嵌入式三維雙目掃描系統技術方案

嵌入式三維雙目掃描系統。隨著社會的發展，人們不斷以更科學的方式運用于體育鍛煉之中，用更科學的方法，更多更精確科學的儀器已經成為體育訓練的必然趨勢。隨著社會的進步，全民健身的理念深入人心，人們對于自己擁有健康體魄的要求日益強烈。一種嵌入式三維雙目掃描系統，其組成包括：底架（1），所述的底架連接CCD攝像機（2），所述的CCD攝像機連接一組傳感器（3），所述的攝像機連接帶有嵌入式主處理芯片的計算機（4），所述的計算機連接條紋投影儀（5），所述的計算機連接輸出器6。本實用新型專利技術用于嵌入式三維雙回掃描。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種嵌入式三維雙目掃描系統。
技術介紹
隨著社會的發展，人們不斷以更科學的方式運用于體育鍛煉之中，用更科學的方法，更多更精確科學的儀器已經成為體育訓練的必然趨勢。隨著社會的進步，全民健身的理念深入人心，人們對于自己擁有健康體魄的要求日益強烈。國外的三維人體測量產品價位較高，一套系統售價在百萬元以上。國內僅有十幾家院校、科研単位用其進行服裝標準人臺的研究，人體數據普查等工作。僅有成都成式制衣公司用于MTM。人體測量尺寸是相當重要的，它具有諸多作用。比如建筑裝修設計、家具設計以及ー些交通工具的設計等，都要依據人體尺寸。國內雖有三、四家公司擁有三維非接觸測量技術，但未開發人體三維點云數據生成人體尺寸數據的應用軟件。我國是世界服裝制造的大國。目前，擁有MTM后續技術的企業達千家。如果使三維人體非接觸測量產品的價位限制在20到40萬元，并配有人體三維點云數據生成人體尺寸數據的應用軟件，用于MTM三維人體非接觸測量產品市場潛量應在千臺以上。考慮人體測量學研究、娛樂業(如電影特技)、計算機動畫和醫學(目前最為廣泛如彌補術和塑型手木)等領域的需求，三維人體非接觸測量產品市場潛量應在一萬臺左右。
技術實現思路
本技術 的目的 是提供ー種可快速精確的測量人體三維數據，為體育訓練及形體健身提供最直接可靠的依據的嵌入式三維雙目掃描系統。上述的目的通過以下的技術方案實現ー種嵌入式三維雙目掃描系統，其組成包括底架，所述的底架連接CXD攝像機，所述的CXD攝像機連接傳感器組，所述的攝像機連接帶有嵌入式主處理芯片的計算機，所述的計算機連接條紋投影儀，所述的計算機連接輸出器。嵌入式三維雙目掃描系統，所述的傳感器組為8組傳感器。有益效果1.本技術測試一次時間為20秒鐘，人體測量精度為Imm ;能夠實現對人體三維數據的快速掃描，并能夠提供人體各部位的精確的尺寸數據。2.本技術是針對體育健身、動畫工業、人機工程、醫學美容等領域中對人體三維數據快速測量的這ー需求提出的，測量速度快、測量數據準確，3.本技術采用現代光學為基礎，融合光電子學、計算機圖像學、計算機視覺為一體的測量技術，利用雙目立體視覺測量技術原理，深度研究光柵編碼技術、相移技木、相位編碼與展開，從而提高雙目立體視覺技術中極線幾何匹配算法的匹配精度，使測量精度能夠達到毫米級，單次測量速度僅需20秒。所述的嵌入式三維雙目掃描系統，通過三維掃描儀，設定掃描的幅面、范圍等，就可以簡單、快速的完成人體的掃描過程，將數字化的人體的三維幾何數據輸入到計算機中。這些數據就是三維造型的最基礎數據，可以在此基礎上進行加工處理創意以此為依據的新造型，也可以完全以該數據模型為標準制作動態原型.而且這些數據也可以通過數據庫系統保存起來留待以后使用。4.本技術的測試時間很短，由8組掃描儀器協同工作，控制精度至少需要達到微秒級，用深入研究系統時序控制來實現。本系統由8組獨立的傳感器組成實現人體三維測量傳感器系統，每臺傳感器均由嵌入式系統控制測量并協調工作，控制精度可達到微秒級或納秒級。5.本技術為測量及控制部分的軟件編程實現，為高精度點云的處理，即不僅能夠對高精度的人體三維點云顯示的基本操作，并且可以提供人體整體完整的點云精確數值。6.本技術采用點云拼接技木，點云拼接技術采用測量技術結合特征標志點拼接技術的方法，即利用測量方法中光柵解碼的高精度，從而獲得更準確的標志點數據信息，進而實現高精度拼接，其中圖像采集精度能夠達到亞像素級。7.本技術測量精度高，測量精度達到毫米數量級；測試速度快，一次測量僅需20秒；可根據不同領域需求提供人體形貌的所有所需特征的數據；具有標準化接ロ可與第三方軟件無縫連接。