一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法，第一步：獲取所需特征的點(diǎn)云信息；第二步：對人體的點(diǎn)云進(jìn)行整合，將人體的點(diǎn)云整合為一個(gè)柱體后，直接提取點(diǎn)云柱體的截面積Sd和柱體體高度Hd；第三步：通過高寬比的實(shí)驗(yàn)函數(shù)計(jì)算出某個(gè)點(diǎn)云對象的密度，人體的平均密度ρ0介于肌肉密度ρmax和脂肪密度ρmin之間，由于脂肪的密度相比肌肉的密度小，采用高寬比來確認(rèn)目標(biāo)特征的胖瘦程度，某人的高寬比較大，則選擇其密度更靠近肌肉的密度ρmax，若高寬比較小，則選擇的密度更靠近脂肪的密度ρmin；第四步：輸出被測對象的測量體重，人體質(zhì)量m=ρ0*Sd*Hd。本發(fā)明提供一種通過點(diǎn)云的非接觸式測量體重的方式。
【專利說明】
一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，尤其涉及通過點(diǎn)云特征測量人體體重。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今已經(jīng)有的技術(shù)是采用可以獲得物體深度信息的3D相機(jī)對人體的點(diǎn)云模型進(jìn)行采集，目前的技術(shù)已經(jīng)可以通過對點(diǎn)云的長度、寬度、高度以及高寬比等特征直接輸出。雖然目前已經(jīng)有成熟的技術(shù)對物體的高度、寬度、長度等點(diǎn)云特征信息進(jìn)行提取。但是目前并沒有成熟的技術(shù)將這些特征作更深入的處理，如通過點(diǎn)云測量人體體重等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題，本發(fā)明提供了一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法，
[0004]第一步:獲取所需特征的點(diǎn)云信息；
[0005]第二步:對人體的點(diǎn)云進(jìn)行整合，將人體的點(diǎn)云整合為一個(gè)柱體后，直接提取點(diǎn)云柱體的截面積Sd和柱體體高度Hd ；
[0006]第三步:通過高寬比的實(shí)驗(yàn)函數(shù)計(jì)算出某個(gè)點(diǎn)云對象的密度，人體的平均密度PO介于肌肉密度Pmax和脂肪密度Pmin之間，由于脂肪的密度相比肌肉的密度小，采用高寬比來確認(rèn)目標(biāo)特征的胖瘦程度，某人的高寬比較大，則選擇其密度更靠近肌肉的密度Pmax，若高寬比較小，則選擇的密度更靠近脂肪的密度Pmin;
[0007 ]第四步:輸出被測對象的測量體重，人體質(zhì)量m = pO*Sd*Hd。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第二步中，截面積的處理采用等距的水平面切割點(diǎn)云模型，再求解每個(gè)點(diǎn)云切割平面的面積，取平均值，得到的Sd值。
[0009 ]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，計(jì)算點(diǎn)云最高點(diǎn)和點(diǎn)云的最低點(diǎn)的豎直距離得到Hd。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，其中點(diǎn)云模型的密度PO需要先通過實(shí)驗(yàn)的方式計(jì)算出普通人的高寬比和其質(zhì)量的基本的函數(shù)表達(dá)式，具體可行的操作方法是隨機(jī)抽取N個(gè)身體高矮胖瘦四種組合的人，對這N個(gè)樣本測量他們的真實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量m ；可得pO*Sd*Hd = m，通過實(shí)驗(yàn)的方式確定高寬比Hd/Sd和密度PO的函數(shù)關(guān)系，即如果知道了點(diǎn)云的截面積和點(diǎn)云中人體模型的高度，就可以確定具體某個(gè)高寬比下人體的密度，即可以測得人體的體重。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，其中N的取值為大于等于1000。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一步:采用3D相機(jī)獲取所需特征的點(diǎn)云信息。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]目前沒有通過點(diǎn)云的非接觸式測量體重的方式，本申請的方案尚屬于首創(chuàng)，測得的體重值不用于法定計(jì)量，主要用于機(jī)器對于管理員的體重特征標(biāo)記。例如當(dāng)機(jī)器人通過點(diǎn)云識別的方式識別到某人的體重嚴(yán)重超過原先識別的體重值時(shí)，可能觸發(fā)圖像識別功能，再次確認(rèn)是不是自己的管理員。此種測量方法對于體重的測量有一定的誤差，但是該方法的測得值完全可以用于機(jī)器人的身份校驗(yàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]基本假設(shè):假設(shè)人體為一個(gè)柱體，其截面面積為S，高度為H，則人體的體積為V= S*
