人体背部三维点云重建方法、装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种人体背部三维点云重建方法，该人体背部三维点云重建方法包括获取人体背部在多个不同视角下的3D点云；计算所述3D点云中各个坐标点的曲率；根据所述曲率去除所述3D点云中的噪点；将所述多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云。本发明专利技术有利于获得全面的人体背部图像。此外，本发明专利技术还公开一种人体背部三维点云重建装置和及计算机可读存储介质。

【技术实现步骤摘要】
人体背部三维点云重建方法、装置及计算机可读存储介质
本专利技术涉及机器视觉
，具体涉及一种人体背部三维点云重建方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着工业水平的进步和人们生活水平的提高，人们对于身体健康的重视程度也越来越高，如通过对身体的各个部位进行适当的按摩以达到放松肌肉的目的。现有自动按摩的方式一般是通过单个结构光构建人体特定部位的三维模型，然后利用机械手根据三维模型对人体进行按摩。但是，现有利用单个结构光的量程有限，无法感知特定部位的完整结构，从而使机械手的运行轨迹无法覆盖特定部位的全部区域，因此导致按摩效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种人体背部三维点云重建方法，旨在解决现有利用单个结构光组件无法构建特定部位完整结构的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种人体背部三维点云重建方法，该人体背部三维点云重建方法包括：获取人体背部在多个不同视角下的3D点云；计算所述3D点云中各个坐标点的曲率；根据所述曲率去除所述3D点云中的噪点；将所述多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云。优选地，所述计算3D点云中各个坐标点的曲率的步骤包括：按以下公式计算所述3D点云中各个坐标点的曲率：其中，λ1，λ2，λ3为3D点云里距离该坐标点最近的k个坐标点构成的协方差矩阵的三个特征值，λmin为λ1，λ2，λ3中的最小值，此时K≥3。优选地，所述人体背部三维点云重建方法在所述计算3D点云中各个坐标点的曲率的步骤之后还包括：删除所述3D点云中用nan表示的坐标点。优选地，所述根据曲率去除所述3D点云中的噪点的步骤包括：获取3D点云中曲率小于标准值的坐标点；删除曲率小于所述标准值的所述3D点云中的坐标点。优选地，所述人体背部三维点云重建方法在所述将多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云的步骤之后还包括：删除所述完整三维点云中位于预设范围外的坐标点。优选地，所述人体背部三维点云重建方法在所述将多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云的步骤之后还包括：通过对所述完整三维点云进行点云采样，以去除所述完整三维点云中的冗余坐标点。优选地，所述人体背部三维点云重建方法在所述将多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云的步骤之后还包括：通过点云欧式距离聚类提取所述完整三维点云中属于人体背部的点云坐标。优选地，所述人体背部三维点云重建方法在所述将多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云的步骤之后还包括：通过曲面拟合的方式对所述完整三维点云进行平滑处理。本专利技术还提出一种人体背部三维点云重建装置，该人体背部三维点云重建定装置包括：点云获取模块，用于获取人体背部在多个不同视角下的3D点云；曲率计算模块，用于计算所述3D点云中各个坐标点的曲率；噪点筛除模块，用于根据所述曲率去除所述3D点云中的噪点；模型生成模块，用于将所述多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云。本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述实施例记载的人体背部三维点云重建方法。本专利技术实施例提供的人体背部三维点云重建方法，通过多个结构光组件获取人体背部的3D点云，并且对获取的多个3D点云进行噪点去除后即可将多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云(即带坐标的完整三维图像)，从而即可获得全面的人体背部图像，以此便于机械手根据生成的完整三维点云对人体背部进行按摩。附图说明图1为本专利技术中人体背部三维点云重建方法一实施例的流程图；图2为本专利技术中人体背部三维点云重建方法另一实施例的流程图；图3为本专利技术中人体背部三维点云重建方法又一实施例的流程图；图4为本专利技术中人体背部三维点云重建装置一实施例的功能模块图；图5为本专利技术中人体背部三维点云重建装置另一实施例的功能模块图；图6为本专利技术中人体背部三维点云重建装置又一实施例的功能模块图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术基于一种按摩设备提出一种人体背部三维点云重建方法，此时按摩设备包括基本的床体、机械手和结构光组件，其中结构光组件优选为三个及以上均可，具体的布置方式可以是位于床体的正上方布置一个结构光组件，其余的结构光组件则围绕该结构光组件布置且镜头朝向床体设置，以能覆盖人体背部的全部区域即可。如图1所示，该人体背部三维点云重建方法包括：步骤S10，获取人体背部在多个不同视角下的3D点云。本步骤中，获取人体不同视角下的3D点云的方式通过上述布置的多个结构光组件对人体背部进行拍照即可，就具体可为人体平趴在床体上，然后利用多结构光组件进行拍照即可。步骤S20，计算所述3D点云中各个坐标点的曲率。本步骤中，因结构光组件获取的图像信息中自带坐标信息，因此即可按照以下公式计算各个坐标点的曲率：其中，λ1，λ2，λ3为3D点云里距离该坐标点最近的k个坐标点构成的协方差矩阵的三个特征值，λmin为λ1，λ2，λ3中的最小值，此时K≥3。而λ1，λ2，λ3的计算方式参照现有的特征值法进行即可。步骤S30，根据所述曲率去除所述3D点云中的噪点。本步骤中，由于结构光组件自身在扫描边缘区域时，噪声会比较大，扫描人体边缘区域的点云更没这么光滑，曲率会比较接近0，而人体是光滑的表面，所以可以根据曲率来删除边缘噪声。点云里还会有一些比较稀疏的点，这些点也属于噪点，比较稀疏的点，曲率会比较接近0，所以也可以根据曲率来删除。步骤S40，将所述多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云。本步骤中，将上述多个3D点云按上述方法处理后即可进行拟合，具体的方式为将多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，如图2所示，具体的转换矩阵按照下述方式进行即可：步骤S41，控制三维扫描仪获取人体模型的点云，再控制结构光组件获取多个视角下的人体模型的点云；本实施例中，本专利技术所提出的点云标定方法主要应用于乳腺扫查设备上，通过乳腺扫查设备获取人体正面背部点云，以根据点云图对人体背部进行诊断。为获取完整的背部点云，需从人体的不同视角对人体背本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体背部三维点云重建方法，其特征在于，包括：/n获取人体背部在多个不同视角下的3D点云；/n计算所述3D点云中各个坐标点的曲率；/n根据所述曲率去除所述3D点云中的噪点；/n将所述多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云。/n

