用于服装定制的便携式非接触人体尺寸自动测量装置

1.一种便携式非接触人体尺寸自动测量装置，其特征是它包括：计算机、控制器、台架和拍摄装置；所述台架包括转盘、转动机构、转盘轴、蜗轮蜗杆机构和步进电机，所述转动机构由转盘座、支撑盘、支撑筒和轴承座构成；支撑盘固定于支撑筒的内壁上；转盘座固定于支撑盘的中心孔中；转盘轴通过推力轴承安装于转盘座中；转盘轴的一端与转盘固定联接，转盘轴的另一端与蜗轮蜗杆机构固定联接，蜗轮蜗杆机构中的蜗杆固定于轴承座中，轴承座固定于支撑盘上；蜗轮蜗杆机构中的蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆与步进电机的驱动头固定联接；所述台架还包括调节连杆和定位杆，所述调节连杆的一端与转动机构联接，所述调节连杆的另一端与定位杆联接，所述拍摄装置固定安装在定位杆上。
2.一种使用权利要求1的自动测量装置测量人体尺寸的方法，其特征是它包括以下步骤：
1）由计算机设置台架的转盘的转动角度和转向，并将该转动角度和转向的设置值传输给控制器；
2）控制器控制步进电机驱动转盘按指定方向和角度转动到指定位置；
3）控制器触发拍摄装置对转盘上的人体拍摄图像；
4）拍摄装置向计算机传输人体的图像数据；
5）计算机对人体的图像数据进行处理并提取人体指定部位的二维数据。

用于服装定制的便携式非接触人体尺寸自动测量装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种人体尺寸自动测量装置，特别涉及一种用于服装定制的非接触式人体尺寸自动测量装置。\n背景技术\n[0002] 服装行业是一个市场需求不断变化的劳动密集型产业。客户的个性化需求不断提高、市场竞争的日趋激烈对服装企业的产品设计、生产、经营和管理提出了越来越高的要求，采用服装定制生产方式，已成为服装企业增强市场竞争力、减少产品积压和生产成本、减小企业经营风险的重要手段。\n[0003] 众所周知，服装必须以人体为依据并适合人体。为了对人体体型特征有正确的、客观的认识，除了做定性的研究外，还必须把人体各部位的体型特征数字化，用精确的数据表示人体各部位的特征。人体测量是正确把握人体特征的必要手段，只有通过人体测量，掌握了人体有关部位的具体数据，进行服装结构设计时才能使各部位的尺寸有可靠的依据，才能保证服装适合人体的体型特征，既舒适又美观。由于每个人的体型都存在着差异，尤其是特殊体型的单量单裁中，首先要正确把握穿衣者的体型，才能有针对性地设计出能扬长避短、视觉效果优美、穿着舒适的服装。\n[0004] 人体为弹性活体，真实尺寸极难通过常规测量获得。不同测量人员对同一被测者同一测量部位所测得的尺寸差距较大，这种情况国内外普遍存在，严重地影响了服装的设计与生产，同时也使其它用到人体尺寸的场合(如人机系统、个体防护装备)受到严重影响。\n[0005] 因此。以美、日为代表的各发达国家都在投入一定力量研究开发以光、机、电技术为基础的人体非接触测量技术。\n[0006] (1)非接触式人体测量的激光扫描法，是利用激光测距原理，通过对人体全身进行扫描，计算出人体表面各点的三维坐标，其数据用计算机采集，转化为人体三维图像，然后利用专门开发的人体尺寸数据获取软件，对人体三维图像进行处理，获得所需要的人体尺寸。这种方法设备昂贵(35万美元/台)，一般企业难以承受。\n[0007] (2)是普通光相位测量法。但该测量系统设备结构相当复杂，并需要专用场所，在民用推广应用方面存在较大困难。\n[0008] (3)是摄像法，其基本原理是用摄像机从被测人体的前方和侧方各自摄取一幅人体图像，图像数据用计算机采集，通过对所采集图像进行处理，得到人体长、宽二维人体尺寸。该方法与第(1)、(2)类方法相比，虽然设备结构有所简化，成本也有所降低，但是不易携带，且仍然存在结构复杂的缺陷。