【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种基于3d相机的人体测量方法，涉及三维测量。
技术介绍
1、国标gb/t16160-2017制定了服装用人体测量的尺寸定义与方法，旨在统一我国在量体裁衣方面的产品使用标准，其中包括水平尺寸、垂直尺寸及其它尺寸，主要是针对人体的身高、臂长、头围、颈围、胸围、腰围等关键数据。相对于传统的手工测量，市场上也出现了很多基于自动化设备来满足数据自动采集的任务。早期的自动测量方法主要集中在基于3d扫描、多目彩色相机、单目深度相机、超声波雷达等，上述测量方法价格高、精度差、测试环境复杂且推广困难。
2、随着人工智能技术的发展，人体三维测量在精度和测试方法上都有了很大程度的优化。测量方案主要集中在三维人体建模的精度提升。三维人体建模通常使用多目相机，通过标定和点云融合的方式获取人体的三维模型。但是对于不同体型的人体来说，三维模型包含的点云数量并不统一，也无法对其特定定点进行编码，融合产生的异常点云凸起，也会导致测量误差的放大。
3、近年来，随着kinect传感器等深度信息获取设备的出现，基于深度图像融合获得人体三维模型，并提取三维尺寸的技术受到关注。现有技术公开了利用一台kinect对模型正反面进行拍摄，得到对应的深度图像，选取三点坐标并将不同角度拍摄的人体分块点云拼接起来，再采用delaunay三角剖分算法对一起获取的人体点云数据进行粗略的建模，行程由三角面片拼合的体表模型，完成对人体模型的重建工作，从而得到人体尺寸的自动化计算目的。但是此种方式三维重建精度低，通过简单的数据匹配得到的人体三维建模结果
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够准确得到人体测量结果的基于3d相机的人体测量方法。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于3d相机的人体测量方法，包括：
3、将相机放置地面上方设定位置处，相机测量方向与地面平行，且测量距离内无明显背景干扰；
4、待测人体基于设定姿态站立；
5、对环境进行地面检测计算出地面方程，根据地面方程将图像中的地面全部去除，并去除图像中待测人体以外的其它数据；
6、待测人体保持设定姿态不变原地转圈完成身体360度旋转，并采集待测人体点云数据；
7、通过待测人体点云数据进行建模得到人体参数化smpl模型，基于人体参数化smpl模型的顶点编号和坐标获得对应的三维测量数据。
8、进一步地，测量距离内无明显背景干扰是指待测人体与相机之间不存在遮挡物出现，待测人体除了脚部与地面接触，身体其它部位在测试过程中不能接触任何物品。
9、进一步地，待测人体的设定姿态为“a”字型，即双臂和躯干成45度角。
10、进一步地，对环境进行地面检测计算出地面方程，根据地面方程将图像中的地面全部去除，包括：
11、遍历当前帧的点云数据，得到纵坐标最小值ymin，记录最低点云坐标pmin＝{xmin,ymin,zmin}；
12、以设定的水平方向步长和垂直方向步长进行点云采样，得到采样点序列{p1,p2,...,pm}，其中，pm＝{xm,ym,zm}为点云的3d坐标；
13、计算采样点纵坐标yn与ymin的绝对差值，并根据预定阈值thresh，得到同地面点pmin及地面的点序列{p1,p2,...,pn}；
14、根据地面点序列{p1,p2,...,pn}拟合出地面方程；
15、遍历当前帧的3d点云，计算点云到地面方程的距离dm，如果dm<thresh，将其点云3d坐标置为pm＝{0,0,0}，并将其对应的深度图图像值置0，通过上述步骤将深度图像中的地面像素去除。
16、进一步地，通过最小二乘法根据地面点序列{p1,p2,...,pn}拟合出地面方程：
17、ax+by+cz+d＝0；
18、式中，(a、b、c、d)为地面法向量。
19、进一步地，计算点云到地面方程的距离dm：
20、
21、进一步地，去除图像中待测人体以外的其它数据，包括：去除过地面之后的深度图，对应人体站立位置，在深度图中选取有效种子点，并利用区域生长算法，对待测人体像素进行完整标记，并将待测人体以外的深度图都置零，只保留人体的深度图像素。
22、进一步地，人体参数化smpl模型包括6890个顶点，13776个三角面片以及24个关节点，顶点为人体参数化smpl模型的三维坐标，通过对其顶点的编码，能够准确的测量人体各个部位的尺寸。
23、进一步地，通过待测人体点云数据进行建模得到人体参数化smpl模型，基于人体参数化smpl模型的顶点编号和坐标获得对应的三维测量数据，包括：
24、通过meshlab软件加载标准smpl模型，并通过软件pickpoints功能在模型上对关键部位的顶点进行点标记，以获取该点所对应的顶点索引；