【技术特征摘要】
1.一种人体背部三维点云重建方法，其特征在于，包括：
获取人体背部在多个不同视角下的3D点云；
计算所述3D点云中各个坐标点的曲率；
根据所述曲率去除所述3D点云中的噪点；
将所述多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云。


2.根据权利要求1所述的人体背部三维点云重建方法，其特征在于，所述计算3D点云中各个坐标点的曲率的步骤包括：
按以下公式计算所述3D点云中各个坐标点的曲率：



其中，λ1，λ2，λ3为3D点云里距离该坐标点最近的k个坐标点构成的协方差矩阵的三个特征值，λmin为λ1，λ2，λ3中的最小值，此时K≥3。


3.根据权利要求2所述的人体背部三维点云重建方法，其特征在于，在所述计算3D点云中各个坐标点的曲率的步骤之后还包括：
删除所述3D点云中用nan表示的坐标点。


4.根据权利要求1所述的人体背部三维点云重建方法，其特征在于，所述根据曲率去除所述3D点云中的噪点的步骤包括：
获取3D点云中曲率小于标准值的坐标点；
删除曲率小于所述标准值的所述3D点云中的坐标点。


5.根据权利要求1所述的人体背部三维点云重建方法，其特征在于，在所述将多个3D点云中的坐标点转换至统一的坐标系中，以生成人体背部的完整三维点云的步骤之后还包括：
删除所述完整三维点云中位于预设范围外的坐标点。

【专利技术属性】
技术研发人员：谈继勇，张智胜，李元伟，杨光耀，俞林昊，
申请(专利权)人：深圳瀚维智能医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44