一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及人体乳腺测量领域，特别是一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置及测量方法；包括设置有乳腺测量孔的人体工学支撑板，光学暗盒固定在乳腺测量孔的下方，光学暗盒的内部装有两个倒置的测量头，两个测量头均与用于计算和控制的计算机系统连接；该方法包括：步骤一、使人趴于人体工学支撑板，人体乳腺部分完全置于乳腺测量孔内；步骤二、根据阴影最小位置调节两个测量头的测量位置；步骤三、采集并保存彩色变形条纹图；步骤四、精确计算出非连续相位分布；步骤五、拼接得到完整的乳腺三维形貌，最后采用蒙特卡罗法计算乳腺的体积；本发明专利技术能够避免人体微动，进而提高测量结果精确性。果精确性。果精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置及测量方法


[0001]本专利技术涉及人体乳腺测量领域，特别是一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置及测量方法。

技术介绍

[0002]人体乳腺测量在乳腺整形外科方面，针对部分人群先天性的疾病缺陷或者某些影响外观的外科乳腺切除手术造成的乳房形态欠佳或者缺失，给病人的外表带来一些缺陷，同时也会给病人心里造成一定的压力。传统乳腺整形外科手术，多是采用临床医生主观经验，缺乏客观的评断体系和科技手段。采用逆向工程技术实现乳房的三维可视化，进行精准的测量分析，仿真模拟手术效果，可以辅助医生制定乳房美容重建手术方案，并可以预先向患者展示术后效果。再者，利用技术手段精确的恢复乳房三维分布和测量乳房的体积，对乳房切除术后假体的制作也有巨大的意义。
[0003]人体乳腺测量在文胸的个性化定制方面，模杯文胸因为其光顺无痕的外表面和舒适良好的穿着性，成为文胸产品中重要的一部分。然而模杯内表面与人体胸部曲线符合程度确是现如今面临的一个难题。为此，利用技术手段精确测量穿作者的体态形态，使得模杯文胸能够实现较为工业化的“量身定制”，每一款文胸都能完全基于其穿着者的体型形态，达到模杯文胸生产的个性化定制模式——“一人一杯”个性化定制。
[0004]人体乳腺测量在乳房形态美学方面，乳房作为女性的第二性征，常被视为反映女性体态美的决定性因素之一。然而乳房是一个形态不规则、变异较大的软组织，至今仍缺乏统一的美学标准和规范的测量方法来客观有效的反映乳房的形态位置，使得在客观评价乳房美感、比较世界各地及不同种族之间的乳房形态差异等方面存在较大困难。为此，利用技术手段精确描述完美乳房的方法和测量的美学参数具有重要意义。
[0005]但是，在现有人体乳腺测量装置，在测量过程中易产生人体微动，影响测量结果精确性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置及测量方法，能够避免人体微动，进而提高测量结果精确性。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0008]一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置，包括设置有乳腺测量孔的人体工学支撑板，光学暗盒固定在乳腺测量孔的下方，光学暗盒的内部装有两个倒置的测量头，两个测量头均与用于计算和控制的计算机系统连接。
[0009]进一步的，所述测量头上设置有采集装置和投影装置。
[0010]进一步的，所述光学暗盒的内部设有调节两个测量头移动的调节机构。
[0011]进一步的，所述调节机构包括固定在光学暗盒中部的中间架，中间架的两侧与光学暗盒的左右侧壁之间均连接有一个光滑柱和一个螺纹杆，两个测量头分别滑动在两个光
滑柱上且与对应的螺纹杆螺纹连接，中间架上安装有两个电机，两个电机分别传动两个螺纹杆转动。
[0012]进一步的，所述光学暗盒的内壁旁侧涂有吸光材料。
[0013]进一步的，所述人体工学支撑板和光学暗盒之间滑动有标定板。
[0014]进一步的，所述人体工学支撑板的上部设计成契合身体的弧形，并覆盖有柔软材质的材料。
[0015]进一步的，所述光学暗盒外部设有搭手平台。
[0016]进一步的，所述搭手平台设有显示屏。
[0017]所述的一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置进行测量的方法，该方法包括以下步骤：
[0018]步骤一、使人趴于人体工学支撑板，人体乳腺部分完全置于乳腺测量孔内；
[0019]步骤二、根据阴影最小位置调节两个测量头的测量位置；
[0020]步骤三、开启一个测量头，通过投影装置投射由红、绿、蓝三通道相位间隔为π/3的正弦光栅条纹组成的彩色条纹至乳腺，然后通过采集装置采集并保存彩色变形条纹图，关闭该测量头，开启另一测量头，重复上述操作得到另一角度彩色变形条纹图；
[0021]步骤四、从采集的彩色变形条纹图中分离出三帧不同通道相位间隔为π/3且受乳腺表面高度调制的变形条纹图，对变形条纹图进行低通滤波，通过相移算法精确计算出非连续相位分布；