25、通过软件获取到对应身体部位的顶点编号序列，即可在每次得到点云融合后的smpl模型上获取编号序列所对应的顶点三维坐标，通过计算顶点序列组成的曲线长度即可得到对应的三维测量数据。
26、进一步地，相机采用单目深度相机。
27、本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下特点：
28、1、精度高：本专利技术通过点云融合技术对人体进行高精度的三维建模，可以将人体表面高精度量化，进而保证对采样点(编码点)的三维坐标的高精度表示，尤其可以高精度获取人体水平尺寸的测量数据，包括头围、胸围、腰围等。
29、2、可编码：本专利技术顶点可编码，可保证自动测量的标准化、稳定行及可靠性。
30、3、稳定性高：本专利技术测量使用人体参数化smpl模型代替点云模型，可以避免点云建模误差造成的测量失准，人体参数化smpl模型可以较稳定的表示人体模型，降低异常现象的发生。
31、综上，本专利技术可以广泛应用于人体尺寸测量中。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，测量距离内无明显背景干扰是指待测人体与相机之间不存在遮挡物出现，待测人体除了脚部与地面接触，身体其它部位在测试过程中不能接触任何物品。
3.根据权利要求1所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，待测人体的设定姿态为“A”字型，即双臂和躯干成45度角。
4.根据权利要求1所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，包括：对环境进行地面检测计算出地面方程，根据地面方程将图像中的地面全部去除，包括：
5.根据权利要求1所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，通过最小二乘法根据地面点序列{p1，p2，...，pn}拟合出地面方程：
6.根据权利要求5所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，计算点云到地面方程的距离dm：
7.根据权利要求1所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，去除图像中待测人体以外的其它数据，包括：去除过地面之后的深度图，对应人体站立位置，在深度图中选取有
8.根据权利要求1所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，人体参数化SMPL模型包括6890个顶点，13776个三角面片以及24个关节点，顶点为人体参数化SMPL模型的三维坐标，通过对其顶点的编码，能够准确的测量人体各个部位的尺寸。
9.根据权利要求8所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，通过待测人体点云数据进行建模得到人体参数化SMPL模型，基于人体参数化SMPL模型的顶点编号和坐标获得对应的三维测量数据，包括：
10.根据权利要求1所述的基于3D相机的人体测量方法，其特征在于，相机采用单目深度相机。
...【技术特征摘要】
1.一种基于3d相机的人体测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于3d相机的人体测量方法，其特征在于，测量距离内无明显背景干扰是指待测人体与相机之间不存在遮挡物出现，待测人体除了脚部与地面接触，身体其它部位在测试过程中不能接触任何物品。
3.根据权利要求1所述的基于3d相机的人体测量方法，其特征在于，待测人体的设定姿态为“a”字型，即双臂和躯干成45度角。
4.根据权利要求1所述的基于3d相机的人体测量方法，其特征在于，包括：对环境进行地面检测计算出地面方程，根据地面方程将图像中的地面全部去除，包括：
5.根据权利要求1所述的基于3d相机的人体测量方法，其特征在于，通过最小二乘法根据地面点序列{p1，p2，...，pn}拟合出地面方程：
6.根据权利要求5所述的基于3d相机的人体测量方法，其特征在于，计算点云到地面方程的距离dm：
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【专利技术属性】
技术研发人员：马宇萌，申晓卫，宋雷，杨秾菡，刘艺，蔡万江，王博宇，郑梓璇，
申请(专利权)人：新兴际华北京材料技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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