[实用新型]一种使三维激光扫描仪扫描人手时产生连续背景的装置

说明书

本实用新型公开了一种使三维激光扫描仪扫描人手时产生连续背景的装置，包括背景工装和连接于其下方的支撑工装，背景工装的中间位置处有定位孔，支撑工装置于台面上，被扫描者的手臂置于支撑工装上，手掌从背景工装的定位孔中伸出，保持空间位置等待扫描。通过本装置的设置，可使被扫描者的手臂通过支撑工装稳定支撑，所以手掌不会出现抖动，即本装置的支架给手臂以支撑，手掌从背景工装的中间位置伸出，并保持固定的空间姿势；通过左右背景板构造与人手空间位置固定的连续背景，扫描仪以连续背景为基准分别扫描手心、手背、侧面和手指边缘，实现人手快速扫描，且能保证人手扫描模型的精度和效率，使人手模型更逼真和个性化，操作简单。

技术领域

本实用新型涉及一种手持式三维激光扫描仪扫描人手的方法，具体为一种使三维激光扫描仪扫描人手时产生连续背景的装置。

背景技术

人手是复杂的、灵活的生物学器官，能够做很多复杂而精细的动作，如用手写字、交流、操纵复杂的仪器设备等。人手不仅在现实世界中非常有用，在虚拟世界中也起到了至关重要的作用。国内外主要将人手模型应用于模拟人手的抓取操作、人手动画研究、手势识别、人手解剖学结构研究等方面。当现实环境不安全、条件不足时，通过创建逼真的虚拟环境，使用人手模型模拟完成现实世界中的任务。例如医生可以在虚拟环境中练习外科手术，使病人免于承担不必要的风险；在虚拟现实游戏中，用户可以通过虚拟手操纵虚拟世界的物体，获得沉浸感。目前，人手模型向着逼真化和个性化发展。逼真的个性化人手模型可以采用三维激光扫描技术扫描真实人手获得。

三维激光扫描技术来源于测绘领域，是测绘领域继GPS技术后的又一次技术革命。三维激光扫描技术的基本原理是：激光照射到被测物体表面形成激光条纹，用摄像机拍摄其图像；图像经扫描仪电路和软件处理得到被测物体的三维坐标数据。三维激光扫描技术能够快速采集物体表面点的位置、颜色信息，获得被测物体的三维点云、纹理数据，具有扫描速度快、模型精度高和分辨率高等特点。因此，三维激光扫描技术广泛应用于逆向工程、虚拟地理环境、城市建模、地形绘制等领域。

浙江大学的路悦采用Creaform公司生产的手持式三维激光扫描仪对人手进行扫描。为保证人手能够被完整扫描，该方法是将手高举过头顶。扫描结果发现：手心和手背的扫描结果非常逼真；但手指相互遮挡，手指边缘缺失；由于扫描时间较长，人手抖动导致扫描精度较低。Irene Albrecht采用三维激光扫描仪扫描人手石膏模型，再参考真实人手尺寸，将通用人手模型变换成个性化的人手模型。该方法解决了人手抖动问题，但操作复杂，且存在模型失真、个性化不强的问题。

三维激光扫描技术利用光源的约束，解决了立体视觉中的对应点寻找问题，算法简单，容易实现。但该技术和立体视觉一样，基于三角测量原理实现扫描。当被测物体表面形状复杂时，物体的一部分可能由于遮挡而形成盲区。因此，为了有效地减少激光光系统中的遮挡盲区和提高系统数据采集精度，三维激光扫描仪一般采用双相机模式。双相机模式的三维激光扫描仪中最关键的问题是两相机的图像配准，该问题可在被测物体表面粘贴定位标点加以解决。但每种激光扫描仪中相对应的定位标点具有一定尺寸，故扫描较薄的、结构复杂的被测物体较困难。同时，三维扫描技术适合于扫描静止不动的物体，对于运动的或容易改变形状的物体会导致重影。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能避免人手扫描时出现抖动，从而能避免人手模型失真且操作简单的装置，使三维激光扫描仪快速扫描人手。

本实用新型提供的这种使三维激光扫描仪扫描人手时产生连续背景的装置，包括背景工装和连接于其下方的支撑工装，背景工装的中间位置处有定位孔，支撑工装置于台面上，被扫描者的手臂置于支撑工装上，手掌从背景工装的定位孔中伸出，保持空间位置等待扫描。

所述支撑工装包括支架和撑杆，撑杆的一端连接于支架的下部，通过支架的下缘和撑杆的另一端支撑整个装置，被扫描者的手臂置于支架的上端。