三维脚型模型驱动的动态脚型测量的技术及系统实现

摘要

本文介绍一个基于立体视觉的三维脚型驱动的动态人脚测量系统的设计和实现。该系统通过多台摄像机获取一段模拟人走路时脚型变化过程的视频，运用立体视觉原理将人脚在第一帧图像中的二维图像信息转化为三维数据，以这个三维模型为驱动，计算出对应于后几帧的精确的多个三维脚型模型。 这个系统主要由三个部分组成，图像采集、第一帧的建模，后续帧的建模。本文侧重介绍系统中以第一帧的模型为驱动，重建出后续帧中对应的脚型模型的部分。 本系统在硬件上实现了脚型测量平台，可基于脚型的特征配置各个摄像机，采集模拟人走路时脚型变化过程的视频。图像采集可动态控制硬件平台、实时采集图像；第一帧建模部分得到了摄像机定标测量硬件平台上摄像机的内外参数；建模实现第一帧对应的脚型图像；后续帧建模部分，通过前后帧的特征点的匹配关系，得到同一相机的前后帧的匹配关系，从而重建出后续帧对应的三维脚型模型。 本文介绍了整个系统的第三部分的工作流程，以及系统实现的理论，侧重点在包括刚体部分的特征点匹配、重建。文章详细阐述了目前系统采用的对初始化模型进行合理的旋转变形后，反向投影，得到特征点之间的匹配关系。同时，文章还给出了一些重建后续帧的实验结果。最后，文章总结了目前工作，并展望了将来进一步工作。