\n发明内容\n[0009] 本发明所要解决的技术问题是提供一种结构更简单、成本更低的用于服装定制的便携式非接触人体尺寸自动测量装置。\n[0010] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该自动测量装置主要包括计算机、控制器、台架和拍摄装置；所述台架包括转盘、转动机构、转盘轴、蜗轮蜗杆机构和电机，所述电机与蜗轮蜗杆机构联接，所述蜗轮蜗杆机构与转盘轴联接，所述转盘轴通过轴承安装于转动机构中，所述转盘与转盘轴固定联接，所述转盘置于转动机构上；所述电机与控制器连接，所述控制器与拍摄装置连接，所述控制器和拍摄装置分别与计算机连接。\n[0011] 进一步地，本发明所述台架还包括调节连杆和定位杆，所述调节连杆的一端与转动机构联接，所述调节连杆的另一端与定位杆联接，所述拍摄装置固定安装在定位杆上。\n[0012] 进一步地，本发明所述转动机构包括转盘座、支撑盘、支撑筒和轴承座，所述转盘座与支撑盘固定联接，所述支撑盘与轴承座固定联接，所述支撑盘与支撑筒固定联接，所述蜗轮蜗杆机构中的蜗杆固定于轴承座中。\n[0013] 使用本发明的自动测量装置测量人体尺寸的方法主要包括以下步骤：\n[0014] 1)由计算机设置台架的转盘的转动角度和转向，并将该转动角度和转向的设置值传输给控制器；\n[0015] 2)控制器控制电机驱动转盘按指定方向和角度转动到指定位置；\n[0016] 3)控制器触发拍摄装置对转盘上的人体拍摄图像；\n[0017] 4)摄像装置向计算机传输人体的图像数据；\n[0018] 5)计算机对人体的图像数据进行处理并提取人体指定部位的二维数据。\n[0019] 与现有技术相比，本发明的优点是：(1)由于不需要红外成像技术、滤光技术、PLC和录相机等，结构更简单且性能更可靠，而且更加轻便、容易携带；(2)整体装置中各器件连接方便、易于携带；(3)整个操作过程仅需从计算机发送测试指令，无需其他复杂指令和操作要求，操作方便、易行；(4)采用步进电机及相应减速机构精确控制转动角度，并提取体精确二维尺寸，测量结果精确实用；(5)本发明装置不需PLC、录相机、红外成像技术、滤光技术等，仅需普通拍摄装置，所以成本低廉；(6)采用本发明的台架可准确控制被测人体转动的角度和方向，所得的人体尺寸测量结果更精确；(7)本发明的台架中使用调节连杆和定位杆便于携带后将拍摄装置快速安装到位。\n附图说明\n[0020] 图1是本发明自动测量装置的整体结构示意框图；\n[0021] 图2是本发明自动测量装置中台架的结构示意图；\n[0022] 图3是本发明自动测量装置的工作流程图。\n具体实施方式\n[0023] 如图1和图2所示，本发明用于服装定制的便携式非接触人体尺寸自动测量装置主要包括计算机1、控制器3、台架4和拍摄装置2。其中，台架4包括转盘103、转动机构、转盘轴105、蜗轮蜗杆机构108和电机110，电机110与蜗轮蜗杆机构108联接，蜗轮蜗杆机构108与转盘轴105联接，转盘轴105通过轴承安装于转动机构中，转盘103与转盘轴105固定联接，转盘103置于转动机构上；电机110与控制器3连接；控制器3与拍摄装置2连接；控制器3和拍摄装置2分别与计算机1连接。采用本发明的台架可准确控制站在转盘上的被测人体转动的角度和方向，所得的人体尺寸测量结果更精确。\n[0024] 本发明的自动测量装置中的控制器3可采用单片机作为核心器件，由单片机控制步进电机110和拍摄装置2。\n[0025] 在图2中示出的台架4的结构中，台架4包括支撑筒101、支撑盘102、转盘103、转盘座104、转盘轴105、蜗轮蜗杆机构108、轴承座109、电机110、调节连杆106和定位杆\n107。其中，作为本发明的一种实施例，图2示出的转动机构由转盘座104、支撑盘102、支撑筒101和轴承座109构成。