一种人体二维图像采集装置及三维人体表面重建系统的制作方法

本实用新型涉及图像采集技术和三维人体表面重建技术领域，具体而言，涉及一种人体二维图像采集装置及三维人体表面重建系统。

背景技术：

在计算机视觉领域中，利用多个不同角度上的二维图像对目标对象进行三维表面重建，是计算机视觉领域中的一个非常经典的问题。

通常需要的二维图像是由普通光学相机采集而来的，这种方式采集到的二维图像具有细节比较多的特点，在三维表面重建的过程中比较容易进行处理。目前的市场上，由于红外相机不受外界环境的能见度的影响，在很多应用环境中需要使用红外相机进行二维图像采集。而且，二维红外人体图像中人体轮廓清晰，可以通过基于轮廓线的三维重建算法实现。尽管这样的实现相对简单，但对于成像条件要求苛刻，必须保证在整个360度采集过程中，人体保持静止不动才能获得较好的重建效果。

红外相机采集人体不同角度的二维图像时，一般是通过人体自身的转动来实现不同角度的二维图像采集。人体在转动过程中，个别部位难免会产生细小的动作，这就导致采集到的二维图像将发生变化，从而导致三维表面重建的结果存在较大误差。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种人体二维图像采集装置及三维人体表面重建系统，通过设置转动部件，无需人体自行转动，红外相机可以采集到人体各角度的红外二维图像，提高了人体二维图像采集装置采集图像的精度。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种人体二维图像采集装置，所述人体二维图像采集装置包括红外相机、支架和转动部件，所述红外相机设置于所述支架，所述转动部件包括支架轨道和/或转盘；

当所述转动部件包括支架轨道时，所述支架设置于所述支架轨道并能够沿所述支架轨道移动；

当所述转动部件包括转盘时，所述转盘设置于所述红外相机的图像采集区域，用于带动位于所述转盘的人体转动。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述人体二维图像采集装置中，所述转动部件包括支架轨道，所述支架轨道为环状结构。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述人体二维图像采集装置中，所述支架轨道为圆形结构。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述人体二维图像采集装置中，所述转动部件包括支架轨道，所述支架与所述支架轨道可拆卸连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述人体二维图像采集装置中，所述支架与所述支架轨道通过滑动部件连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述人体二维图像采集装置中，所述支架设置有滑槽，所述红外相机通过所述滑槽与所述支架滑动连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述人体二维图像采集装置中，所述滑槽沿所述支架的长度方向设置。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述人体二维图像采集装置中，所述支架还设置有多个通孔，所述通孔设置于所述滑槽，所述红外相机通过穿过所述通孔的螺母固定于所述支架上。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述人体二维图像采集装置中，所述人体二维图像采集装置还包括用于标定所述红外相机的标定板，所述标定板设置于所述红外相机的图像采集区域。

在上述基础上，本实用新型实施例还提供了一种三维人体表面重建系统，所述三维人体表面重建系统包括所述人体二维图像采集装置和用于根据人体二维图像重建三维人体表面的处理装置，所述处理装置与所述人体二维图像采集装置连接。

本实用新型提供一种人体二维图像采集装置及三维人体表面重建系统，通过设置红外相机，可以采集到轮廓清晰的人体图像。通过设置转动部件，无需人体自行转动，红外相机可以采集到人体各角度的红外二维图像，提高了人体二维图像采集装置采集图像的精度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种人体二维图像采集装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的支架的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的支架轨道的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的三维人体表面重建系统的结构框图。

图标：100-人体二维图像采集装置；120-红外相机；140-支架；142-第一滑槽；144-通孔；160-转盘；180-支架轨道；182-第二滑槽；184-滑块；186-圆形孔；200-处理装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

此外，术语“如“均匀”仅仅是指其相对于“散乱”而言更加均匀，并不是表示一定要完全均匀，而是可以稍微散乱。

如图1所示，本实用新型提供一种人体二维图像采集装置100。所述人体二维图像采集装置100包括红外相机120、支架140、转动部件以及标定板。所述红外相机120设置于所述支架140，所述标定板设置于所述红外相机120的图像采集区域。所述红外相机120用于采集人体二维图像，所述标定板用于对所述红外相机120进行标定。

可选地，所述红外相机120的数量是不受限制的，既可以是一个，也可以是多个。在本实施例中，优选为一个。

可选地，所述红外相机120设置于所述支架140的位置不受限制，既可以是两端，也可以是中间。在本实施例中，所述红外相机120设置于所述支架140的中间位置处。

可选地，所述红外相机120与所述支架140的连接方式可以是多种，既可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接。在本实施例中，优选为可以拆卸式连接。

可选地，所述红外相机120与所述支架140的可拆卸式连接的具体实施方式可以是多种，既可以是螺纹连接，又可以是销连接，还可以是滑动连接。在本实施例中，优选为滑动连接。

所述滑动连接的实现方式既可以是通过齿轮连接，也可以是通过滑槽连接。在本实施例中，优选为通过滑槽连接。

结合图2，所述支架140设置有第一滑槽142，所述红外相机120通过所述第一滑槽142与所述支架140滑动连接。

进一步地，在本实施例中，所述红外相机120设置于所述第一滑槽142后，所述红外相机120沿所述第一滑槽142的滑动方向与所述支架140的长度方向相同。

通过上述设计，所述红外相机120设置于所述支架140后，可以沿所述第一滑槽142滑动。通过所述红外相机120的滑动，可以改变所述红外相机120在所述支架140上的位置，从而可以保证所述红外相机120可以适应不同高度的人体，保证采集的人体图像更为全面。

