基于3D成像技术的全身扫描装置及扫描方法

摘要

本发明公开了一种基于3D成像技术的全身扫描装置及扫描方法，所述全身扫描装置包括一托盘、一支撑部、一转动装置、一支撑杆以及至少3个3D摄像机，所述托盘通过所述转动装置安装于所述支撑部上，所述托盘通过所述转动装置在所述支撑部上绕所述转动装置的轴线水平旋转；所述支撑杆垂直于所述托盘所在平面；所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上；所述3D摄像机的拍摄方向为从所述3D摄像机到所述轴线上的点。本发明的基于3D成像技术的全身扫描装置及扫描方法能够方便快捷的获取用户全身的3D模型，并且获取的影像更加清晰，所述扫描装置获取的影像更容易进行后期处理，并能通过所述3D模型获取用户身体的尺寸。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于3D成像技术的全身扫描装置及扫描方法。

背景技术

3D摄像机，利用的是3D镜头制造的摄像机，通常具有两个摄像镜头以上，间距与人眼间距相近，能够拍摄出类似人眼所见的针对同一场景的不同图像。全息3D具有圆盘5镜头以上，通过圆点光栅成像或蔆形光栅全息成像可全方位观看同一图像，可如亲临其境。

第一台3D摄像机迄今3D革命全部围绕好莱坞重磅大片和重大体育赛事展开。随着3D摄像机的问世，这项技术距离家庭用户又近了一步。在这款摄像机推出以后，我们今后就可以用3D镜头捕捉人生每一个难忘瞬间，比如孩子迈出的第一步，大学毕业庆典等。

3D摄像机通常有两个以上镜头。3D摄像机本身的功能就像人脑一样，可以将两个镜头图像融合在一起，变成一个3D图像。这些图像可以在3D电视上播放，观众佩戴所谓的主动式快门眼镜即可观看，也可通过裸眼3D显示设备直接观看。3D快门式眼镜能够以每秒60次的速度令左右眼镜的镜片快速交错开关。这意味着每只眼睛看到的是同一场景的稍显不同的画面，所以大脑会由此以为其是在欣赏以3D呈现的单张照片。

现有的3D摄像机不方便获取物体的整体3D影像，而且即使能获取的3D影像，经常会出现失真现象，影像不够清晰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中3D影像拍摄终端不方便获取物体的整体3D影像，经常会出现失真现象，影像不够清晰的缺陷，提供一种能够方便获取整体3D影像，图片更加清晰的基于3D成像技术的全身扫描装置及扫描方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种基于3D成像技术的全身扫描装置，其特点在于，所述全身扫描装置包括一托盘、一支撑部、一转动装置、一支撑杆以及至少3个3D摄像机，

所述托盘通过所述转动装置安装于所述支撑部上，所述托盘通过所述转动装置在所述支撑部上绕所述转动装置的轴线水平旋转；

所述支撑杆垂直于所述托盘所在平面；

所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上；

所述3D摄像机的拍摄方向为从所述3D摄像机到所述轴线上的点。

较佳地，全身扫描装置还包括一处理端，

所述3D摄像机用于将托盘转动一周拍摄托盘上用户的全部3D影像发送至所述处理端，

所述处理端用于拼接所述托盘转动一周一个3D摄像机拍摄的全部3D影像以生成一3D子模型；

所述处理端还用于拼接全部3D摄像机获取的3D子模型以生成一3D人体模型。

较佳地，对于一个3D摄像机拍摄的全部3D影像，所述处理端用于识别两个相邻3D影像上的特征点，并将两个相邻3D影像通过相同特征点重合的方式缝合；

对于相邻的两个3D子模型，所述处理端还用于识别所述两个3D子模型上的特征点，并将两个3D子模型通过相同特征点重合的方式缝合。

较佳地，对于一3D摄像机获取的目标3D影像，所述处理端用于在目标3D影像中选取一特征点，并获取所述特征点到所述轴线的距离及目标夹角，然后通过托盘转动的角度、特征点到所述轴线的距离及所述目标夹角确定在所述目标3D影像的下一幅3D影像中所述特征点的位置，将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像在所述特征点处缝合，其中，所述目标夹角为特征点到轴线投影点的连线与3D摄像机和所述轴线所在平面的夹角；

