技术领域本发明涉及部分或整体人体轮廓数据的获取装置。
背景技术：
随着网络购物的发展，网上购买衣服等也已经成为一种潮流，但是由于无法向实体店那样试穿，网购的衣服经常发生不合身的现象。织物变形模拟与仿真已经发展比较成熟，如北京服装学院发表于2012年12月的硕士研究生学位论文《虚拟试衣系统的研究》，作者杨建东，导师商书元，在具备准确的人体和衣物的3D轮廓前提下可以对衣物的穿戴效果进行模拟。但是现有技术对人体轮廓的获取存在短板，通常采用对若干张照片进行数据分析并配合身高等参数，获取人体轮廓数据。存在的问题是，人体轮廓是曲面，对照片进行分析只能准确获取人体轮廓的边界，需要足够多的照片，因此以这种方法获取的人体轮廓存在相当的误差。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有虚拟试衣技术中人体轮廓获取方法的技术偏见解决虚拟试衣技术中的技术难题，提供一种基于测距技术的人体轮廓的获取装置及方法，实现对人体轮廓的精确测量，并应用该技术实现虚拟试衣，本发明的进一步目的是提供一种低成本便于推广的人体轮廓获取方法，推动虚拟试衣技术的普及。部分或整体人体轮廓数据的获取装置，其组成要点在于，包括一种与身体紧密贴合的移动被定位点、测量定位装置、控制电路以及数据处理与存储装置，所述待获取轮廓数据的身体覆盖吸收测距波的材料，所述移动被定位点包括测距波的反射单元，所述测量定位装置包括1个发射单元和3个以上固定位置的测距波接收单元，控制电路包括发射单元的发射电路和接收单元对应的接收电路，移动被定位点在若干选定位置停留，停留期间，发射单元发射测距波，被移动被定位点的反射单元反射后，每个接收单元分别接收，通过测距波的发射和接收实现测距，并将测距数据向数据处理与存储装置传送，数据处理与存储装置分别处理每个停留位置的测距数据并解算出对应的坐标值并存储。这样，就能通过移动被定位点和测量定位装置之间的测距值，以接收单元的位置确立虚拟坐标系，定位移动被定位点的停留位置逐个获取每个停留位置在虚拟坐标系中的坐标值，从而获得了比较精确人体轮廓的数据。所述测距波是超声波、可听声波、次声波中的一种。所述测距波是无线电波、微波、红外线、可见光中的一种。所述移动被定位点与人体轮廓接触的壳体外表面为球面或球面的一部分，反射单元反射测距波的中心与球面的圆心重合。这样，以采集到的若干被定位点作为圆心，移动被定位点球面半径为半径的球面集合，其包络内切曲面就是被测人体的轮廓，采用这种技术手段，有效的解决了传感器的发射中心与人体轮廓的接触面不重合的技术问题，提高了轮廓获取的精度。所述移动被定位点包括测距波的反射单元、壳体，所述壳体外部是球面，壳体内部设置底座，球面中心和反射单元的反射中心到底座的距离相等，反射单元安装在底座上。所述反射单元是一种抛物面。这样，就能从结构上保证球面中心与反射单元的反射中心重合。所述移动被定位点包括测距波的反射单元、壳体、手柄和按钮，反射单元安装在壳体内的底座上，底座与手柄机械连接，按钮安装在手柄上，反射单元以及按钮与数据处理与存储装置控制连接。这样，就能在移动被定位点的停留位置，以方式按按钮的发送测距指令，实现测距及定位。所述测量定位装置的接收单元中至少有3个接收单元呈直角三角形分布。所述测量定位装置的接收单元中至少有3个接收单元呈等腰直角三角形分布。这样，就能以呈等腰三角形分布的直角顶点接收单元传感器的接收中心为原点，以经过另外2个接收单元传感器的接收中心的直线分别作为x轴和y轴，以经过原点垂直于x轴和y轴组成的坐标平面的直线作为z轴，从而建立直角坐标系。所述发射电路包括方波发生器模块、电荷泵模块或功率放大模块，所述每个接收单元对应的接收电路包括放大器模块、滤波器模块、比较器模块。