8.本技術是以現代光學為基礎，融合光電子學、計算機圖像學、計算機視覺為一體的，可用于三維人體測量的傳感器9.本技術算法能夠達到對人體三維數據測量誤差低于1mm，測試時間低于20秒。由于該技術方法的計算過程復雜、計算量大、計算時間短，所以該過程一般是在PC系統下完成。但隨著嵌入式芯片的制作エ藝的提高，目前已有嵌入式處理芯片可達到IGHz的主頻，并且由于嵌入式系統集成化的特點，嵌入式系統已能夠滿足這ー需求。10.本技術的軟件開發主要包括嵌入式系統的研發和測量軟件的編制。前者主要包括系統各器件的驅動與調試，主要是CXD相機的驅動控制、各通訊方式的驅動。測試軟件編制主要應用OpenCV函數庫，該庫是專門針對嵌入式視覺系統所設計的，為軟件實現提供了方便。附圖說明附圖1是本產品的結構示意圖。附圖2是附圖1的系統圖。具體實施方式實施例1 :ー種嵌入式三維雙目掃描系統，其組成包括底架I，所述的底架連接C⑶攝像機2，所述的CXD攝像機連接ー組傳感器3，所述的攝像機連接帶有嵌入式主處理芯片的計算機4，所述的計算機連接條紋投影儀5，所述的計算機連接輸出器6。所述的嵌入式三維雙目掃描系統，所述的傳感器組為8組傳感器。實施例2:ー種嵌入式三維雙目掃描系統的方法，利用條紋投影儀將ー組經由預置產生的正弦強度光柵條紋投射于人體上，正弦強度光柵條紋光源是對人體無害的白光，利用兩個CCD攝像機分別攝取影像，通過立體視覺技術實現高精度匹配，進而重建出人體準確的表面輪廓；所述的嵌入式三維雙目掃描系統，所述的傳感器組為8組傳感器。利用8組傳感器通過嵌入式系統聯動控制，從人體的不同角度對人體進行拍攝掃描，得到人體各部位進行全面測量，將最終數據傳輸給計算機，拼接成完整的人體點云數據。實施例3 實施例1或2所述的嵌入式三維雙目掃描系統的方法，嵌入式主處理芯片以TI公司的TMS320DM6414的DSP為主處理芯片，DSP為主處理芯片最高主頻達到800MHz，EP2C35的FPGA為主控制芯片的“雙核”處理系統。實施例4 嵌入式三維雙目掃描系統的方法，本方法是以現代光學為基礎，融合光電子學、計算機圖像學、計算機視覺為一體的測量技術，利用投影機將ー組經由電腦產生的正弦強度光柵條紋投射于人體上，利用兩個CCD相機分別攝取影像，通過相移技術以及極線幾何的方法實現對應點匹配，進而重建出人體的表面輪廓；利用多臺該技術的掃描頭通過計算機進行聯動控制，從人體的不同角度對人體進行拍攝掃描，得到人體各部位進行全面測量，通過計算機軟件拼接完整的人體點云數據。根據多領域的不同需求，提供所需的人體部位的精確的尺寸數據。對于人體形態的醫學診斷與評價，外科整形美容手術與效果評價等的要求日趨增加，“定制身材”的要求日趨增加，醫用人體三維面形測量儀器作為ー種人體形態的定量評價手段，可在大中城市的大醫院使用，因而具有廣闊市場前景。國際上常用的人體掃描儀有Telmat 的 SYMCAD、Turbo Flash/3D、TC2-3T6、TechMath-RAMSIS、Cyberware_WB4、Vitronic-Vitus等。三維非接觸式掃描系統具有掃描時間短，精確度高、測量部位多等多種優于傳統測量技術和工具的特點。因此發展較快，據不完全統計短短的幾年時間非接觸式三維人體測量產品已達千臺以上。實施例5:上述實施例所述的嵌入式三維雙目掃描系統，(1)、光學系統設計與研制部分①光柵編碼技術的深入研究②高精度光柵發生器的研究與研制③CXD數據本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種嵌入式三維雙目掃描系統，其組成包括：底架，其特征是：所述的底架連接CCD攝像機，所述的CCD攝像機連接傳感器組，所述的攝像機連接帶有嵌入式主處理芯片的計算機，所述的計算機連接條紋投影儀，所述的計算機連接輸出器。

【技術特征摘要】
1.一種嵌入式三維雙目掃描系統，其組成包括底架，其特征是所述的底架連接CXD 攝像機，所述的CXD攝像機連接傳感器組，所述的攝像機連接帶有嵌入式主處理...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石磊，吳岡，孫凱明，陳慶文，甄海濤，李昕迪，葉愛英，
申請(專利權)人：黑龍江省科學院自動化研究所，
類型：實用新型
國別省市：