基于多个深度相机的足部三维重建及形态分析
发布时间：2021-02-09 19:18
足部是人类身体上十分重要的部位,不仅担负着行走、负重的重要功能,还与全身的健康情况密切相关,被称为“人体的第二心脏”。作为对足部起支撑和保护的作用的鞋类,其合脚与否直接影响到足部的健康情况,长期穿着不合适的鞋子可能会诱发各种足部疾病,并且易于造成运动损伤。随着社会的进步以及消费水平的提高,人们对鞋类产品合脚性的要求也越来越高。如何设计并帮助消费者购买到适合自己足部特征的鞋类产品已经成为当前很多鞋类企业和科研机构研究的热点。目前的鞋类产品是依据统计数据来设计生产的,并不能考虑到每一个消费者足部形态的差异;而在网上购物流行的今天,想在线买到一双合适的鞋子则更是会遇到很多困难。针对这些问题,目前主要有两种解决方案:即个人定制技术和虚拟试穿技术。第一种方案是从设计环节为消费者提供个性化的服务;第二种方案则是从购买环节为消费者提供智能化的推荐。无论哪种方案,都离不开消费者的足部尺寸数据,而且尺寸数据越详细、越精确,测量过程越简便、越快捷,其所具有的应用价值就越高。传统的人工测量方法虽然简单易行,但是其效率低、劳动强度大、测量结果与操作者的经验水平有密切关系,因此很难满足上述两种解决方案的要求。随...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 相关研究领域综述
1.2.1 三维重建技术
1.2.2 足部测量方法
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容的提出
1.3.2 研究的技术路线
参考文献
第二章 深度相机及其标定方法介绍
2.1 深度相机介绍
2.1.1 硬件结构
2.1.2 深度测量原理
2.1.3 点云数据获取
2.2 相机成像模型
2.2.1 针孔成像模型
2.2.2 坐标系转换模型
2.2.3 镜头畸变模型
2.3 标定方法分类
2.3.1 传统相机标定方法
2.3.2 相机自标定法
2.3.3 基于主动视觉的相机标定法
2.4 深度相机的标定
2.4.1 算法介绍
2.4.2 标定过程及结果
2.5 本章小结
参考文献
第三章 基于多个深度相机的三维足部扫描系统
3.1 扫描系统框架
3.2 多个深度相机的标定
3.2.1 计算初始位置
3.2.2 精细配准
3.3 足部三维扫描及表面重建
3.3.1 点云预处理
3.3.2 表面重建
3.4 扫描系统性能评估
3.4.1 三维重建速度
3.4.2 三维重建精度
3.5 本章小结
参考文献
第四章 三维足部模型的自动测量算法
4.1 足部测量尺寸的确定
4.1.1 足部结构分析
4.1.2 足部尺寸定义
4.2 足部特征点的自动定位
4.2.1 用于对齐的标记点
4.2.2 用于测量的标记点
4.3 足部测量过程
4.3.1 测量姿势
4.3.2 数学表达式
4.4 算法验证
4.5 本章小结
参考文献
第五章 基于椭圆傅里叶拟合的足部形态预测
5.1 三维足部模型的参数化
5.1.1 构造三维足部切割轮廓线模型
5.1.2 提取三维足部模型的投影轮廓
5.1.3 椭圆傅里叶分析
5.2 预测模型的建立
5.2.1 建立回归方程
5.2.2 确定主成分数目
5.3 三维足型的预测
5.3.1 提取足部图像的轮廓线
5.3.2 预测三维足型
5.3.3 实验流程
5.4 误差分析
5.4.1 整体误差分析
5.4.2 围长误差分析
5.4.3 测量误差
5.5 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
攻读学位期间的研究成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]鞋号发展现状的研究[J]. 刘洋,郭银清. 西部皮革. 2016(05)
[2]最小二乘法在张正友标定法中的应用[J]. 李涛涛,何宇. 信息与电脑(理论版). 2015(23)
[3]基于噪声分类的双边滤波点云去噪算法[J]. 袁华,庞建铿,莫建文. 计算机应用. 2015(08)
[4]基于NURBS曲面敏感点的曲面检测测点优化[J]. 赖金涛,傅建中,沈洪垚,甘文峰. 浙江大学学报(工学版). 2015(07)