这样，发射电路驱动发射单元时，数据处理与存储装置的定时器开始计时；接收单元将收到的测距波经放大电路放大并经过滤波器滤波后，输入电压比较器，得到整形后的电压信号，定时器捕获到信号的上升沿或下降沿后停止计时，获得超声波从发射单元到达接收单元的时间，从而实现渡越时间法测距。所述发射电路包括方波发生器模块、调制器模块，所述每个接收单元对应的接收电路包括放大器模块、自动增益模块、带通滤波器模块、检相器模块。这样，发射电路的方波经低频信号调制后驱动发射单元，接收单元接收到的信号经放大、滤波后经检相器检相，获得信号的相位差，就可以通过相位检测法实现测距，当然也可以和渡越时间法测距相结合以提高渡越时间法测距精度。所述发射电路包括主振、调制器模块，所述每个接收单元对应的接收电路包括放大器模块、带通滤波模块、本振、混频器模块、低通滤波模块、整形电路模块、检相器模块。这样，发射电路经主振调制后驱动发射单元，接收单元信号经放大器模块、滤波模块后与本振混频再经低通滤波后得到频率较低的差频信号，再经整形电路后检相得到相位差，完成相位检测法实现对电磁波的测距的过程。所述发射电路包括方波发生器模块、电荷泵模块或功率放大模块，所述每个接收单元对应的接收电路包括放大器模块、滤波器模块、峰值检测模块以及模数转换模块。这样，就能接收单元将收到的测距波经放大电路放大并经过滤波器滤波后，获得接收信号的峰值，再转换成数字量与设定值比较，从而能根据接收信号的强弱计算发射单元到接收单元距离，通过幅值检测法实现测距。所述数据处理与存储装置是单片机（MCU）、现场可编程门阵列（FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)中的一种或其组合。所述数据处理与存储装置包括上位机和下位机，下位机是单片机（MCU）、现场可编程门阵列（FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)中的一种或其组合，上位机为带有网络连接的PC、服务器或者移动终端。所述上位机和下位机通过usb接口或串口连接。所述上位机和下位机分别有电源，上位机和下位机通过无线通讯模块连接。这样，通下位机和上位机的组合实现对测距数据进行处理，解算出相对虚拟坐标系移动被定位点的坐标并存储。部分或整体人体轮廓数据的获取的方法，其步骤在于，1.提供一种与身体紧密贴合的移动被定位点、测量定位装置、控制电路以及数据处理与存储装置，所述待获取轮廓数据的身体覆盖吸收测距波的材料，所述移动被定位点包括测距波的反射单元，所述测量定位装置包括1个发射单元和3个以上固定位置的测距波接收单元，控制电路包括发射单元的发射电路和接收单元对应的接收电路，2.移动被定位点在若干选定位置停留，并按下按钮，3.发射单元发射测距波，被反射单元反射后，每个接收单元分别接收，通过测距波的发射和接收实现测距，4.将测距数据向数据处理与存储装置传送，5.数据处理与存储装置分别处理移动被定位点每个停留位置的测距数据并解算出对应的坐标值并存储，6.重复步骤2-5直至获得所有选定位置坐标，7.将所有移动被定位点的停留位置坐标拟合成曲面，即获得相应的人体轮廓。为应用上述装置和方法进行虚拟试衣还包括下列设备：1.包括带有和所述数据处理与存储装置数据传输的连接的虚拟试衣服务器，所述虚拟试衣服务器存储不同规格的衣服或裤子或帽子或鞋子或首饰或眼镜的3维模型。2.显示和选择终端。所述显示和选择终端是个人电脑、服务器或移动终端。在数据处理与存储装置包括上位机和下位机时，上位机可以作为显示和选择终端。所述移动终端包括手机、PDA、平板电脑。所述显示和选择终端和虚拟试衣服务器通过万维网连接。