した後に、計測装置によって撮影した縞の情報を
抽出する。
次の通りとする。まず始めに、たとえば、図4に例示し
たように、測定ユニットからコンピュータに転送され入
力された画像データを疑似カラー表示として、ロードす
る。ここで、このシステムにおいては、投影された縞が
認識できる程度であれば、画像入力に際して暗室で行な
う必要はない。
のため、画面全体の縞の明るさが一定でなく、二値化を
行なう際のしきい値の決定が困難になるので、影による
画像強度の不均一性を除去するシェーディング補正を行
なう。図5はシェーディング補正後の画像であり、図4
の画像と比べて縞パターンが明瞭になっていることがわ
かる。
入力された画像に適当なしきい値を設定し、それ以上を
1、以下を0に変換して、二値化を行なう。次に、二値
化直後の画像は一点ノイズや縞の不規則な凹凸が散在し
ており、以後の処理に影響を与え、精度を低下させるの
で、たとえば図7に例示したように、これらを除去する
ために、画像に近傍処理を行い、ノイズ除去、平滑化を
行なう。この場合、縞が分断、密着している場合には、
縞字数の認識が不完全になる可能性があるので、この部
分にも近傍処理を施すことが望ましい。 次に、たとえ
ば図8に例示したように、縞の中心を得るために細線化
を行なう。この細線化のアルゴリズムは、たとえば、H
ilditchの方法を採用することができる。
標を算出するためには、細線化画像に縞次数を付加する
必要があり、縞次数認識は中心の黒い縞が他より太いこ
とを利用して縞次数を自動的に決定し、細線化した縞に
縞次数を付加し、次数によって色分けする。次に、たと
えば図9に例示したように、画像・座標処理における座
標処理により前述の式(1)を用いて、三次元座標を算
出する。最後に、算出された座標はたとえば図10に示
したように、データ作成部およびデータ表示部によりワ
イヤーフレームとして表示したり、または、三次元座標
を利用してサーフェイスモデルとしてその形状を把握す
る。
を基にして最適の体型が作成される。算出された3次元
座標を基にして、バスト高、ウエスト高、ヒップ高、バ
スト周径、アンダーバスト周径、ウエスト周径、ヒップ
周径等が算出される。データ表示部においては、算出さ
れた3次元座標から前後左右方向の最突出点を抜き出す
ことによって得られる、前面および側面から人体を観測
したシルエットデータ、全身の形状を表わすワイヤーフ
レームデータ、バスト、ヒップ周辺の3次元座標データ
を抜き出し、各部分の突出の程度に着目したデータに変
換することによって得られる等高線データ等を表示す
る。
において、たとえば図11に例示したように、データの
比較をプロポーションバランス図で表示してもよい。ま
たさらにこの発明においては、たとえば、図12に例示
したように、シルエットデータを基にして、前面および
側面の断面形状を表示してもよい。同時にバスト高、ウ
エスト高、ヒップ高を直線で指示することによって、そ
れぞれの位置の変化を把握することも可能となる。
うに、前面、側面、後面のワイヤーフレームを表示して
もよい。さらに、バスト高、ウエスト高、ヒップ高の位
置を着色してもよく、そうすることによって、全身中に
おけるそれぞれの位置と形状が把握できる。またさら
に、たとえば図14に例示するように、胸部などの形状
を等高線で表示してもよい。実施例2 実施例1で具体的に示した、下着用3次元人体計測装置
を用いて、基準円筒(r=101.103mm)の形状
を計測し、この測定装置における誤差を検討した。
た。
90.0mmであり、プロジェクターからカメラまでの
距離は、750.0mm、格子のピッチは7.06mm
であり、拡大率は1.89pixel/mmであった。
画像入力から三次元座標算出までに要した時間は、測定
点400点程度で約3分であった。計測結果のワイヤー
フレームでの表示は図15に示す通りであり、A,B,
Cの各部の平面の座標位置は、それぞれ図16、図1
7、図18であった。この図16〜図18において、こ
の発明の装置における測定値と三次元計測機における計
測値との比較を示している。
測機における計測値との比較の結果は表2に示した通り
であり、この表に示したように、この発明においては、
非常に高精度あることがわかる。
の石膏像を計測した。プロジェクターから原点までの距
離は1950.0mmであり、プロジェクターからカメ
ラまでの距離は、673.0mm、格子のピッチは7.