[5]应用于三维点云数据去噪的改进C均值算法[J]. 宋阳,李昌华,马宗方,李智杰. 计算机工程与应用. 2015(12)
[6]人体特征断面形状拟合及围度尺寸预测[J]. 夏明,王文玲,张文斌. 纺织学报. 2014(08)
[7]基于椭圆傅里叶的人体胸围断面形状研究[J]. 夏明,陈益松,张文斌. 纺织学报. 2014(07)
[8]基于椭圆傅里叶描述子的香蕉形状识别[J]. 胡孟晗,董庆利,刘宝林,张重阳,叶飞. 浙江农业学报. 2014(01)
[9]一种扩展小孔成像模型的鱼眼相机矫正与标定方法[J]. 涂波,刘璐,刘一会,金野,汤俊雄. 自动化学报. 2014(04)
[10]基于三个Kinect的个性化人体重建[J]. 乔思航,程志全,陈寅,党岗. 系统仿真学报. 2013(10)
博士论文
[1]基于椭圆傅里叶的女性体型分析与个性化原型定制研究[D]. 夏明.东华大学 2015
[2]傅里叶变换光谱信息获取与控制技术研究[D]. 李涛.中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 2015
[3]基于深度相机的三维物体与人体扫描重建[D]. 童晶.浙江大学 2012
[4]基于多视几何的三维脚型测量技术与系统[D]. 高飞.浙江大学 2010
[5]基于脚型三维形貌的自动化鞋楦定制关键技术研究[D]. 史辉.清华大学 2009
[6]流形三角网格的表面重采样及其应用[D]. 付妍.北京大学 2008
[7]点模型数字几何处理若干技术研究[D]. 王仁芳.浙江大学 2007
[8]数字几何处理的若干问题研究[D]. 毛志红.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]轮廓法三维形貌测量研究[D]. 黎培培.山东大学 2015
[2]基于多深度相机标定的点云数据模型重构[D]. 鲁栋栋.杭州电子科技大学 2015
[3]基于线结构光扫描的脚型重构测量研究[D]. 袁振宇.安徽大学 2014
[4]双边滤波去噪方法及其应用研究[D]. 张海荣.合肥工业大学 2014
[5]足部三维复合模型的有限元分析及其应用[D]. 张晴晴.合肥工业大学 2014
[6]深度与彩色相机的联合标定及其在增强现实中的应用[D]. 琚旋.浙江大学 2014
[7]基于Kinect深度传感器的三维重建技术应用研究[D]. 叶日藏.华南理工大学 2013
[8]足部三维重构的关键技术研究[D]. 田苗苗.中北大学 2013
[9]三维重建中的相机标定方法研究[D]. 冯焕飞.重庆交通大学 2013
[10]基于Kinect深度信息的实时三维重建和滤波算法研究[D]. 陈晓明.上海交通大学 2013
本文编号：3026107
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 相关研究领域综述
1.2.1 三维重建技术
1.2.2 足部测量方法
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容的提出
1.3.2 研究的技术路线
参考文献
第二章 深度相机及其标定方法介绍
2.1 深度相机介绍
2.1.1 硬件结构
2.1.2 深度测量原理
2.1.3 点云数据获取
2.2 相机成像模型
2.2.1 针孔成像模型
2.2.2 坐标系转换模型
2.2.3 镜头畸变模型
2.3 标定方法分类
2.3.1 传统相机标定方法
2.3.2 相机自标定法
2.3.3 基于主动视觉的相机标定法
2.4 深度相机的标定
2.4.1 算法介绍
2.4.2 标定过程及结果
2.5 本章小结
参考文献
第三章 基于多个深度相机的三维足部扫描系统
3.1 扫描系统框架
3.2 多个深度相机的标定
3.2.1 计算初始位置
3.2.2 精细配准
3.3 足部三维扫描及表面重建
3.3.1 点云预处理
3.3.2 表面重建
3.4 扫描系统性能评估
3.4.1 三维重建速度
3.4.2 三维重建精度
3.5 本章小结
参考文献
第四章 三维足部模型的自动测量算法
4.1 足部测量尺寸的确定
4.1.1 足部结构分析
4.1.2 足部尺寸定义
4.2 足部特征点的自动定位
4.2.1 用于对齐的标记点
4.2.2 用于测量的标记点
4.3 足部测量过程
4.3.1 测量姿势
