[发明专利]一种面向老年人的2D-3D非接触式人体测量方法

说明书

本发明提供一种面向老年人的2D‑3D非接触式人体测量方法，包括选取三维非接触式和接触式人体测量实验样本，以获取足够全面的测量数据；基于所述实验样本获取特征部位的尺寸；对所述特征部位的尺寸进行主成分分析，以确定老年人体型分类标准；基于所述体型分类标准对人体主要部位进行长度、围度的测量，以获得轮廓曲线函数和截面曲线函数；基于获得的轮廓曲线函数和截面曲线函数，推导建立2D‑3D尺寸转化公式，计算得到老年人人体各部位尺寸数据。本发明可拓展适合老年人的体型分类标准，本发明面向老年人的2D‑3D非接触式人体测量方法，具有成本低、操作简便、精度能满足相关工业生产需求，适合市场推广和网际传播的优势。

技术领域

本发明涉及人体测量领域，具体而言，涉及一种面向老年人的 2D-3D非接触式人体测量方法。

背景技术

人体测量系统包括方法、技术、仪器等，分接触式和非接触式两种。传统的接触式因效率低、被测者易感不适等缺陷正逐渐由发展较为前沿的非接触式所替代。非接触式人体测量主要有三维人体扫描法、二维直接摄影法。

三维人体扫描法的基本原理是以光学测量为基础，使用视觉设备来捕获物体外形，然后通过系统软件来提取扫描数据。其工作流程分以下四个步骤：①通过机械运动的光源照射扫描物体；②CCD摄像头探测来自被扫描物体的反射图像；③通过反射图像计算人体表面特定点到摄像头的距离；④通过软件系统转换距离数据产生三维图像。其主要方法有立体摄影法、激光扫描法、白光相位法、莫尔条纹法、远红外射线法。

该领域代表性研究有：根据投影栅相位法，采用具有一定特性的结构光的一种三维人体测量系统；基于立体摄影和三角激光扫描的颅面软组织三维成像系统；用于非接触式测量腹部横截面和腰围的激光位移计；基于视觉地标思想的一种适用于非接触式人体测量的地标检测方法；基于光学扫描仪和电磁场触控笔的测量系统，以捕捉特定身体节段形状，用于医学修复和矫形中的假肢和矫形器组件制造；结合 Kinect3D体感摄影机的三维人体测量系统方案；运用客户端-服务器的计算机网络控制多个深度感知摄像头和一个转盘为硬件的三维人体扫描仪。

二维直接摄影法的工作原理是通过摄像装置拍摄人体数字图像，经过系统参数标定、图像处理、2D-3D转换等过程，最终获取人体尺寸数据。如总后军需装备研究所和北京服装学院共同研制的人体尺寸测量系统、西安交通大学激光与红外应用研究所的光电人体尺寸测量系统、长庚大学和中国台湾清华大学联合研发的非接触式人体测量系统、天津工业大学服装学院研制的2D-3D非接触式量体系统。

该领域代表性研究有：二维非接触式人体测量系统中臀围尺寸的计算方法；自然着装状态下运用2D-3D转换计算获取青年女性人体尺寸数据的方法；基于2D-3D人体扫描装置研究其图像处理和尺寸获取方法；采用单照相机的三维人体测量方法；基于数字图像的适用青年女性体型的非接触式二维测量系统；在VB编程语言下，通过设置环境变量，自动提取二维图像中的人体尺寸；基于MATLAB的二维非接触式测量系统自动图像裁剪算法。

现有技术的客观缺点：测量系统方面，三维扫描体测系统精度较高，但造价和对测量环境的要求亦较高，因此市场普及性较弱，研究多往“使用更先进的扫描器件，进一步提高测量精度”和“科学研究和工业生产不同领域中的运用性研究”方向发展。二维体测系统因成本低、操作简便、精度能满足相关工业生产需求，适合市场推广和网际传播等优势，逐渐成为大规模人体测量和数据库建设研究的主要发展方向。而针对不同人群，实现测量系统模块化功能共享和组合应用，具有现实科技意义和广阔应用前景。