H。由于人是有肌肉、脂肪、骨骼、血液等組成、其中肌肉和脂肪占據(jù)了絕大部分，超過總質(zhì)量的95%。人體的平均密度介于肌肉密度Pmax和脂肪密度Pmin之間，即屬于Pmax?Pmin范圍內(nèi)的常數(shù)，其值為Po，可知道人體質(zhì)量m= S*H*P0。
[0016]
[0017]通過對人體點(diǎn)云特征的處理，可以獲得點(diǎn)云的截面積Sd，點(diǎn)云模型中人體的高度Hd，其中，截面積的處理采用等距的水平面切割點(diǎn)云模型，再求解每個(gè)點(diǎn)云切割平面的面積，取平均值，可以得到的Sd值;計(jì)算點(diǎn)云最高點(diǎn)和點(diǎn)云的最低點(diǎn)的豎直距離可以得到Hd。
[0018]其中點(diǎn)云模型的密度Po—般需要先通過實(shí)驗(yàn)的方式計(jì)算出普通人的高寬比和其質(zhì)量的基本的函數(shù)表達(dá)式，具體可行的操作方法是隨機(jī)抽取1000個(gè)身體高矮胖瘦四種組合的人，對這1000個(gè)樣本測量他們的真實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量m ；可得Po*Sd*Hd=m，通過實(shí)驗(yàn)的方式確定高寬比Hd/Sd和密度Po的函數(shù)關(guān)系，即如果知道了點(diǎn)云的截面積和點(diǎn)云中人體模型的高度，就可以確定具體某個(gè)高寬比下人體的密度，即可以測得人體的體重。
[0019]第一步:采用3D相機(jī)獲取所需特征的點(diǎn)云信息。
[0020]第二步:對人體的點(diǎn)云進(jìn)行整合。第二步的目的是排除當(dāng)人體雙臂雙腿不是齊并時(shí)點(diǎn)云特征的不良影響。將人體的點(diǎn)云整合為一個(gè)柱體后，直接提取點(diǎn)云柱體的截面積Sd和柱體體高度Hd。
[0021]第三步:通過高寬比的實(shí)驗(yàn)函數(shù)計(jì)算出某個(gè)點(diǎn)云對象的密度。由于脂肪的密度相比肌肉的密度小，我們采用高寬比來確認(rèn)目標(biāo)特征的胖瘦程度。科學(xué)上認(rèn)為胖的人的脂肪占比更多，瘦的人肌肉占比更多。所以我們采用高寬比來調(diào)整人體的密度。某人的高寬比較大，則選擇其密度更靠近肌肉的密度pmax，若高寬比較小，則選擇的密度更靠近脂肪的密度
Pmin ο
[0022 ]第四步:輸出被測對象的測量體重。
[0023]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法，其特征在于: 第一步:獲取所需特征的點(diǎn)云信息； 第二步:對人體的點(diǎn)云進(jìn)行整合，將人體的點(diǎn)云整合為一個(gè)柱體后，直接提取點(diǎn)云柱體的截面積Sd和柱體體高度Hd ； 第三步:通過高寬比的實(shí)驗(yàn)函數(shù)計(jì)算出某個(gè)點(diǎn)云對象的密度，人體的平均密度Po介于肌肉密度Pmax和脂肪密度Pmin之間，由于脂肪的密度相比肌肉的密度小，采用高寬比來確認(rèn)目標(biāo)特征的胖瘦程度，某人的高寬比較大，則選擇其密度更靠近肌肉的密度Pmax，若高寬比較小，則選擇的密度更靠近脂肪的密度Pmin; 第四步:輸出被測對象的測量體重，人體質(zhì)量m=Po*Sd*Hd。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法，其特征在于:第二步中，截面積的處理采用等距的水平面切割點(diǎn)云模型，再求解每個(gè)點(diǎn)云切割平面的面積，取平均值，得到的Sd值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法，其特征在于:計(jì)算點(diǎn)云最高點(diǎn)和點(diǎn)云的最低點(diǎn)的豎直距離得到Hd。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法，其特征在于:其中點(diǎn)云模型的密度Po需要先通過實(shí)驗(yàn)的方式計(jì)算出普通人的高寬比和其質(zhì)量的基本的函數(shù)表達(dá)式，具體可行的操作方法是隨機(jī)抽取N個(gè)身體高矮胖瘦四種組合的人，對這N個(gè)樣本測量他們的真實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量m;可得Po*Sd*Hd=m，通過實(shí)驗(yàn)的方式確定高寬比Hd/Sd和密度Po的函數(shù)關(guān)系，即如果知道了點(diǎn)云的截面積和點(diǎn)云中人體模型的高度，就可以確定具體某個(gè)高寬比下人體的密度，即可以測得人體的體重。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法，其特征在于:其中N的取值為大于等于1000。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過點(diǎn)云特征測量人體體重的方法，其特征在于:第一步:米用3D相機(jī)獲取所需特征的點(diǎn)zsri目息。
【文檔編號】G06T7/60GK106056580SQ201610341007
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】龔莉杰, 張猛, 程忠光
【申請人】深圳市寒武紀(jì)智能科技有限公司