对于相邻的两个3D子模型，所述处理端还用于在纵向上截取3D子模型的影像，并将两个3D子模型拼接，纵向上截取的长度根据3D摄像机之间的间距设置。

较佳地，所述处理端还用于通过像素点个数与长度的对应关系获取所述3D人体模型上目标点之间的距离。

较佳地，所述支撑杆包括第一节和第二节，所述第二节垂直于所述托盘所在平面；所述第一节与第二节所成角度的取值区间为[90，180]度，第一节上设有第一3D摄像机，第二节上设有第二3D摄像机，第一3D摄像机和第二3D摄像机相邻；所述第一3D摄像机获取第一3D子模型，所述第二3D摄像机获取第二3D子模型，3D影像包括结构层和像素层，

所述处理端用于在第一3D子模型和第二3D子模型的结构层上分别识别至少3个峰值点，然后将第一3D子模型和第二3D子模型的结构层通过相同峰值点重合的方式缝合，所述峰值点包括凸点和凹点，第一3D子模型和第二3D子模型的峰值点重合的数量至少为3个；

所述处理端还用于在缝合后的3D模型上贴附像素层。

本发明还提供一种扫描方法，其特点在于，所述扫描方法用于一全身扫描装置，所述全身扫描装置包括一托盘、一支撑部、一转动装置、一支撑杆以及至少3个3D摄像机，

所述托盘通过所述转动装置安装于所述支撑部上，所述托盘通过所述转动装置在所述支撑部上绕所述转动装置的轴线水平旋转；

所述支撑杆垂直于所述托盘所在平面；

所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上；

所述3D摄像机的拍摄方向为从所述3D摄像机到所述轴线上的点；

所述扫描方法通过所述全身扫描装置获取的3D影像生成一3D人体模型。

较佳地，全身扫描装置还包括一处理端，所述扫描方法包括：

所述3D摄像机将托盘转动一周拍摄托盘上用户的全部3D影像发送至所述处理端，

所述处理端拼接所述托盘转动一周一个3D摄像机拍摄的全部3D影像以生成一3D子模型；

所述处理端拼接全部3D摄像机获取的3D子模型以生成一3D人体模型。

较佳地，所述扫描方法包括：

对于一个3D摄像机拍摄的全部3D影像，所述处理端识别两个相邻3D影像上的特征点，并将两个相邻3D影像通过相同特征点重合的方式缝合；

对于相邻的两个3D子模型，所述处理端识别所述两个3D子模型上的特征点，并将两个3D子模型通过相同特征点重合的方式缝合。

较佳地，所述扫描方法包括：

所述处理端通过像素点个数与长度的对应关系获取所述3D人体模型上目标点之间的距离。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明的基于3D成像技术的全身扫描装置及扫描方法能够方便快捷的获取用户全身的3D模型，并且获取的影像更加清晰，所述扫描装置获取的影像更容易进行后期处理，并能通过所述3D模型获取用户身体的尺寸。

附图说明

图1为本发明实施例1的全身扫描装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1的扫描方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

参见图1，本实施例提供一种基于3D成像技术的全身扫描装置，所述全身扫描装置包括一托盘11、一支撑部12、一转动装置、一支撑杆13、7个3D摄像机14以及一处理端。

本实施例中，所述处理端为一电脑，所述处理端还可以为云端服务器，通过将数据传输至云端服务器，利用云端服务器进行数据运算。

所述托盘通过所述转动装置安装于所述支撑部上，所述托盘通过所述转动装置在所述支撑部上绕所述转动装置的轴线水平旋转。

所述支撑杆垂直于所述托盘所在平面。

所述7个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上。

所述3D摄像机的拍摄方向为从所述3D摄像机到所述轴线15上的点。

所述3D摄像机用于将托盘转动一周拍摄托盘上用户的全部3D影像发送至所述处理端。

所述处理端用于拼接所述托盘转动一周一个3D摄像机拍摄的全部3D影像以生成一3D子模型。

所述处理端还用于拼接全部3D摄像机获取的3D子模型以生成一3D人体模型。

一个3D摄像机能够获取一段3D模型，多个3D摄像机获取的3D模型拼接在一起就形成一个完整的3D人体模型。

所述3D子模型的具体生成方式为：所述托盘每转动一定的角度所述3D摄像机进行拍照，从而能均匀的获取一周的3D影像。

另外，所述3D摄像机还可以进行录像，当托盘带动用户转动时，每一帧就可以视为一幅3D影像。

本实施例提供一种具体的3D影像缝合方式包括：

对于一个3D摄像机拍摄的全部3D影像，所述处理端用于识别两个相邻3D影像上的特征点，并将两个相邻3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。

