基于單機環(huán)繞的三維人體-服裝自動掃描系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、本文從三維人體掃描技術(shù)出發(fā)，介紹了市場上的幾種三維人體掃描儀，通過對Kinect相機和KinectFusion算法原理的分析，得出Kinect作為三維人體掃描儀所具備的體積小、價格低、操作方便以及快速精確地對環(huán)境三維重建等優(yōu)點。鑒于手持式掃描方式人為操作出現(xiàn)很多不穩(wěn)定因素，如抖動、速度不穩(wěn)定以及距離不能控制等，所造成的跳幀、時間長以及點云質(zhì)量差等問題很難解決，因此本文設(shè)計出一套基于單機環(huán)繞方式的三維人體/服裝自動掃描系統(tǒng)，以實現(xiàn)穩(wěn)定、高

2、效、精確的掃描要求。
　　自動掃描系統(tǒng)分為運動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩個模塊。根據(jù)運動系統(tǒng)的設(shè)計要求設(shè)計了Kinect上下擺動和圓周運動的兩個運動模塊，借助圓形導(dǎo)軌以及外部框架實現(xiàn)Kinect的上下擺動和圓周運動，保證人體數(shù)據(jù)的全面采集。根據(jù)控制系統(tǒng)的總體要求設(shè)計了由計算機-運動控制器-電機驅(qū)動器-步進電機-電源組成的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能控制兩個運動模塊的運動以實現(xiàn)掃描的自動化。
　　控制界面的主要特點包括：上下擺動控制程序界面不僅有

3、速度、最大速度以及擺動角度的大小調(diào)節(jié)，可以精確控制Kinect擺動的速度和角度大小，而且具有調(diào)節(jié)零點的功能，即每次完成掃描后Kinect都會回到掃描初始設(shè)置點，既實現(xiàn)掃描的自動化，也提高了掃描的效率。
　　在自動掃描系統(tǒng)研制成功后，首先對控制系統(tǒng)進行了調(diào)試，確保每個部件都能夠良好的運行和控制程序的穩(wěn)定控制，保證了掃描過程的順利進行。其次通過掃描實驗完成了上下擺動和圓周運動兩個運動模塊的測試，并且將掃描得到的點云與手動式掃描方式掃描

4、得到的點云進行對比，并對整個掃描系統(tǒng)進行了性能測試，分別對跳幀率、掃描時間以及點云質(zhì)量進行掃描測試，將掃描得到的點云與手持式掃描方式對比發(fā)現(xiàn)，本文自動掃描系統(tǒng)的跳幀率和掃描時間大大降低，而且所得到的點云質(zhì)量有所改善。
　　對人體模特和真實人體進行了掃描實驗，利用單一變量法通過對掃描點云的分析得出包括掃描時間、掃描高度、掃描距離、擺動角度以及擺動速度在內(nèi)的最佳掃描參數(shù)。并且通過對兩組最佳掃描參數(shù)規(guī)律的總結(jié)，得出最佳掃描參數(shù)與不同掃描