專利名稱：一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人體尺寸測量儀，特別是關(guān)于一種單柱式非接觸三維人體尺寸自動測量儀。
背景技術(shù)：
三維人體尺寸自動測量是現(xiàn)代圖像測量技術(shù)的一個分支，是以現(xiàn)代光學(xué)為基礎(chǔ)， 融光電子學(xué)、計算機圖形學(xué)、信息處理、機械技術(shù)、電子技術(shù)、計算機視覺、軟件應(yīng)用技術(shù)和傳感技術(shù)等科學(xué)技術(shù)于一體的測量技術(shù)。它在測量人體時把圖像當(dāng)作檢測和傳遞信息的手段或載體加以利用，其目的是從人體圖像中提取有用的信息，包括服裝設(shè)計所需的人體特征數(shù)據(jù)。目前，常用的人體尺寸測量方式是非接觸式人體尺寸自動測量?，F(xiàn)有技術(shù)中用于三維人體尺寸自動測量的裝置主要有德國Human Solutions公司的VITUS三維人體掃描系統(tǒng)，美國TC2公司PMP系統(tǒng)和加拿大Boss-21自動測體系統(tǒng)。它們在使用過程中存在以下問題采用雙柱、三柱、四柱或其他形式的測量掃描系統(tǒng)，有的是安裝調(diào)試時間長，有的是測量精度低。而改裝后用于裝載三維人體尺寸自動測量裝置的車輛較高，對行駛道路要求高， 抗顛簸能力差，不適合固定在車上作為車載設(shè)備巡回移動使用。發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適合車載使用，滿足車輛改裝要求，測量精度高，操作維修方便的單柱式非接觸三維人體自動測量儀。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于它包括一底座、一立柱、一“U”形測量臂、四個測量攝像頭、一測量臺和監(jiān)控系統(tǒng)；所述立柱固定設(shè)置在所述底座上，所述立柱上間隔設(shè)置有兩個線性滑軌，所述兩個線性滑軌之間設(shè)置有滾珠絲杠副，所述滾珠絲杠副的絲杠底端通過同步帶連接伺服電機的輸出端；所述滾珠絲杠副的螺母與一滑塊固定，所述滑塊呈燕尾形，與所述立柱上的所述兩個線性滑軌相配合、滑動連接；所述“U”形測量臂包括兩個呈“L”形的側(cè)梁，兩所述側(cè)梁對稱連接在所述滑塊的兩側(cè)；所述四個測量攝像頭分別設(shè)置在兩所述側(cè)梁的端部和轉(zhuǎn)角處；所述測量臺設(shè)置在所述底座前方、所述“U”形測量臂的兩所述側(cè)梁中間；所述監(jiān)控系統(tǒng)連接所述伺服電機和四個測量攝像頭。
所述立柱的頂部和底部均設(shè)置有行程開關(guān)，所述行程開關(guān)連接所述監(jiān)控系統(tǒng)。
所述伺服電機設(shè)置在所述底座上，所述伺服電機上設(shè)置有減速器。
每個所述測量攝像頭均包括一個線激光器和兩個攝像機。
所述測量攝像頭與所述“U”形測量臂之間采用錐銷定位，所述“U”形測量臂上欲設(shè)置所述測量攝像頭的位置預(yù)埋有帶有螺紋的錐套，緊固螺釘穿過所述測量攝像頭的安裝板與所述“U”形測量臂上相應(yīng)的帶有螺紋的錐套擰緊。
所述測量臺底部設(shè)置有調(diào)平螺桿，所述測量臺的臺面上內(nèi)嵌有電子稱重儀，所述電子稱重儀連接所述監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明在底座上設(shè)置一根立柱，立柱通過傳動機構(gòu)連接一“U”形測量臂，“U”形測量臂上設(shè)置有測量攝像頭，“U”形測量臂隨傳動機構(gòu)沿立柱上下滑動，進而帶動測量攝像頭對人體進行上下掃描，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，減少了零部件數(shù)量，抗顛簸性好，降低了故障發(fā)生概率，滿足車輛改裝要求，適合車載使用。2、本發(fā)明采用單柱式結(jié)構(gòu)，相對于雙柱、三柱或其他多柱式測量結(jié)構(gòu)，只需要一套運動控制單元控制立柱的升降，不需要另外設(shè)置裝置解決同步問題，同步性好，降低了運動控制的復(fù)雜性，減少了同步運動控制的誤差，提高了系統(tǒng)的可靠性。3、本發(fā)明的測量攝像頭和“U”形測量臂之間采用錐銷定位，首先經(jīng)過精確計算測量，在“U”形測量臂上找到安裝各個測量攝像頭的準(zhǔn)確位置，在“U”形測量臂的相應(yīng)安裝位置預(yù)埋帶有螺紋的錐套，安裝測量攝像頭時，將緊固螺釘穿過測量攝像頭的安裝板與“U”形測量臂上預(yù)埋的帶有螺紋的錐套擰緊，因此，能夠方便、快速、精確地在“U”形測量臂上安裝、拆卸測量攝像頭，保證重復(fù)定位精度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和定位的準(zhǔn)確性、快速性。4、本發(fā)明的四個測量攝像頭通過“U” 形測量臂剛性連接成一個整體，保證了運動的一致性，提高了測量精度。5、本發(fā)明的“U”形測量臂采用兩個“L”形側(cè)梁的組合式結(jié)構(gòu)，安裝維護方便。6、本發(fā)明采用伺服電機進行驅(qū)動而不是采用步進電機，提供了運動控制精度。本發(fā)明同步性好，定位準(zhǔn)確，測量精度高，可廣泛用于三維人體尺寸非接觸測量過程中。
