三维人体轮廓数字化及尺寸测量技术研究

人体数字化及尺寸测量技术是采用激光三维传感系统获取人体轮廓点的三维空间坐标数据,通过对这些数据进行预处理、三维重建和模型编辑等操作获得人体的数字化表面模型,并以人体工学理论定义和测量人体特征尺寸,得到人体特征的数字表达。这项技术广泛应用于服装工业、医学、人体工程学、动画、娱乐等领域。 本文采用本实验室研制的激光三维扫描仪获得的人体三维数字化数据,实现了数据预处理、三维重建、模型编辑和人体测量等操作,主要工作及创新点如下: 1.在点云数据预处理技术方面,提出使用手动和连通域两种方法配合删除噪声点;使用ICP算法实现多传感器数据对齐;提出了一种基于网格处理的算法实现多传感器数据统一,并使用了间距和立方体两种点数据精简算法。 2.在三维模型重建与模型编辑方面,利用Gopi算法实现了人体数据重建,对获得的人体三角网格模型,利用基于顶点删除准则的网格简化算法实现网格模型简化,用Taubin算法和Loop算法分别实现了网格平滑和网格细化,获得了理想的三维人体模型 3.在人体测量方面,对在不同数据阶段进行人体尺寸测量的准确度进行了分析,给出了人体二十一个关键截面位置及三十五个关键尺寸的定义和测量结果。提出了网格处理法用于计算人体外轮廓周长,并与凸弧法的周长测量结果作了比较和评价。理论分析和实验结果均表明对多传感器数据对齐后的点云使用网格法测量周长可获得最高的准确度。