費(fèi)磊

【摘 要】本研究采用CREAFORM公司生產(chǎn)的GO-SCAN非接觸式三維掃描儀，快速獲取人體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，獲取數(shù)據(jù)后，通過(guò)GEOMAGIC STUDIO軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB軟件并提取出人體各個(gè)部位尺寸。

【關(guān)鍵詞】非接觸測(cè)量;數(shù)據(jù)處理;尺寸提取

中圖分類號(hào)： TP274.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）17-0250-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.120

Research on Extraction Method of Key Size Data of 3D Human Body

FEI Lei1，2

（1.Institute of automation， Heilongjiang Academy of Sciences， Harbin Heilongjiang 150090 China;

2.Institute of advanced technology， Heilongjiang Academy of Sciences， Harbin Heilongjiang 150020， China）

【Abstract】This research adopts GO-SCAN non-contact 3D scanner produced by CREAFORM Company， Fast acquisition the 3D point cloud data on human body surface，After obtaining the data，Data Processing by GEOMAGIC STUDIO Software，F(xiàn)inally， the data are imported into the MATLAB software and the size of each part of the human body is extracted.

【Key words】Non-contact measurement; Data processing; Measurement extraction

0 引言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們生活水平也不斷地提高，消費(fèi)者對(duì)穿著打扮越來(lái)越重視起來(lái)，特別是高端人群，追求合體、完美、個(gè)性的穿著，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)，型號(hào)分類已經(jīng)不能滿足他們的需求，也不能滿足當(dāng)下環(huán)境激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，越來(lái)越多的人對(duì)個(gè)性化的服裝定制的需求在不斷地上升;三維人體尺寸提取技術(shù)的研究有著廣闊的應(yīng)用前景[1]。

1 人體三維數(shù)據(jù)的獲取

想要制作一件合體、個(gè)性化的服裝，需要獲取人體各個(gè)部位數(shù)十項(xiàng)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的服裝行業(yè)，獲取人體各個(gè)部位如：身高、腰圍、胸圍、腿長(zhǎng)等數(shù)據(jù)，需要服裝設(shè)計(jì)師通過(guò)接觸式測(cè)量，即，用皮尺等測(cè)量工具量取服裝定制者身上所需要的尺寸數(shù)據(jù)，這種方式比較直接，但是，需要與人接觸，測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)。非接觸式三維掃描儀的出現(xiàn)能夠解決這一問(wèn)題，通過(guò)非接觸式三維掃描儀對(duì)人體進(jìn)行掃描，能夠避免與人體進(jìn)行直接接觸，可以快速地獲取人體各個(gè)部位的數(shù)據(jù)[2]。

三維人體數(shù)據(jù)提取是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，本研究采用加拿大CREAFORM公司生產(chǎn)的GO-Scan三維掃描儀對(duì)人體進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集，由于此設(shè)備屬于光學(xué)掃描儀，被測(cè)人體需要保持直立位，雙腳與肩同寬，雙臂抬起位于身體兩側(cè)，盡量保持沒(méi)有遮擋，避免晃動(dòng)。整個(gè)測(cè)量過(guò)程只需數(shù)十秒。

2 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)三維掃描儀所得到的三維人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)，我們往往不能夠直接對(duì)其進(jìn)行各個(gè)有效部位的數(shù)據(jù)提取，必須要通過(guò)后期的坐標(biāo)系調(diào)整，使其變換到規(guī)定的坐標(biāo)系下才能夠操作，下面介紹一下由初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取人體尺寸的過(guò)程：

在得到原始的點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，我們需要對(duì)其進(jìn)行坐標(biāo)變換，使其變換到標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系當(dāng)中，根據(jù)原始數(shù)據(jù)的雙腳腳底擬合平面，將該平面作為X-Y平面如圖1中第一幅所示;取樣本點(diǎn)云的鼻尖點(diǎn)、眉心點(diǎn)和雙腳腳尖連線中點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建平面，所得平面作為X-Z平面。將所得的X-Y平面、X-Z平面分別與世界坐標(biāo)系的X-Y-Z平面進(jìn)行對(duì)齊，擺正后的點(diǎn)云模型如圖1中第二幅所示[3]。

在點(diǎn)云數(shù)據(jù)擺正完成后，還不能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取，因?yàn)樵嫉娜梭w點(diǎn)云數(shù)據(jù)量龐大，點(diǎn)云數(shù)量往往超過(guò)百萬(wàn)，點(diǎn)云文件大小超過(guò)500M，軟件讀取和運(yùn)算困難。因此有必要對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，如2左圖所示，簡(jiǎn)化前點(diǎn)云數(shù)量為159萬(wàn)，簡(jiǎn)化后點(diǎn)云數(shù)量?jī)H為6萬(wàn)，如2右圖所示。完全可滿足三維數(shù)據(jù)提取的需求。將文件保存為頂點(diǎn)文件格式，方便Matlab讀取。

3 人體尺寸數(shù)據(jù)提取

在MATLAB中讀取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，正視圖、側(cè)視圖和俯視圖分別如圖3所示。

4 腰圍測(cè)量方法

（1）在點(diǎn)云的正視圖中，選擇腰部位置如圖4所示。

（2）取出腰圍所在截面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為下一步計(jì)算做準(zhǔn)備。

（3）腰部點(diǎn)云數(shù)據(jù)如圖5第一幅所示，在計(jì)算時(shí)將腰圍分為上下兩部分，分別求取每部分的長(zhǎng)度，將兩部分相加即可得到腰圍值。

5 結(jié)束語(yǔ)

本研究采用非接觸式測(cè)量獲取人體表面三維信息，將處理過(guò)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB軟件，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)獲取服裝定制所需要的身高、胸圍、腰圍等各部位尺寸數(shù)據(jù)。該方法對(duì)服裝定制、量體裁衣行業(yè)的發(fā)展有積極的推動(dòng)作用，未來(lái)該方法也可應(yīng)用在服裝、模特虛擬展示等行業(yè)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]肖平，楊子田.適用MTM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，東華時(shí)尚周論文集[J]，2004;2：91-94.

[3]S.Rusinkiewicz，M.Levoy.Efficient variants of the ICP algorithm.3-D Digital Imaging and Modeling，2001：145-152.