支撑盘102固定于支撑筒101的内壁上；转盘座104固定于支撑盘102的中心孔中；转盘轴105通过推力轴承安装于转盘座104中；转盘轴105的一端与转盘103固定联接，转盘轴105的另一端与蜗轮蜗杆机构108固定联接，蜗轮蜗杆机构108中的蜗杆固定于轴承座109中，轴承座109固定于支撑盘102上。蜗轮蜗杆机构108中的蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆与步进电机110的驱动头固定联接。\n[0026] 采用如图2所示的这种结构的转动机构，可方便地在转盘轴105和转盘座104之间安装轴承，从而可以大大降低转盘轴105和转盘座104之间的摩擦，提高动力传动效率，降低所选用步进电机110的功率，另外，还可降低转动机构的加工难度，也即降低加工成本。\n[0027] 作为本发明的一种改进，如图2所示，台架4还包括了调节连杆106和定位杆107。\n调节连杆106的一端在支撑筒101的下部固定联接，调节连杆106的另一端与定位杆107固定联接，并且保持定位杆107垂直于转盘103。拍摄装置2固定于定位杆107顶端。台架4的支撑筒101的下部所装调节连杆106长度可调节，以方便拍摄装置2定位。调节连杆106是由外套和内杆组成，内杆通过定位螺钉固定。拧松定位螺钉后，可任意调节内杆插入外套的深度调节整体长度。长度确定后需拧紧定位螺钉。在本发明的台架4中增设调节连杆106和定位杆107，可通过调节连杆106根据拍摄装置2的性能参数调整拍摄装置2与转盘103的距离，并利用定位杆107的定位作用固定拍摄装置2，由此将图像效果调至最佳，提高人体尺寸测量精度；此外，使用调节连杆106和定位杆107便于携带后将拍摄装置2快速安装到位。需要说明的是，如果本发明不使用调节连杆106和定位杆107，则可在根据拍摄装置2的性能参数确定拍摄装置2与转盘103的距离后，将拍摄装置2另行固定在其他装置上。\n[0028] 台架4中的转动机构的工作过程为：调节好调节连杆106长度，并调节好拍摄装置\n2的高度。步进电机110接受到控制器3的转动信号后驱动蜗杆、蜗杆驱动蜗轮旋转、蜗轮带动转盘轴105转动、转盘轴105带动转盘103旋转，转动一定角度，例如转动45°、90°，控制器3触发拍摄装置2，拍摄装置2拍摄被测人体图像，并将数据传输至计算机1中保存。\n[0029] 本发明的自动测量装置测量人体尺寸的工作过程如下：\n[0030] 1)由计算机1设置台架4的转盘103的转动角度和转向，并将该转动角度和转向的设置值传输给控制器3；\n[0031] 2)控制器3控制步进电机110驱动转盘103按指定方向和角度转动到指定位置；\n[0032] 3)控制器3触发拍摄装置2对转盘103上的人体拍摄图像；\n[0033] 4)拍摄装置2向计算机1传输人体的图像数据；\n[0034] 5)计算机1对人体的图像数据进行处理并提取人体指定部位的二维数据。\n[0035] 具体来说，如图3所示，由操作员通过计算机1设置台架4的转盘103的转动角度和转向，计算机1将所读取与转动角度和转向有关的10进制数据转换为16进制数据，并将此数据写入串口缓存区。控制器3读取串口数据，并判断数据的正确性；若不正确，则重新读取；若正确，则控制器3将该数据转换为脉冲数。控制器3向步进电机110发脉冲，由此控制步进电机110驱动转盘103按指定方向和角度转动到指定位置。控制器3通过脉冲信号触发拍摄装置2对转盘103上的人体拍摄图像；拍摄装置2将所拍摄人体图像数据通过IEEE1394接口传至计算机1中，并由计算机1将数据保存于指定磁盘。计算机1对人体的图像数据进行边界提取和二值化处理，将图像数据转为图形数据；接着去除点云噪声；后提取人体指定部位的二维数据；最后显示人体尺寸测量结果。