专利名称：便携式三维人体扫描装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量设备技术领域，涉及一种非接触式的测量扫描装 置，具体涉及一种便携式三维人体扫描装置。
技术背景非接触式人体测量技术的研究在世界范围已成为一个热门的研究领 域，主要采用激光、红外线、光栅等技术。目前己经研制出了具有一定功能的各种人体测量装置。国外发达国家在二十世纪70年代就开始进行三维 人体自动测量的研究，提出了许多新的测量原理和方法，推出一系列非接 触式三维人体扫描装置，在精度、扫描速度等方面都达到了很高的水平， 但是它们普遍存在体积庞大、安装复杂、制造价格昂贵等不足。国内在非 接触式三维人体测量方面的研究也有很长时间。但是所研究的装置普遍存 在结构复杂、操作不便、成本较高、标定过程繁琐等缺点，使这些装置在 实际推广中受到严重的限制。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种便携式三维人体扫描装置，克服现有 技术存在的结构复杂，体积庞大，不便携带的问题。本实用新型采用的技术方案是， 一种便携式三维人体扫描装置，包括 安装在支架上的云台，在云台上连接有定位架，在定位架上安装有线激光 器和CCD摄像机，线激光器和CCD摄像机分别设置有角度调整螺栓，云台与协议转换器连接，协议转换器与计算机连接，云台带动定位架上的CCD 摄像机和线激光器同步运动，CCD摄像机通过图像采集卡与计算机连接。线激光器的功率为5mw，线激光的颜色为红色，激光线长大于2m。CCD摄像机选用型号为WAT-902H3 SUPREME的面阵CCD摄像机。图像采集卡为至少双通道，选用V200。云台选用型号为HJY-YT205的双自由度云台。本实用新型的三维人体扫描装置，结构简单，体积小巧，便于携带， 该扫描装置不仅可以用于人体表面三维数据的获得，同时也可以用于其他 相对大型物体的测量。
图1是本实用新型一种实施例中云台支架部分的结构示意图；图2是本实用新型用于人体表面的三维扫描时结构示意图。图中，1、支架，2、螺栓a， 3、线激光器，4、定位架，5、螺栓c， 6、CCD摄像机，7、协议转换器，8、图像采集卡，9、螺栓b， 10、计算机，11、云台。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。 本实用新型装置，包括安装在支架1上的云台11，在云台11上连接有 定位架4，在定位架4上安装有线激光器3和CCD摄像机6，线激光器3 和CCD摄像机6分别设置有角度调整螺栓，云台11与协议转换器7连接， 协议转换器7与计算机10连接，云台11带动定位架4上的CCD摄像机6 和线激光器3同步运动，CCD摄像机6通过图像采集卡8与计算机10连接。CCD摄像机6选用用于测量领域的款型，比如日本WATEC公司生产 的型号为WAT-902H3 SUPREME的面阵CCD摄像机。线激光器3的选用 功率为5mw，以对人体不造成伤害，线激光的颜色为红色，激光线长大于 2m。该装置的云台11本体内有云台控制器，可选用型号为HJY-YT205的 双自由度云台。图像采集卡8至少为双通道，可选用微视公司的V200。如图1所示，是本实用新型一种实施例中的云台支架部分的结构示意 图。在一个三角型的支架l上安装有双自由度的云台ll，云台ll上安装有 长度为25cm的定位架4，定位架4上安装有面阵CCD摄像机6和线激光 器3，定位架4以标准接口分别与CCD摄像机6和云台11相连接。定位架 4上的螺栓a2和螺栓b9用于调整线激光器3与定位架4之间的夹角，螺栓 c5用于调整CCD摄像机6与定位架4之间的夹角，从而设定CCD摄像机 6和线激光器3相对定位架4的初始角度，并起固定作用。如图2所示，是本实用新型用于人体表面进行三维扫描时的结构示意 图。在对人体表面三维扫描时，将两台本实用新型装置分别放置于人体的 正前方与正后方来扫描人体，以分别得到人体前后表面的数据。两台本实 用新型装置的云台通过RS-485总线组网，并由计算机通过RS-232接口对 云台进行控制，两台本实用新型装置的扫描头同步旋转，组网可由 RS-232—RS-485协议转换器完成，比如可选用UTEK协议转换器。