圖1是本發(fā)明主視示意圖
圖2是本發(fā)明左視示意圖
圖3是本發(fā)明俯視示意圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的描述。
如圖1 3所示，本發(fā)明包括一底座1、一立柱2、一“U”形測量臂3、四個測量攝像頭4、一測量臺5和監(jiān)控系統(tǒng)(圖中未示出)。
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的立柱2固定設(shè)置在底座1上，立柱2上間隔設(shè)置有兩個線性滑軌21，兩個線性滑軌21之間設(shè)置有滾珠絲杠副22，滾珠絲杠副22的絲杠與線性滑軌21平行，滾珠絲杠副22的絲杠通過設(shè)置在底座1和立柱2頂部的軸承支撐，滾珠絲杠副 22的絲杠底端通過同步帶23連接伺服電機M的輸出端。伺服電機M設(shè)置在底座1上，伺服電機M上設(shè)置有減速器。滾珠絲杠副22的螺母與一滑塊25固定連接，滑塊25呈燕尾形，與立柱1上的兩個線性滑軌21相配合、滑動連接。在立柱2的頂部和底部均設(shè)置有行程開關(guān)。
如圖3所示，本發(fā)明的“U”形測量臂3包括兩個“L”形側(cè)梁31，兩側(cè)梁31對稱連接在滑塊25的左右兩側(cè)，形成“U”形；“U”形測量臂3通過滑塊25帶動沿立柱2上下滑動。
本發(fā)明的四個測量攝像頭4分別設(shè)置在兩側(cè)梁31的端部和轉(zhuǎn)角處，每個測量攝像頭4均包括一個線激光器和兩個攝像機。測量攝像頭4和“U”形測量臂3之間采用錐銷定位，首先經(jīng)過精確計算測量，在“U”形測量臂3上找到安裝各個測量攝像頭4的準(zhǔn)確位置， 在“U”形測量臂3的相應(yīng)安裝位置預(yù)埋帶有螺紋的錐套，安裝測量攝像頭4時，將緊固螺釘4穿過測量攝像頭4的安裝板與“U”形測量臂3上預(yù)埋的帶有螺紋的錐套擰緊，完成測量攝像頭的精確安裝和定位。
本發(fā)明的測量臺5設(shè)置在底座1前方、“U”形測量臂3的兩側(cè)梁32中間，測量臺5 底部設(shè)置有調(diào)平螺桿，測量臺5與其它設(shè)備無連接，可防止在測量過程中，因測量人員的上下造成其它設(shè)備的晃動。測量臺5的臺面上內(nèi)嵌有電子稱重儀。電子稱重儀臺面上設(shè)計有一對腳印，以提醒被測者站立位置。
本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)連接底座1上的伺服電機對、四個測量攝像頭4、立柱2上的行程開關(guān)和測量臺5臺面上內(nèi)嵌的電子稱重儀。
本發(fā)明的測量過程為
首先對本發(fā)明裝置進行調(diào)試、校準(zhǔn)；然后被測者站立于測量臺5上，通過監(jiān)控系統(tǒng)啟動伺服電機對，伺服電機M通過減速器減速后將動力傳遞給滾珠絲杠副22，滑塊25在滾珠絲杠副22的帶動下，沿兩個線性滑軌21由下至上勻速運動，進而帶動“U”形測量臂3 沿立柱2由下至上勻速升起，同時四個測量攝像頭4隨“U”形測量臂3同步運動，對人體從下至上進行掃描。由于每個測量攝像頭4均包括一個線激光器和兩個攝像機，因此，四個線激光器在人體表面形成一個環(huán)狀光條，環(huán)狀光條自下向上移動，同時八個攝像機連續(xù)拍攝環(huán)狀光條圖像，實現(xiàn)人體外形輪廓的自動掃描。掃描完成后，八個攝像機將各自得到的環(huán)狀光條的部分圖像整合，得到整個環(huán)狀光條的圖像輸入到監(jiān)控系統(tǒng)中的計算機內(nèi)，由計算機內(nèi)預(yù)置的軟件將圖像進行重建得到三維人體模型，并且對點云數(shù)據(jù)進行分析處理，得到人體特征數(shù)據(jù)。
上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于它包括一底座、一立柱、一 “U”形測量臂、四個測量攝像頭、一測量臺和監(jiān)控系統(tǒng)；所述立柱固定設(shè)置在所述底座上，所述立柱上間隔設(shè)置有兩個線性滑軌，所述兩個線性滑軌之間設(shè)置有滾珠絲杠副，所述滾珠絲杠副的絲杠底端通過同步帶連接伺服電機的輸出端；所述滾珠絲杠副的螺母與一滑塊固定，所述滑塊呈燕尾形，與所述立柱上的所述兩個線性滑軌相配合、滑動連接；所述“U”形測量臂包括兩個呈“L”形的側(cè)梁，兩所述側(cè)梁對稱連接在所述滑塊的兩側(cè)；所述四個測量攝像頭分別設(shè)置在兩所述側(cè)梁的端部和轉(zhuǎn)角處；所述測量臺設(shè)置在所述底座前方、所述“U”形測量臂的兩所述側(cè)梁中間；所述監(jiān)控系統(tǒng)連接所述伺服電機和四個測量攝像頭。
