[发明专利]一种基于Kinect和双目视觉的脚型三维重建与测量方法

说明书

一种基于Kinect和双目视觉的脚型三维重建与测量方法，包括如下步骤：步骤S1，从不同角度拍摄人体脚型，获得多幅不同的脚型图像和脚型的深度图像；步骤S2，进行深度图像到三维坐标的转换；步骤S3，将获得的不同方向的双目图像先进行特征匹配，通过双目相机系统求得正确匹配特征点的三维坐标；步骤S4，将不同视图的双目图像正确匹配的特征点利用ICP算法求得其最佳的旋转平移矩阵；步骤S5，利用步骤S4中求得的参数将Kinect传感器获得的三维点云进行点云拼接；步骤S6，对步骤S5中拼接好的三维点云，进行曲面重建和渲染，最后得到脚的三维模型，对重建后的脚模型进行特征参数的测量和提取。本发明方法硬件成本低，操作简单，并具有准确快速的优点。

技术领域

本发明属于三维重建技术领域，更具体地，特别涉及的是一种基于Kinect和双目视觉的脚型三维重建与测量方法。

背景技术

鞋与脚的不匹配会给人造成很多的不适感，甚至造成疾病。目前，国内对于鞋码尺寸的分类仅仅局限于足部的长度，这样是不够的。现今制鞋业应不只是重视鞋的外形设计与流行性，功能与舒适性也需成为关注重点，量脚定制势在必行。鞋楦是制鞋的模型，鞋楦的准确与否决定了鞋子的舒适度。

准确高效的脚型测量方法是鞋楦制作的前提，现有的脚型测量方法分为接触式测量和非接触式两种，其中接触式测量主要是指用尺子和皮尺，还有一些设备进行测量，其不能自动化测量，只能通过手工去测量。非接触测量主要是指利用激光扫描、结构光投影和计算机立体视觉等技术进行测量，获得脚的模型参数。

基于激光的测量主要通过激光扫描的方式对脚进行扫描，但是这种扫描是逐步进行扫描，一般采用的线激光通过电机的移动进行扫描的方式，这样虽然能获得较高的精度，但是其价格比较昂贵，不利于中小鞋业公司的推广使用。基于结构光测量的方法和激光的方法大致相同，不同的是利用基于面结构光的方法可获取整个面的数据，这样降低了测量者因抖动带来的误差，但是其价格也是比较昂贵，也不利于推广。基于立体视觉的三维脚型获取技术主要通过摄像机采集脚型图像，然后通过利用图像分析、视觉重建、几何处理等手段恢复脚型的三维模型。虽然价格便宜，但是基于立体视觉的测量一般测量精度不高，而且很难获得大量的点云，造成了其重建精度不高。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提出一种基于Kinect和双目视觉的脚型三维重建与测量方法。该方法可以准确快速的完成对脚型的三维重建与测量，具有准确、快速、低成本和易操作等优点。

本发明所提供的一种基于Kinect和双目视觉的脚型三维重建与测量方法，包括如下步骤：

步骤S1，从不同的角度的拍摄人体脚型，获得多幅不同的脚型图像和脚型的深度图像；

步骤S2，进行深度图像到三维坐标的转换；

步骤S3，将获得的不同方向的双目图像先进行特征匹配，通过双目相机系统求得正确匹配特征点的三维坐标；

步骤S4，将不同视图的双目图像正确匹配的特征点利用ICP算法求得其最佳的旋转平移矩阵；

步骤S5，利用步骤S4中求得的参数将Kinect传感器获得的三维点云进行点云拼接；

步骤S6，对步骤S5中拼接好的点云，进行曲面重建和渲染，最后得到脚的三维模型，对重建后的脚模型进行特征参数的测量和提取。

为了实现上述方法，本发明采用了以下装置，包括一个双目摄像机、一个Kinect传感器和一台计算机，双目摄像机固定在Kinect传感器上面，视为刚性结构，双目摄像机和Kinect传感器通过数据线与计算机相连。该装置用来实现本发明方法，但本发明方法不仅限于该装置。

本发明的有益效果是：