组网时 需给每个云台设定一个ID号，当使用广播通讯时，计算机便可以并行地控 制两个云台了，从而两台本实用新型装置的云台便可以带动CCD摄像机和 线激光器组成的扫描头同步自下向上做倾斜运动，以扫描人体表面。这样 通过CCD摄像机的采集，便可以得到一系列的图片，并经图像采集卡送由计算机处理，根据算法对这些图片进行处理，反求人体表面一点的三维坐 标，通过前后扫描头的数据融合，获取人体表面的三维数据点云。 本实用新型用于重建人体点云的操作步骤是a. 将两台本实用新型装置的云台11、 CCD摄像机6、线激光器3、定 位架4、支架1按照图1连接好，设置CCD摄像机6和线激光器3与定位 架4之间的初始角度，并将两台本实用新型装置以距所测人体1.2m的距离 分别放置于人体的正前方和正后方，给装置上电，复位云台；b. 标定CCD摄像机6，得到摄像机焦距、主点坐标；两台本实用新型 装置的云台通过RS-485总线组网，并由计算机通过RS-232接口对云台进 行控制，两台扫描装置的扫描头同步旋转，组网可由RS-232—RS-485协议 转换器完成c. 测量CCD摄像机6和线激光器3的固定位置间的距离、线激光器3 的固定位置和云台11的旋转中心之间的距离等参数，设置云台11的初始 旋转角度，并计算CCD摄像机6和线激光器3相对定位架4的初始角度；d. 由计算机控制云台11带动CCD摄像机6和线激光器3由下而上扫 描人体，采集图片并自动输入图像采集卡8;e. 由计算机对图像采集卡8中采集到的图片进行图像处理，通过算法 得到人体点云数据。本实用新型的三维人体扫描装置，结构简单，体积小巧，便于携带。 该扫描装置不仅可以用于人体表面三维数据的获得，进而可以计算出人体 的特征尺寸，重建人体表面模型，在此基础上完成虚拟试穿，服装CAD/CAM 等，该扫描装置应用于服装领域，可增加服装制造业的自动化水平，提高产品生产效率，使设计出的服装更合体、舒适。本实用新型同时也可以用 于其他相对大型物体的测量，为非接触测量领域提供了一种新型的三维扫 描装置，具有广阔的应用前景。
权利要求1、一种便携式三维人体扫描装置，其特征在于包括安装在支架(1)上的云台(11)，在云台(11)上连接有定位架(4)，在定位架(4)上安装有线激光器(3)和CCD摄像机(6)，线激光器(3)和CCD摄像机(6)分别设置有角度调整螺栓，云台(11)与协议转换器(7)连接，协议转换器(7)与计算机(10)连接，云台(11)带动定位架(4)上的CCD摄像机(6)和线激光器(3)同步运动，CCD摄像机(6)通过图像采集卡(8)与计算机(10)连接。
2、 根据权利要求1所述的便携式三维人体扫描装置，其特征在于所 述的线激光器(3)的功率为5mw，线激光的颜色为红色，激光线长大于 2m。
3、 根据权利要求1所述的便携式三维人体扫描装置，其特征在于所 述的CCD摄像机(6)选用型号为WAT-902H3 SUPREME的面阵CCD摄像机。\
4、 根据权利要求1所述的便携式三维人体扫描装置，其特征在于所 述的图像采集卡(8)为至少双通道，选用V200。
5、 根据权利要求1所述的便携式三维人体扫描装置，其特征在于所 述的云台(11)选用型号为HJY-YT205的双自由度云台。
专利摘要本实用新型提出了一种便携式三维人体扫描装置，包括安装在支架上的云台，在云台上连接有定位架，在定位架上安装有线激光器和CCD摄像机，线激光器和CCD摄像机分别设置有角度调整螺栓，云台与协议转换器连接，协议转换器与计算机连接，云台带动定位架上的CCD摄像机和线激光器同步运动，CCD摄像机通过图像采集卡与计算机连接。该装置改进了现有的三维人体扫描装置结构复杂，体积庞大，不便于携带等不足，为非接触测量领域提供了一种新型的三维扫描装置，具有广阔的应用前景。
文档编号A61B5/00GK201101524SQ200720126380
公开日2008年8月20日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者烨 刘, 姜寿山, 欣 张, 舒方法 申请人:西安工程大学