[发明专利]基于三维点云数据的人体尺寸自动测量方法

权利要求书

1.一种基于三维点云数据的人体尺寸自动测量方法，其特征在于该方法采用三维人体尺寸非接触式测量系统获取三维人体点云数据，该算法基于Visual C++6.0实现，具体步骤包括：

第1、人体以标准站姿位于测量平台上，通过三维人体尺寸非接触式测量系统中的三维传感器获取三维人体点云数据；

第2、获取的三维人体点云数据显示在计算机上即为三维人体表面轮廓，建立统一的坐标系，通过最大连通域算法和基于距离模糊逻辑判断的噪声删除算法对原始点云进行去噪处理，并自动调整人体朝向；

第3、根据人体轮廓的几何特征、生理特点和人体工程学经验公式，通过算法实现自动提取人体表面特征点与特征截面；

第4、根据第3步中所提取的三维人体特征点和特征截面计算所需的人体尺寸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第2步中所述的自动调整人体朝向的处理步骤为：

第2.1、 建立统一的坐标系，X、Y、Z轴分别定位人体测量的基准面，有水平面、冠状面和矢状面；

第2.2、 调整人体朝向使得视线朝向X轴的正方向即屏幕上由左至右，或负方向，；

第2.3、 根据脚尖、脚踝和脚跟的相对位置关系旋转人体点云90度或－90度，使得视线指向屏幕外。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于第3步中所述的自动提取人体表面特征点的处理步骤为：

第3.1、轮廓分析法：分析Y轴上不同y值对应的围度，分析某一y值对应的水平截面中x或z的极值，可确定颈侧点、肩斜点；

第3.2、围度分析法：分析Y轴上不同y值对应的围度，根据给定竖直方向的范围内围度变化规律分析深度变化找臀部最高点、胸部最高点、胸围、臀围、手腕关节点和腰围；

第3.3、人体局部轮廓分析法：分析由人体经验公式确定的区域的水平或竖直截面，找取水平或竖直截面内的最凸点，包括颈椎点、乳房点、肩胛点、膝关节点、脚踝点；或找取该水平或竖直截面内的最凹点，包括肚脐点、前颈点。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于第3步中所述的自动找取胸部最高点和胸围截面，但需要声明的是该测量方法能够自动找取更多的人体特征点；其算法步骤如下：

第3.4、获取点云数据，以左、右腋窝点位置作为初始位置，沿Y轴负方向以步长s作平行于XOZ的截面与人体躯干相交得到一组对应轮廓线，其中Y轴正方向为屏幕中由下至上，步长s由测量系统的竖直分辨率决定；

第3.5、如果在轮廓线Si上有满足条件 Zmax(Si)＞Zmax(Si′) 和 Zmax(Si)≥Zmax(Si′′)，轮廓线Si所在截面即为胸部最高点所在平面，该轮廓线上Z坐标最大值点称为胸部最高点；

第3.6、如果不满足上述条件，令i=i+1，如新截面位置不超过规定的限制平面，返回第3.5步，直到找到符合条件的特征点和特征截面；

第3.7、用类似的算法可以自动找取鼻根点、肚脐后点、颈椎点、臀部最凸点、踝关节点人体特征点和特征截面；

第3.8、用水平截面定步长搜索特征点的算法自动找取胯下分叉点、左右肩峰点、腋窝点的人体特征点。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于第4步中所述的计算所需人体尺寸包括高度和围度尺寸，主要步骤为：

第4.1、获取点云数据，高度尺寸测量为相应特征点的对应坐标差绝对值；

第4.2、获取点云数据，围度测量采用凸壳法，即找出包围截面点云的最小包围凸壳，以最小包围凸壳的周长作为围度尺寸。