一种三维人体扫描仪的制作方法

本实用新型涉及三维人体扫描装置，具体涉及一种结构简单的三维人体扫描仪。

背景技术：

三维人体扫描装置，也叫3D人体扫描仪，是利用光学测量技术、计算机技术、图像处理技术、数字信号处理技术等进行三维人体表面轮廓的非接触自动测量。人体全身(半身)扫描系统充分利用光学三维扫描的快速以及白光对人体无害的优点，在3-5秒内对人体全身或半身进行多角度多方位的瞬间扫描。

常用的三维人体扫描装置是将单个深度摄像头固定在滑块上，通过滑块沿滑轨上下运动的方式扫描人体的信息。例如专利号为201720697265.0的实用新型专利，公开了一种简便高精度三维人体扫描仪，包括扫描部件、中心控制器和旋转站立平台，通过旋转站立平台以特定角度的转动，配合扫描部件带动激光器和高速相机上下移动，使高速相机得以全方位地采集激光器光刀切割人体的图像，并通过中心控制器对采集的图像进行处理获取人体的三维空间信息。这种简便三维人体扫描仪存在以下缺陷：1.上下跑动的高速相机因为有电机拖动，在对人体进行扫描时不可避免的会出现噪声，对用户的感官体验造成影响；2. 高速相机沿导轨运动，致使人体3D模型建立时间较长；3.由于转台电机、滑块电机启动时间以及运行速度等不同，使得高速相机拍照位置不固定，当滑块带动高速相机在滑轨的上中下三个位置拍照时，每次拍照的位置会稍有偏差，因而需要算法进行处理、拟合，这样就导致模型合成的稳定性稍有限制；4.转台、高速相机都需要驱动电机带动其运动，存在成本高、噪声大的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种三维人体扫描仪，以克服现有的三维人体扫描设备结构复杂、成本高的问题。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种三维人体扫描仪，包括扫描仪本体、人体电子秤，该人体电子秤位于扫描仪本体的任一侧；所述扫描仪本体包括立柱和扫描部件，所述控制模块设置在立柱的内腔，所述扫描部件和显示屏嵌设在中空立柱上，所述显示屏位于扫描部件的上方或下方。

上述的三维人体扫描仪，所述扫描仪本体还包括底座，该底座设置在立柱的下端。

上述的三维人体扫描仪，还包括供被测人体站立的站立平台，该站立平台位于扫描部件的正前方。

上述的三维人体扫描仪，所述站立平台为地毯，该地毯铺设在地面上。

上述的三维人体扫描仪，所述立柱为圆柱体，所述显示屏位于扫描部件的上方或下方。

上述的三维人体扫描仪，所述扫描仪本体还包括控制模块，该控制模块设置在立柱的内腔。

上述的三维人体扫描仪，所述人体电子秤的内部设有第一通信模块和微处理器，所述立柱的内部设有第二通信模块，所述第一通信模块与微处理器电连接，所述第二通信模块与控制模块电连接，所述第一通信模块与第二通信模块通讯，用于将人体电子秤的数据信息传输至扫描仪本体。

上述的三维人体扫描仪，所述立柱的外表面设有语音提醒模块，该语音提醒模块的输入端与控制模块的输出端连接。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型将扫描部件直接固定在立柱上，无需通过电机驱动扫描部件沿滑轨上下运动，使得三维人体扫描仪结构简单、成本低；

2.本实用新型的站立平台直接安装在地面上，并且站立平台在市面上可随意采购，大大降低了整个设备的重量，使三维人体扫描仪的运输和拆装过程更加便捷；

3.本实用新型的人体电子秤在市面上可直接采购，后期只需对人体电子秤做局部改进即可实现与扫描仪本体的通信，从而缩短了整个设备的加工周期。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是三维人体扫描仪的结构示意图。

图2是三维人体扫描系统的结构示意图。

图中：1. 扫描仪本体；11. 立柱；12. 扫描部件；13. 显示屏； 14. 底座；2. 人体电子秤；3. 站立平台。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