4.3.2 数学表达式
4.4 算法验证
4.5 本章小结
参考文献
第五章 基于椭圆傅里叶拟合的足部形态预测
5.1 三维足部模型的参数化
5.1.1 构造三维足部切割轮廓线模型
5.1.2 提取三维足部模型的投影轮廓
5.1.3 椭圆傅里叶分析
5.2 预测模型的建立
5.2.1 建立回归方程
5.2.2 确定主成分数目
5.3 三维足型的预测
5.3.1 提取足部图像的轮廓线
5.3.2 预测三维足型
5.3.3 实验流程
5.4 误差分析
5.4.1 整体误差分析
5.4.2 围长误差分析
5.4.3 测量误差
5.5 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
攻读学位期间的研究成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]鞋号发展现状的研究[J]. 刘洋,郭银清. 西部皮革. 2016(05)
[2]最小二乘法在张正友标定法中的应用[J]. 李涛涛,何宇. 信息与电脑(理论版). 2015(23)
[3]基于噪声分类的双边滤波点云去噪算法[J]. 袁华,庞建铿,莫建文. 计算机应用. 2015(08)
[4]基于NURBS曲面敏感点的曲面检测测点优化[J]. 赖金涛,傅建中,沈洪垚,甘文峰. 浙江大学学报(工学版). 2015(07)
[5]应用于三维点云数据去噪的改进C均值算法[J]. 宋阳,李昌华,马宗方,李智杰. 计算机工程与应用. 2015(12)
[6]人体特征断面形状拟合及围度尺寸预测[J]. 夏明,王文玲,张文斌. 纺织学报. 2014(08)
[7]基于椭圆傅里叶的人体胸围断面形状研究[J]. 夏明,陈益松,张文斌. 纺织学报. 2014(07)
[8]基于椭圆傅里叶描述子的香蕉形状识别[J]. 胡孟晗,董庆利,刘宝林,张重阳,叶飞. 浙江农业学报. 2014(01)
[9]一种扩展小孔成像模型的鱼眼相机矫正与标定方法[J]. 涂波,刘璐,刘一会,金野,汤俊雄. 自动化学报. 2014(04)
[10]基于三个Kinect的个性化人体重建[J]. 乔思航,程志全,陈寅,党岗. 系统仿真学报. 2013(10)
博士论文
[1]基于椭圆傅里叶的女性体型分析与个性化原型定制研究[D]. 夏明.东华大学 2015
[2]傅里叶变换光谱信息获取与控制技术研究[D]. 李涛.中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 2015
[3]基于深度相机的三维物体与人体扫描重建[D]. 童晶.浙江大学 2012
[4]基于多视几何的三维脚型测量技术与系统[D]. 高飞.浙江大学 2010
[5]基于脚型三维形貌的自动化鞋楦定制关键技术研究[D]. 史辉.清华大学 2009
[6]流形三角网格的表面重采样及其应用[D]. 付妍.北京大学 2008
[7]点模型数字几何处理若干技术研究[D]. 王仁芳.浙江大学 2007
[8]数字几何处理的若干问题研究[D]. 毛志红.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]轮廓法三维形貌测量研究[D]. 黎培培.山东大学 2015
[2]基于多深度相机标定的点云数据模型重构[D]. 鲁栋栋.杭州电子科技大学 2015
[3]基于线结构光扫描的脚型重构测量研究[D]. 袁振宇.安徽大学 2014
[4]双边滤波去噪方法及其应用研究[D]. 张海荣.合肥工业大学 2014
[5]足部三维复合模型的有限元分析及其应用[D]. 张晴晴.合肥工业大学 2014
[6]深度与彩色相机的联合标定及其在增强现实中的应用[D]. 琚旋.浙江大学 2014
[7]基于Kinect深度传感器的三维重建技术应用研究[D]. 叶日藏.华南理工大学 2013
[8]足部三维重构的关键技术研究[D]. 田苗苗.中北大学 2013
[9]三维重建中的相机标定方法研究[D]. 冯焕飞.重庆交通大学 2013
[10]基于Kinect深度信息的实时三维重建和滤波算法研究[D]. 陈晓明.上海交通大学 2013
本文编号：3026107
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