对于相邻的两个3D子模型，所述处理端还用于识别所述两个3D子模型上的特征点，并将两个3D子模型通过相同特征点重合的方式缝合。

所述处理端还用于通过像素点个数与长度的对应关系获取所述3D人体模型上目标点之间的距离。

通过获取的像素点与实际长度的对应关系能够获取人体模型上的各种尺寸，包括胸围、臀围、瞳距等数据。目标点可以自行设置，也可以通过识别的方式自动选取，如识别用户的两个眼睛的瞳距。

参见图2，利用上述全身扫描装置，本实施例还提供一种用于获取3D人体模型的扫描方法：

步骤100、所述3D摄像机将托盘转动一周拍摄托盘上用户的全部3D影像发送至所述处理端。

步骤101、所述处理端拼接所述托盘转动一周一个3D摄像机拍摄的全部3D影像以生成一3D子模型。

在步骤101中，生成3D子模型的具体方式为：对于一个3D摄像机拍摄的全部3D影像，所述处理端识别两个相邻3D影像上的特征点，并将两个相邻3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。

步骤102、所述处理端拼接全部3D摄像机获取的3D子模型以生成一3D人体模型。

在步骤102中，生成3D人体模型的具体方式为：对于相邻的两个3D子模型，所述处理端识别所述两个3D子模型上的特征点，并将两个3D子模型通过相同特征点重合的方式缝合。

步骤103、所述处理端通过像素点个数与长度的对应关系获取所述3D人体模型上目标点之间的距离。

本实施例的基于3D成像技术的全身扫描装置及扫描方法能够方便快捷的获取用户全身的3D模型，并且获取的影像更加清晰，所述扫描装置获取的影像更容易进行后期处理，并能通过所述3D模型获取用户身体的尺寸。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

对于一3D摄像机获取的目标3D影像，所述处理端用于在目标3D影像中选取一特征点，并获取所述特征点到所述轴线的距离及目标夹角，然后通过托盘转动的角度、特征点到所述轴线的距离及所述目标夹角确定在所述目标3D影像的下一幅3D影像中所述特征点的位置，将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像在所述特征点处缝合，其中，所述目标夹角为特征点到轴线投影点的连线与3D摄像机和所述轴线所在平面的夹角；

对于相邻的两个3D子模型，所述处理端还用于在纵向上截取3D子模型的影像，并将两个3D子模型拼接，纵向上截取的长度根据3D摄像机之间的间距设置。

在同一水平面上，通过3D摄像机能够获取景深的特点，可以获取特征点到3D摄像机镜头的距离、3D摄像机到所述轴线的距离以及特征点与镜头的连线到所述3D摄像机与所述轴线的已知夹角，从而能够获取以镜头、特征点及轴线点的三角形的数据。

通过三角形的数据、支撑台面转动的角度以及特征点到轴线距离不变的特性，获取所述目标夹角、转动后特征点到镜头的距离，从而能够计算到转动后特征点的位置，标注所述位置就能够将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像在所述特征点处缝合。

进一步地，为了简化计算，目标3D影像中特征点选取为所述镜头与所述轴线连线上的像素点，这样所述三角形的一个角为0更方便计算。也方便计算特征点到所述轴线的距离。

本实施例提供另一种缝合方式，所述缝合方式能够有效降低运算量，使3D人体模型的生成更加方便快捷。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

所述支撑杆包括第一节和第二节，所述第二节垂直于所述托盘所在平面；所述第一节与第二节所成角度的取值区间为[90，180]度，第一节上设有第一3D摄像机，第二节上设有第二3D摄像机，第一3D摄像机和第二3D摄像机相邻；所述第一3D摄像机获取第一3D子模型，所述第二3D摄像机获取第二3D子模型，3D影像包括结构层和像素层。

所述处理端用于在第一3D子模型和第二3D子模型的结构层上分别识别至少3个峰值点，然后将第一3D子模型和第二3D子模型的结构层通过相同峰值点重合的方式缝合，所述峰值点包括凸点和凹点，第一3D子模型和第二3D子模型的峰值点重合的数量至少为3个；

所述处理端还用于在缝合后的3D模型上贴附像素层。

由于用户头顶区域经常出现失真，本实施例提供一种能够使模型顶部缝合更好的方式。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。