0mmであり、拡大率は0.89pixel/mmであ
った。画像入力から三次元座標算出までに要した時間
は、測定点400点程度で約3分であった。
に示し、さらにこの図21において、Aの部分の断面の
座標を図21に示した。実施例4 測定対象として洋裁等に用いるダミーボディを用い、そ
れを回転テーブル上に設置し、4方向の計測を行なっ
た。
ずつ回転させ4回にわけて行なった。また同時に格子パ
ターンを投影しない画素を撮影し、ここから曲線を抽出
した。曲線上の座標の検出は曲線と格子の交点で行い、
それらをスプライン関数を用いて接続した。図22、図
23は上記の手法で計測したボディのワイヤーフレーム
モデルとその上の曲線である。計測結果より、従来の手
法では計測が困難であった対象上の任意の曲線上の座標
もこのシステムを使用することにより計測が可能とな
る。
り、暗室に近い環境を必要とせず、高効率かつ高精度に
非接触な人体の測定が可能となり、体型に最も適した下
着の製造および選択が可能となる。
である。
立体図である。
立体図である。
立体図である。
立体図である。
立体図である。
立体図である。
た立体図である。
である。
る。
る。
る。
概略図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
た概略図である。
概略図である。
断面図である。
概略図である。
概略図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 非接触で人体表面の3次元形状を測定す
る下着用3次元人体計測装置であって、CCDカメラお
よび格子とシャッターを備えるプロジェクターからなる
測定ユニット、切換器、フレームメモリとともに、画像
撮影制御、切換器制御および画像座標処理を行なう計測
制御部、データ作成部およびデータ表示部を備えた演算
・制御装置を有し、演算・制御装置における計測制御部の画像撮影制御およ
び切換器制御に従って、測定ユニットのプロジェクター
により格子パターンが人体表面に投影され、CCDカメ
ラにより人体表面形状によって変形した格子線パターン
が変形格子像として撮像されてフレームメモリに記録さ
れ、 計算制御部の画像座標処理により、原点をO(0,0,
0)としたX−Y−Z直角座標の物体空間系において、
プロジェクターのレンズを、その光軸をY軸に合わせ、
且つその主点を点A(0,a,0)に置くように配置す
るとともに、CCDカメラのレンズを、その主点をY−
Z平面内の点B(0,a,b)に置き、且つその光軸が
原点Oを通るように配置し、さらに、撮像変形格子画像
の面を、中心を点o(0,a+b,b+d)とし、且つ
X軸に平行なx軸を有するx−y直角座標の観測系とし
た場合において、物体空間系において、点Aから射出さ
れるn番目の格子線の角度をθNとしたときのX−Z平
面内に得られる格子線上の点を(X,0,atanθ
N)とし、投影格子パターンの格子線上の点をT(X,
Y,Z)とし、さらに、観測系において、T(X,Y,
Z)に対応する点をt(x,y)としたとき、変形格子
像の格子線の2次元座標(x,y)から人体表面の3次
元座標(X,Y,Z)が 【数1】 を用いて算出され、そして、この3次元座標データがデ
ータ作成部およびデータ表示部を介して表示されること
を特徴とする下着用3次元人体計測装置。 - 【請求項2】 データ表示部において、3次元座標デー
タから前後左右方向の最突出点を抜き出して得られる、
前面および側面から人体を観測したシルエットデータ、
全身の形状を表すワイヤフレームデータ、バストおよび
ヒップ周辺の3次元座標データを抜き出し、各部分の突
出程度に着目したデータに変換して等高線データを表示
する請求項1の下着用3次元人体計測装置。 - 【請求項3】 データ表示部においてプロポーションバ
ランス図を表示する請求項1または2の下着用3次元人
体計測装置。 - 【請求項4】 データ表示部においてワイヤフレーム表
示する請求項1ないし3のいずれかの下着用3次元人体
計測装置。 - 【請求項5】 データ表示部において前面及び側面の断
面形状を表示する請求項1ないし4のいずれかの下着用
3次元人体計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5285364A JP2868985B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 下着用3次元人体計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5285364A JP2868985B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 下着用3次元人体計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07139922A JPH07139922A (ja) | 1995-06-02 |
JP2868985B2 true JP2868985B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=17690604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5285364A Expired - Lifetime JP2868985B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 下着用3次元人体計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2868985B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009030194A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Maruko Kk | 下着のオーダーメイドシステム |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6839449B1 (en) * | 2000-07-25 | 2005-01-04 | The Hillman Group, Inc. | Key identification system |
EP1417453A1 (en) * | 2001-08-01 | 2004-05-12 | Unilever N.V. | Device and method for 3d imaging |
US6980301B2 (en) | 2002-07-25 | 2005-12-27 | Cubic Co., Ltd | Method and apparatus for three-dimensional surface morphometry |
KR20080113672A (ko) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 주식회사 바이오스페이스 | 인체의 둘레측정장치 |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP5285364A patent/JP2868985B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2009030194A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Maruko Kk | 下着のオーダーメイドシステム |
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JPH07139922A (ja) | 1995-06-02 |
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