[0022]步骤五、进行相位展开，并应用高度映射关系，获得各测量头测量人体乳腺表面高度分布，然后将获得的两组数据找到相对应的特征点，通过ICP算法进行数据拼接得到完整的乳腺三维形貌，最后采用蒙特卡罗法计算乳腺的体积。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]1、测量采取趴卧位，增加人体稳定性，减少人体微动，且在自然体位下获得乳腺体积；
[0025]2、通过两个测量头测量，有效减少了测量的阴影面积；
[0026]3、通过调节两个测量头所在位置，可适应不同的人体宽度高度；
[0027]4、采用彩色结构光投影避免了放射性的问题；
[0028]5、整体结构简单，测量的精度高。
附图说明
[0029]图1是基于彩色结构光的人体乳腺测量装置的整体结构示意图；
[0030]图2是人体工学支撑板的结构示意图；
[0031]图3是标定板的结构示意图；
[0032]图4是光学暗盒内部的结构示意图；
[0033]图5是基于彩色结构光的人体乳腺测量装置的测量方法的流程示意图。
[0034]图中：
[0035]人体工学支撑板1；乳腺测量孔2；标定板3；光学暗盒4；测量头5；光滑柱401；内壁旁侧402；螺纹杆403；电机404；采集装置405；投影装置406；搭手平台407；显示屏408。
具体实施方式
[0036]如图1
‑
4所示：
[0037]一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置，包括人体工学支撑板1、乳腺测量孔2、光学暗盒4、测量头5和计算机系统；在使用时，使人趴于人体工学支撑板1，人体乳腺部分完全置于乳腺测量孔2内，然后分别启动安装在光学暗盒4内的两个测量头5，进行投影和采集，再通过计算机系统进行计算处理采集的信息，获得完整的人体乳腺三维形貌，最后计算出其体积；通过人体工学支撑板1对趴伏的人进行支撑，人体乳腺部分完全置于乳腺测量孔2内，使胸部悬空，从而有效的增加人体稳定性，减少人体微动，且在自然体位下获得乳腺体积；通过两个测量头5有效减少了测量的阴影面积，提高了乳腺测量精度。
[0038]进一步的；
[0039]测量头5上的采集装置405和投影装置406，分别用于投影和采集人体乳腺的数据；采集装置405可以为CCD，投影装置406可以为投影仪。
[0040]如图4所示：
[0041]通过设置在光学暗盒4的内部的调节机构，调节两个测量头5的位置；在测量时，先开启测量头5，通过调节机构使两个测量头5，同时进行连续采集，分析采集图像，实时计算出图像光强较低区域面积，对比上述面积，得到面积最小的图像，并确定其采集位置，此位置即为测量时阴影最小位置，最后将测量头移至上述采集位置，从而进一步的有效减少了测量的阴影面积，提高了乳腺测量精度；且通过改变两个测量头5之间的水平宽度，实现不同女性的不同胸宽的自适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置，其特征在于：包括设置有乳腺测量孔(2)的人体工学支撑板(1)，光学暗盒(4)固定在乳腺测量孔(2)的下方，光学暗盒(4)的内部装有两个倒置的测量头(5)，两个测量头(5)均与用于计算和控制的计算机系统连接。2.根据权利要求1所述的一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置，其特征在于：所述测量头(5)上设置有采集装置(405)和投影装置(406)。3.根据权利要求2所述的一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置，其特征在于：所述光学暗盒(4)的内部设有调节两个测量头(5)移动的调节机构。4.根据权利要求3所述的一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置，其特征在于：所述调节机构包括固定在光学暗盒(4)中部的中间架，中间架的两侧与光学暗盒(4)的左右侧壁之间均连接有一个光滑柱(401)和一个螺纹杆(403)，两个测量头(5)分别滑动在两个光滑柱(401)上且与对应的螺纹杆(403)螺纹连接，中间架上安装有两个电机(404)，两个电机(404)分别传动两个螺纹杆(403)转动。5.根据权利要求2所述的一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置，其特征在于：所述光学暗盒(4)的内壁旁侧(402)涂有吸光材料。6.根据权利要求2所述的一种基于彩色结构光的人体乳腺测量装置，其特征在于：所述人体工学支撑板(1)和光学暗盒(4)之间滑动有标定板(3)。7.根据权利要求1所述的一种基于彩色结构光的人体乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，陈子阳，杜深祥，李艳芳，王瑞锦，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：