所述显示和选择终端和数据处理与存储装置通过usb连接或通过串口连接或通过万维网连接。部分或整体人体轮廓数据的获取装置及方法的应用，其步骤在于，1.提供一种与身体紧密贴合的移动被定位点、测量定位装置、控制电路以及数据处理与存储装置，所述待获取轮廓数据的身体覆盖吸收测距波的材料，所述移动被定位点包括测距波的反射单元，所述测量定位装置包括1个反射单元和3个以上固定位置的测距波接收单元，控制电路包括发射单元的发射电路和接收单元对应的接收电路，还包括虚拟试衣服务以及显示和选择终端，所述虚拟试衣服务器存储不同规格的穿戴物的3维模型，所述显示和选择终端与虚拟试衣服务器通讯连接，数据处理与存储装置和显示和选择终端通讯连接，2.移动被定位点在若干选定位置停留，并按下按钮，3.发射单元发射测距波，被反射单元反射后，每个接收单元分别接收，通过测距波的发射和接收实现测距，4.将测距数据向数据处理与存储装置传送，5.数据处理与存储装置分别处理每个停留位置的测距数据并解算出对应的坐标值并存储，6.重复步骤2-5直至获得所有选定位置坐标，7.将所有移动被定位点的停留位置坐标拟合成曲面，即获得相应的人体轮廓，8.将得到的人体轮廓和存储在虚拟试衣服务器中的与这部分轮廓对应的系列规格穿戴物3维模型相比较，选出大于等于人体轮廓的规格，并在显示和选择终端显示，供选择，9.根据显示和选择终端选择的规格与人体轮廓进行三维织物仿真，10.重复步骤8和9，直至找到最合适规格。这样，就能通过获取的人体轮廓对穿戴物的穿戴效果进行仿真，实现虚拟试衣，在公知常识中穿戴物所述穿戴物包括衣服或裤子或帽子或鞋子或首饰或眼镜。本发明通过移动被定位点的反射单元与测量定位装置的1个发射单元和3个以上固定位置之间通过接收反射的测距波的方式分别实现测距，解算出移动被定位点的虚拟坐标，以此获取部分或整体人体的轮廓数据，克服了虚拟试衣人体轮廓只能以照片方式获取的技术偏见，解决了虚拟试衣过程中人体轮廓无法准确获取的难题，结合现有的织物仿真技术，真正的实现虚拟试衣，而且本发明的技术方案具有成本低的特点便于推广普及。附图说明图1为本发明采用超声波作为测距波采用渡越时间法的实施例方框图。图2为本发明采用超声波作为测距波采用相位检测法的实施例方框图。图3为本发明采用红外线作为测距波采用相位检测法的实施例方框图。图4为本发明采用超声波作为测距波采用幅值检测法的实施例方框图。图5为移动被定位点的剖面图。图6为实现图1的发射电路的具体电路图。图7为实现图1的接收射电路的具体电路图。具体实施方式实施例1如图1所示，部分或整体人体轮廓数据的获取装置，其组成要点在于，包括一种与身体紧密贴合的移动被定位点、测量定位装置、控制电路以及数据处理与存储装置，所述待获取轮廓数据的身体覆盖吸收测距波的材料，移动被定位点包括超声波的反射单元，测量定位装置包括1个发射单元和3个固定位置的超声波接收单元，3个接收单元呈等腰直角三角形分布，控制电路包括发射单元的发射电路或接收单元对应的接收电路。移动被定位点在若干选定位置停留，停留期间，发射单元发射超声波，被反射单元反射后，每个接收单元分别接收，通过超声波的发射和接收实现测距，并将测距数据向数据处理与存储装置传送，数据处理与存储装置分别处理每个停留位置的测距数据并解算出对应的坐标值并存储。所述数据处理与存储装置包括上位机和下位机，下位机，带有内置定时器，可以选择单片机（MCU）、现场可编程门阵列（FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)中的一种或其组合，上位机为提供带有网络连接的PC、服务器或者移动终端。上位机和下位机通过usb接口或串口连接。