可选地，所述支架140还设置有多个通孔144，所述通孔144设置于所述第一滑槽142，所述红外相机120通过穿过所述通孔144的螺母固定于所述支架140上。

所述多个通孔144于所述第一滑槽142的分布方式可以是多种，既可以是散乱分布，也可以是均匀分布。

在本实施例中，所述多个通孔144均匀分布于所述第一滑槽142。例如，所述多个通孔144呈“一”字形沿所述支架140的长度方向分布。

进一步地，所述多个通孔144中任意相邻两个通孔144的距离相等。

结合图3，所述转动部件可以是多种结构，既可以是转盘160，又可以是支架轨道180，还可以是所述转盘160与所述支架轨道180的结合。在本实施例中，所述转动部件优选为所述转盘160与所述支架轨道180的结合。

进一步地，在本实施例中，所述转盘160设置于所述红外相机120的图像采集区域，用于带动位于所述转盘160的人体转动。

可选地，所述转盘160的形状不受限制，既可以是方形，又可以是圆形。在本实施例中，所述转盘160优选为圆形。

进一步地，所述转盘160可以围绕其中心实现360度旋转。通过所述360度旋转可以实现所述红外相机120对位于所述转盘160的人体进行360度的二维图像采集，从而提高了所述红外相机120对人体二维图像采集的全面性。

进一步地，在本实施例中，所述支架140设置于所述支架轨道180并能够沿所述支架轨道180移动。所述支架轨道180设置于所述转盘160附近区域，以使所述红外相机120设置于所述支架140后可以采集位于所述转盘160上的人体的二维图像。所述支架140设置于所述支架轨道180并能够沿所述支架轨道180移动。

可选地，所述支架轨道180的结构不应受限制。在本实施例中，所述支架轨道180为环状结构。所述环状结构的支架轨道180绕设于所述转盘160一周，以使所述红外相机120设置于所述支架140后，可以围绕所述转盘160旋转一周。

可选地，所述环形结构的具体形状不受限制，既可以是方形环状，也可以是圆形环状。在本实施例中，优选为圆形环状。

进一步地，所述转盘160的中心与所述支架轨道180的中心重合，以保证所述支架轨道180每一处的距离与所述转盘160的距离相同，从而使所述红外相机120采集到的位于所述转盘160的人体的二维图像的图像采集参数保持一致。

可选地，所述支架轨道180与所述支架140的连接方式可以是多种，不应受限制。在本实施例中，所述支架140与所述支架轨道180可拆卸连接。

结合图3，在本实施例中，所述支架140与所述支架轨道180通过滑动部件连接。

可选地，所述滑动部件可以包括第二滑槽182和滑块184。所述第二滑槽182沿所述支架轨道180绕设所述转盘160的方向设置于所述支架轨道180，所述滑块184设置于所述第二滑槽182，以使所述滑块184沿所述支架轨道180滑动。

进一步地，在本实施例中，所述滑块184设置有圆形孔186，所述支架140设置有圆柱形凸块，所述圆形孔186的直径略大于所述圆柱形凸块的直径，以使所述圆柱形凸块可以设置于所述圆形孔186。

进一步地，所述圆形孔186设置有内螺纹，所述圆柱形凸块设置有外螺纹。通过所述内螺纹与所述外螺纹的配合，可实现所述圆柱形凸块与所述圆形孔186的螺纹连接，从而实现所述支架140与所述支架轨道180的可拆卸式连接。

结合图4，本实施例还提供一种三维人体表面重建系统，所述三维人体表面重建系统包括所述人体二维图像采集装置100。进一步地，所述三维人体表面重建系统还可以包括处理装置200。所述处理装置200与所述人体二维图像采集装置100连接，所述处理装置200用于根据人体二维图像重建三维人体表面。

可选地，所述处理装置200可以包括三维人体表面重建装置、存储器以及外设接口。

所述三维人体表面重建装置、存储器以及外设接口相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

所述外设接口可以包括多个I/O接口，通过所述多个I/O接口分别与所述红外相机120、转盘160以及支架轨道180连接。

进一步地，在本实施例中，所述处理装置200与所述红外相机120连接后，可以控制所述红外相机120采集人体二维图像并发送至所述存储器以供所述三维人体表面重建装置使用，还可以控制所述红外相机120采集所述标定板的图像并根据采集到的该图像对所述红外相机120进行标定。

进一步地，在本实施例中，所述处理装置200与所述转盘160连接后，可以控制所述转盘160是否转动以及转动速度，以满足所述红外相机120的需求。

进一步地，在本实施例中，所述处理装置200与所述支架轨道180连接后，可以控制所述滑块184是否沿所述支架轨道180移动以及移动速度。

综上所述，本实用新型提供的一种人体二维图像采集装置100及三维人体表面重建系统，通过设置红外相机120，可以采集到轮廓清晰的人体二维图像。其次，通过设置转动部件，无需人体自行转动，可以保证红外相机120采集到人体各角度的红外二维图像，提高了人体二维图像采集装置100采集图像的精度。通过在支架140上设置第一滑槽142，可以根据待采集人体的高度调整红外相机120的位置，以满足红外相机120位于最佳采集位置处，以提高采集到的人体二维图像的全面性，从而提高了人体二维图像采集装置100的可靠性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。