2.如權(quán)利要求1所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于所述立柱的頂部和底部均設(shè)置有行程開關(guān)，所述行程開關(guān)連接所述監(jiān)控系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于所述伺服電機設(shè)置在所述底座上，所述伺服電機上設(shè)置有減速器。
4.如權(quán)利要求2所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于所述伺服電機設(shè)置在所述底座上，所述伺服電機上設(shè)置有減速器。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于每個所述測量攝像頭均包括一個線激光器和兩個攝像機。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于所述測量攝像頭與所述“U”形測量臂之間采用錐銷定位，所述“U”形測量臂上欲設(shè)置所述測量攝像頭的位置預(yù)埋有帶有螺紋的錐套，緊固螺釘穿過所述測量攝像頭的安裝板與所述“U”形測量臂上相應(yīng)的帶有螺紋的錐套擰緊。
7.如權(quán)利要求5所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于所述測量攝像頭與所述“U”形測量臂之間采用錐銷定位，所述“U”形測量臂上欲設(shè)置所述測量攝像頭的位置預(yù)埋有帶有螺紋的錐套，緊固螺釘穿過所述測量攝像頭的安裝板與所述“U”形測量臂上相應(yīng)的帶有螺紋的錐套擰緊。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于所述測量臺底部設(shè)置有調(diào)平螺桿，所述測量臺的臺面上內(nèi)嵌有電子稱重儀，所述電子稱重儀連接所述監(jiān)控系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求5所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于所述測量臺底部設(shè)置有調(diào)平螺桿，所述測量臺的臺面上內(nèi)嵌有電子稱重儀，所述電子稱重儀連接所述監(jiān)控系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求6所述的一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于所述測量臺底部設(shè)置有調(diào)平螺桿，所述測量臺的臺面上內(nèi)嵌有電子稱重儀，所述電子稱重儀連接所述監(jiān)控系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單柱式非接觸三維人體自動測量儀，其特征在于它包括一底座、一立柱、一“U”形測量臂、四個測量攝像頭、一測量臺和監(jiān)控系統(tǒng)；立柱固定設(shè)置在底座上，立柱上間隔設(shè)置有兩個線性滑軌，兩個線性滑軌之間設(shè)置有滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的絲杠底端通過同步帶連接伺服電機的輸出端；滾珠絲杠副的螺母與一滑塊固定，滑塊呈燕尾形，與立柱上的兩個線性滑軌相配合、滑動連接；“U”形測量臂包括兩個“L”形側(cè)梁，兩側(cè)梁對稱連接在滑塊的兩側(cè)；四個測量攝像頭分別設(shè)置在兩側(cè)梁的端部和轉(zhuǎn)角處；測量臺設(shè)置在底座前方、“U”形測量臂的兩側(cè)梁中間；監(jiān)控系統(tǒng)連接伺服電機和四個測量攝像頭。本發(fā)明同步性好，定位準(zhǔn)確，測量效率高，可廣泛用于三維人體尺寸非接觸測量過程中。
文檔編號A41H1/02GK102511954SQ20111030946
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者吳宇, 徐新和, 李寧, 王博, 王新全, 王春旸, 薛建宇, 賴軍 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所