当然也可以选择运算能力强内存容量大的单片机（MCU）、现场可编程门阵列（FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)中的一种或其组合直接作为数据处理与存储装置。在本实施例选择STM32F103RBT6单片机作为下位机，个人电脑作为上位机，组成数据处理与存储装置。所述发射电路依次连接方波发生器模块、电荷泵模块或功率放大模块，如图6是超声波的发射电路以及发射单元的具体电路举例，其工作原理是利用STM32的GPIO从R5输入高电平三极管导通为MAX232供电，同时采用STM32高级定时器输出2路40KHZ、占空比为50%的互补PWM信号，分别输入至MAX232的T1IN和T2IN，利用MAX232的电荷泵提升电压驱动T40-16超声波发射单元激励出40KHZ的超声波。所述每个接收单元对应的接收电路依次连接2级放大器模块、滤波器模块、比较器模块，图7是超声波的接收电路以及接收单元的具体电路举例，其工作原理是接收单元R40-16接收到超声波信号将在引脚两端产生很小的电压信号，经TL074实现的2级放大器模块、带通滤波器模块、比较器模块后，并最终传输至STM32的GPIO，由STM32的定时器捕获信号的上升沿获得超声波从发射单元到达接收单元的时间。为校正温度变化造成的声速变化，采用DB1820测温电路检测温度，修正声速，获得相对准确的声速。这样，发射电路驱动发射单元时，数据处理与存储装置的定时器开始计时；接收单元将收到的超声波经放大和滤波后，输入电压比较器，得到整形后的电压信号，由数据处理与存储装置的定时器捕获信号的上升沿或下降沿后停止计时，获得超声波从发射单元到达接收单元的时间，从而实现渡越时间法测距。以接收单元的位置确立虚拟坐标系，根据移动被定位点和测量定位装置之间的测距值，可以解算出移动被定位点的每个停留位置在虚拟坐标系中的坐标值。具体如下：以呈等腰三角形分布的直角顶点接收单元传感器的接收中心为原点，以经过另外2个接收单元传感器的接收中心的直线分别作为x轴和y轴，以经过原点垂直于x轴和y轴组成的坐标平面的直线作为z轴，从而建立直角坐标系，则接收单元坐标分别是（0,0,0）(a,0,0)(0,a,0),设移动定位点为（X，Y，Z）,测距值为R1、R2、R3则有下列方程组X2+Y2+Z2=R12（X-a）2+Y2+Z2=R22X2+（Y-a）2+Z2=R32解方程即得移动定位点坐标。如图5，所述移动被定位点包括超声波的反射单元2、壳体1、手柄4和按钮5，所述壳体外部是球面，壳体内部设置底座3，球面中心与发射单元的发射中心到底座3的距离相等，反射单元2用螺钉安装的底座3上，底座3与手柄4机械连接，按钮5安装在手柄4上，反射单元2以及按钮4与数据处理与存储装置控制连接。优选的反射单元2是一种抛物面，其反射中心就是抛物面的焦点。这样，从结构上保证球面中心与反射单元的发射中心重合。在移动被定位点的停留位置，以按按钮的方式发送测距指令，实现测距及定位。以采集到的若干被定位点作为圆心，移动被定位点球面半径为半径的球面集合，其包络内切曲面就是被测人体的轮廓，采用这种技术手段，有效的解决了传感器的发射中心与人体轮廓的接触面不重合的技术问题，提高了轮廓获取的精度。上述部分或整体人体轮廓数据的获取装置，其工作步骤如下，1.移动被定位点在若干选定位置停留，并按按钮2.发射单元发射超声波，反射单元反射后，每个接收单元分别接收，通过超声波的发射和接收实现测距，3.将测距数据向数据处理与存储装置传送，4.数据处理与存储装置分别处理移动被定位点每个停留位置的测距数据并解算出对应的坐标值并存储，5.重复步骤2-5直至获得所有选定位置坐标，6.