为了克服现有的三维人体扫描设备结构复杂、成本高的问题，本实施例公开了一种三维人体扫描仪，如图1所示，包括扫描仪本体1、人体电子秤2、站立平台3、底座14，底座14设置在立柱11的下端，人体电子秤2位于扫描仪本体1的任一侧，在实际使用中，人体电子秤2的位置不做任何限制，只要能完成人体电子秤2与扫描仪本体1的数据传输即可。站立平台3位于扫描部件12的正前方，完成对被测人体的扫描。优选站立平台3为地毯，该地毯铺设在地面上，在实际产品中选用地毯的原因，一方面是考虑到人光脚站在地毯上舒适性好，另一方面是地毯外购价格适中。本实施例的站立平台3直接安装在地面上，并且站立平台3在市面上可随意采购，大大降低了整个设备的重量，使三维人体扫描仪的运输和拆装过程更加便捷。

本实施例的扫描仪本体1包括立柱11、控制模块、扫描部件12和显示屏13，所述控制模块设置在立柱11的内腔，所述扫描部件12和显示屏13嵌设在中空立柱11上，所述显示屏13位于扫描部件12的上方或下方。本实施例的扫描部件12可以是深度摄像头，也可以根据实际需要同时选择深度摄像头和普通摄像头。

在实际使用中，所述立柱11的外表面设有语音提醒模块，该语音提醒模块的输入端与控制模块的输出端连接。语音提醒模块用于提醒被测者摆出各种动作。本实施例将扫描部件12直接固定在立柱11上，无需通过电机驱动扫描部件12沿滑轨上下运动，使得三维人体扫描仪具有结构简单、成本低等诸多优点。

本实施例的人体电子秤2的内部设有第一通信模块和微处理器，所述立柱11的内部设有第二通信模块，所述第一通信模块与微处理器电连接，所述第二通信模块与控制模块电连接，所述第一通信模块与第二通信模块通讯，用于将人体电子秤2的数据信息传输至扫描仪本体1。本实施例的第一通信模块和第二通信模块可以是蓝牙模块、NFC 模块或ZigBee模块。本实施例的人体电子秤2在市面上可直接采购，后期只需在人体电子秤2内部嵌设通信模块，将通信模块与人体电子秤2内部原有的微处理器电连接，即可实现与扫描仪本体1的通信，从而缩短了整个设备的加工周期。

本实施例还给出了三维人体扫描仪的操作步骤和原理：

步骤一：接通电源后显示屏13上产生二维码，用户打开可扫描二维码的移动终端，用移动终端扫描显示屏13上的二维码，控制系统记录用户个人信息。

步骤二：用户站在人体电子秤2上面，人体电子秤2会测量出人体重量。随后人体电子秤2和控制系统通过通信模块（例如蓝牙）连接，人体电子秤2得出的人体重量会输出至扫描仪本体1。

步骤三：首先，用户站立在地毯上，显示屏13上会提示用户面对显示屏13和深度摄像头，显示屏13上会给出示范动作，用户跟随显示屏13做同样的动作（例如呈A字型慢慢张开手臂），直至用户的动作做到显示屏13提示的范围；其次，深度摄像头会扫描用户人体并且拍照；再次，扫描仪本体1提示用户侧对深度摄像头，用户保持姿势不变，缓慢转身侧对立柱11；然后，深度摄像头扫描用户人体并且拍照。

步骤四：扫描仪本体1根据正对和侧对时扫描的图像生成人体模型，扫描仪本体1也会给出人体各个部位的尺寸数据；以此同时，三维人体扫描仪会将生成的各种数据发送到用户的移动终端，用户可在移动终端上随意查看自己的数据。

为了使三维人体扫描仪生成模型的精度更高，在步骤三中，除了拍摄正对和侧对的图像，还可以拍摄用户背对深度摄像头的图像，具体是：

最后，扫描仪本体1提示用户背对深度摄像头，用户保持A字型姿势不变转身背对立柱11，深度摄像头扫描人体，并结合正对图像、侧对图像生成人体模型。

实施例2：

本实施例公开了一种应用在三维人体扫描仪上的三维体扫描系统，如图2所示，包括体重测试单元、深度信息采集单元、主机，体重测试单元与主机通过第一通信模块通讯，深度信息采集单元包括至少一个固定在立柱上的深度摄像机，主机与深度摄像机交互式连接；其中，体重测试单元用于测量被测者的体重信息，并将该体重信息发送至主机；深度信息采集单元用于采集被测者的深度图像，并将该深度图像传输至主机；主机用于接收、处理深度图像和体重信息，以生成三维模型。

