[发明专利]激光雷达人体建模方法

说明书

本发明涉及激光扫描的技术领域，公开了激光雷达人体建模方法，具体包括如下步骤：S1：图像采集设备对人体的边侧区域进行扫描，捕捉人体边缘的空间点阵分布，通过空间的点阵分布示意图获取人体模型初步结构，针对人体模型初步结构与人体真实数据进行比对，调节人体模型初步结构的数值；S2：图像采集设备对提供的模型轮廓边缘点矩阵进行轮廓线连接拟合，形成空间线性矩阵，空间线性矩阵在不同空间内相拟合，形成不同的面矩阵，最后形成人体初状模型。本发明通过激光捕捉人体边缘的空间点阵分布，已获得人体模型的大致轮廓，并且通过人体模型初步结构与真实数据进行对比调整，以达到模型的完整性。

技术领域

本发明专利涉及激光扫描的技术领域，具体而言，涉及激光雷达人体建模方法。

背景技术

人体三维扫描主流技术可分为被动扫描和主动扫描两类方法。其中，主动三维扫描技术包括激光扫描、结构光扫描、飞行时间法等，现有的三维人体扫描系统，如美国的基于激光扫描原理的Cyberware，其精度高，但价格昂贵(二十多万美元)；从多个视角对人体进行扫描，扫描时间快，5秒钟以内即可完成全身扫描，但色彩还原度一般，设备价格也比较高；西安交通大学研发的RDSBodyscan人体扫描仪，速度快，精度较高，但不可见红外波对人体有一定伤害，并且其价格在百万人民币以上；Artec手持式三维扫描仪，其价格相对较低(十几万人民币)，但扫描时间长，被扫描的人需要保持某个姿势3～5分钟。

现有技术中的人体三维扫描主流技术所扫描的时间较长，并且扫描的原理是分区域扫描，最后进行整个板面的拼接以完成整体模型的建造，这样在建造完成后进行拼接容易造成错位，从而影响模型的完整性，并且在模型表面处理时的哇凹度以及凸出度均比较模糊，从而导致所建造的人体模型无法供医生进行诊断使用。

发明内容

本发明的目的在于提供激光雷达人体建模方法，通过激光捕捉人体边缘的空间点阵分布，已获得人体模型的大致轮廓，并且通过人体模型初步结构与真实数据进行对比调整，以达到模型的完整性，并且利用边缘点矩阵进行轮廓线连接拟合，形成空间线性矩阵，空间线性矩阵在不同空间内相拟合，形成不同的面矩阵，最后形成人体初状，旨在解决现有技术中现有技术中的人体三维扫描主流技术所扫描的时间较长，并且扫描的原理是分区域扫描，最后进行整个板面的拼接以完成整体模型的建造，这样在建造完成后进行拼接容易造成错位，从而影响模型的完整性的问题。

本发明是这样实现的，激光雷达人体建模方法，具体包括如下步骤：

S1：图像采集设备对人体的边侧区域进行扫描，捕捉人体边缘的空间点阵分布，通过空间的点阵分布示意图获取人体模型初步结构，针对人体模型初步结构与人体真实数据进行比对，调节人体模型初步结构的数值；

S2：图像采集设备对提供的模型轮廓边缘点矩阵进行轮廓线连接拟合，形成空间线性矩阵，空间线性矩阵在不同空间内相拟合，形成不同的面矩阵，最后形成人体初状模型；

S3：再对人体初状模型内部每个侧面进行依次扫描，接收装置接收雷达反射的声波，进行面部特征识别，图像采集设备依据声波反射的时间判断出轮廓的局部特征并进行绘制模型，初步建立人体模型；

S4：雷达再次发射声波，接收装置同时接收所反射的声波，对所建立的人体模型进行检测，对人体模型的面部轮廓、胸部轮廓的凹面与凸面曲率进行汇算，同时进行模型微调，增加所建立模型的精确度；

S5：建立三维空间坐标系，对人体模型进行点阵分布标记并存档，点阵分布标记包括各分布点的横、纵、高坐标数值，最后导出三维模型图，即完成人体模型的建立。

进一步地，在S1中，调节人体模型初步结构的数值包括身高、胸围、肩宽、头宽的数值，调整后的点阵会随数值更换坐标点。

进一步地，在S2中，轮廓线连接拟合首先是对竖直面上的点阵进行拟合，拟合后的多个线阵图再进行拟合呈人体初状模型。