将所有移动被定位点的停留位置坐标拟合成曲面，即获得相应的人体轮廓，或者在移动被定位点壳体半径比较大的情况下，以所有移动被定位点的停留位置为圆心，解算出以移动被定位点球面半径为半径的球面的包络内切曲面就是精确的被测人体轮廓。在此基础上将其应用于展示衣服或鞋或帽或饰品或眼镜穿戴效果，其步骤如下，1．另外提供虚拟试衣服务以及显示和选择终端，所述虚拟试衣服务器存储不同规格的衣服或裤子或帽子或鞋子或首饰或眼镜的3维模型，利用数据处理与存储装置的上位机为显示和选择终端，该上位机与虚拟试衣服务器通讯连接，数据处理与存储装置的上位机和下位机通过usb通讯，2.将得到的人体轮廓和存储在虚拟试衣服务器中的与这部分轮廓对应的系列规格穿戴物3维模型相比较，选出大于等于人体轮廓的规格，并在显示和选择终端显示，供选择，3.根据显示和选择终端选择的规格与人体轮廓进行三维织物仿真根，4.重复步骤2和3，直至找到最合适规格。在本实施例中使用优选的40KHZ超声波，如果使用不同的发射单元和接收单元并配以不同的电路也能实现利用其他频率声波的测距。实施例2如图2，所述发射电路包括方波发生器模块、调制器模块，所述每个接收单元对应的接收电路包括放大器模块、自动增益模块、带通滤波器模块、检相器模块以及用作检相参考信号的正弦波。检相器模块模块是一种模拟的检相器，方波发生器产生40KHZ方波，经调制器模块产生频率为200HZ的正弦波调制，驱动T40-16超声波发射单元激励出40KHZ的超声波。检相参考信号的正弦波与调制器模块的调制波的相位以及频率相同。这样，发射电路的方波经低频信号调制后驱动发射单元，接收单元接收到的信号经放大、滤波得到200HZ信号与后经检相器与检相检相参考信号比较，获得信号的相位差，就可以通过相位检测法实现测距。200HZ声波的波长在1.7m左右，现有技术中检相器很容易达到1/1000甚至更高的检相精度，测距精度达到1.7mm以上，因此能满足获取人体轮廓的要求。本实施例未述部分和实施例1相同。实施例3本实施例选择红外线作为测距波，发射单元为红外线发射装置，接收单元为红外线接收装置，主振频率选择15MHZ,本振频率为主振的0.99倍，选择所述发射电路包括主振、调制器模块，所述每个接收单元对应的接收电路包括放大器模块、带通滤波模块、本振、混频器模块、低通滤波模块、整形电路模块、检相器模块。这样，发射电路经主振调制后驱动发射单元，接收单元信号经放大器模块、滤波模块后与本振混频再经低通滤波后得到150KHZ的差频信号，同时与调制后的信号与本振混频经过低通滤波也得到150KHZ的差频信号，再经分别经整形电路后经检相电路得到相位差，完成相位检测法实现对电磁波的测距的过程，在计算距离是对电路的延时做相应的修正后可以得到准确的测距值。所述数据处理与存储装置的上位机为带有OTG功能的手机，下位机选择STM32F103RBT6单片机，上位机通过usb接口和下位机通讯并提供下位机的电源。本实施例未述部分和实施例1相同。在本实施例中使用优选的红外线，如果使用不同的发射单元和接收单元并配以不同的电路也能实现利用声波、无线电波、微波、可见光作为测距波的相位法测距。实施例4本实施例超声波作为测距波，发射单元为超声波发射装置，接收单元为超声波接收装置，所述发射电路包括方波发生器模块、电荷泵模块或功率放大模块，所述每个接收单元对应的接收电路包括放大器模块、滤波器模块、峰值检测模块以及模数转换模块。这样，就能接收单元将收到的超声波经放大电路放大并经过滤波器滤波后，获得接收信号的峰值，再转换成数字量与设定值比较，从而能根据接收信号的强弱计算发射单元到接收单元距离，通过幅值检测法实现测距。本实施例未述部分和实施例1相同。在本实施例中使用优选的超声波作为测距波，如果使用不同的发射单元和接收单元并配以不同的电路也能实现利用其他声波、无线电波、微波、红外线、可见光作为测距。