需指出，本实施例的第一通信模块优选蓝牙或wifi模块，当第一通信模块为蓝牙时，体重测试单元包括称重模块、控制模块、第一蓝牙模块，称重模块的输出端与控制模块连接，控制模块的输出端与第一蓝牙模块连接。主机至少包括处理器、存储器、第二蓝牙模块，第一蓝牙模块与第二蓝牙模块通信，第二蓝牙模块与处理器或存储器的输入端连接。

同样，本实施例的第二通信模块优选wifi模块、以太网或互联网中的任一种。当第二通信模块选用wifi模块时，主机还包括wifi模块，处理器与wifi模块交互式连接，处理器还与深度摄像机交互式连接。

在实际使用中，称重模块将被测者的体重信息通过第一通信模块发送给主机，被测者站在深度摄像机可拍摄的范围内，在语音提示模块发出提示音之前，被测者做出扫描仪本体或墙面上指示的动作后，深度摄像机拍摄深度图像；随后主机控制语音提示模块发出“保持动作不变，请左转”的提示音后，被测者左转身，将身体的左侧面正对深度相机，深度摄像机拍摄被测者左侧面的深度图像；接着主机控制语音提示模块发出“保持动作不变，请背对摄像头”的提示音，被测者保持动作不变，背对摄像头，深度相机拍摄被测者的背面深度图像；当然，主机也可以引导被测者右转身，拍摄右侧的深度图像。主机接收深度相机拍摄的多张深度图像，并在主机内对多张深度图像进行处理，结合体重信息生成三维模型。优选主机还可以根据3D模型对被测者体态进行评估，如驼背、圆肩、长短腿、高低肩等。

为了使被测者站在正确的位置上，本实施例可以在正确位置上放置地毯，引导被测者站立；当然也可以在立柱上设置激光投射单元，主机控制激光投射单元，以打开/关闭投射在地面上的光斑带，从而定位被测者的站立位置。

为了保证被测者的个人隐私，三维模型以及评估结果不便于在显示屏上直接显示，因此，本实施例的三维体扫描系统还包括识别模块，该识别模块的作用是：被测者在将被测者的移动终端与云端服务器建立联系，在测试完成后，主机将三维模型和评估数据发送至云端服务器，云端服务器再将三维模型和评估数据发送至被测者的移动终端。需要说明的是：本实施例的识别模块可以是二维码，该二维码可以打印出来后直接贴在扫描仪本体上，作为优选，该二维码显示在显示屏上，显示屏设置在立柱上，显示屏与主机电连接。换言之，被测者持有的移动终端用于识读设置在立柱上的识别模块，以实现移动终端与云端服务器交互式连接；主机还通过第二通信模块连接云端服务器，主机还用于向云端服务器传输最终数据；移动终端还用于获取并显示最终数据。

本实施例的三维体分析系统，包括电源子系统、主机子系统、屏幕单元、体重测试单元、激光投射单元（或地面标记垫）。

电源系统：输入才用220V交流输入经过一路漏电保护器，可对电源进行物理开关以及漏电保护、过流保护；并配置有蓄电池可实现充电以及在脱离电源情况下工作供电。

主机系统：连接一路深度相机可以实时采集深度图像，配置有wifi和以太网可用于连接公网的云端服务器；配置有蓝牙可通过蓝牙和体重测量单元进行通讯。

屏幕单元：用于显示二维码以及其他视频图片。

体重测量单元：测量人体体重，并通过蓝牙和主机系统进行通讯实现测量请求以及测量结果回传。

激光投射单元：和主机进行连接，在主机控制下可以打开/关闭投射出光斑带地面制定位置，用于被测者站立位置定位。地面标记垫：硬件方面和激光投射单元二选一，主要用于放到地面标记被测者站立位置。

综上可知，本实施例使用主机驱动深度相机，获取被测人体的正面、左侧面、右侧面、背面深度图像信息，通过处理深度图像信息获取三维模型，并生成人体成分信息；以及根据3D模型对被测者体态进行评估，如驼背、圆肩、长短腿、高低肩等；最终的结果使用wifi传输至云端服务器；使用手机进行扫描二维码获取最终的数据到手机端进行显示。本实施例的三维体分析系统操作简单、使用方便。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。