基于非接觸式測量的三維人體重構方法的研究.pdf

1、本文應用課題組開發(fā)的便攜式三維人體掃描系統(tǒng)獲取人體點云數(shù)據(jù)，以該點云數(shù)據(jù)為研究對象，針對人體表面的復雜性提出了適用于人體模型重構的技術路線和實施方案，解決了人體模型重構中的特殊性問題，主要的研究內(nèi)容如下：
　　 (1)針對初始點云前、后面分離且為密集無序的狀況，本文首先采用標記點法對人體前、后面點云進行配準，接著提出了在測量場景中的加入鉛垂標記點和點云的質(zhì)量矩對人體點云進行定位，并通過對點云分層、對人體劃分以及對各部分點云的排序

2、等處理構建有序的掃描線點云，優(yōu)化點云除噪、簡化、孔洞修補的過程。對于點云中噪聲點，本文根據(jù)其特點對其進行歸類，并采用不同的處理方法。點云的簡化采用了等角度扇形柵格簡化方法，該方法簡化率易于調(diào)整且具有較高的簡化精度、簡度和速度。點云中的孔洞形成原因為：一種是由于攝像機的視角與人體表面的夾角過小，而使掃描線間距較大而形成的孔洞，對該孔洞的修補是在建立人體三角網(wǎng)格模型之后，采用Loop細分的方法；另一種是由于身體的遮擋使掃描線缺失部分數(shù)據(jù)而產(chǎn)

3、生的孔洞，本文采用了三次參數(shù)樣條插值的方法，對掃描線上的數(shù)據(jù)點進行全局的插值擬合，快速地構造出人體曲線模型，再利用距離采樣法來獲得點分布均勻的人體點云數(shù)據(jù)，以便于構建人體模型。
　　 (2)根據(jù)人體點云數(shù)據(jù)處理的結果，將人體三角網(wǎng)格模型的構建分為兩個步驟：一是采用平行切面輪廓點云的三角網(wǎng)格化方法構建人體各部分三角網(wǎng)格模型；二是人體各部分之間的三角網(wǎng)格化，涉及到單輪廓對多輪廓的網(wǎng)格化，本文根據(jù)多輪廓特征，將其相鄰單輪廓分割為多個輪

4、廓，將單對多轉(zhuǎn)化為多個單對單輪廓的三角化方法，最終獲得完整的人體三角網(wǎng)格模型。
　　 (3)本文對人體尺寸線的提取主要是依據(jù)尺寸線的位置特征、形態(tài)特征特征和量化特征。位置特征的判斷主要采用人體比例原則和尺寸線之間的“鏈”關系；形態(tài)特征主要采用平面投影法、曲率判別法和建模法來進行識別；量化特征主要是通過比較尺寸線的大小來確定。人體截面線是通過截切面與人體模型相交來求交點，本文提出了遍歷最近點的方法來計算交點坐標，該方法具有較高效率