人体头部尺寸自动测量系统的设计与实现

123456aa · 发表于 2022-4-29 14:25:47

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人体测量学是人机工程学的一个重要分支领域，通过测量人体各部位的尺寸来确定个体之间以及群体之间在人体尺寸上的差异，用以研究人的形态特征，从而为工业产品造型设计和人机环境系统工程设计提供人体测量数据。传统的手工测量方法测量时间较长、获取的尺寸数据的精度会受到测量者主观经验影响，不利于大规模头部测量数据库尺寸数据的采集，因此亟待开发一个头部尺寸自动测量软件系统。本文以头部测量数据库的大规模数据采集为驱动，以飞行员头面部器具设计需要的头面部尺寸为背景，首先提出了一个通用的头部尺寸测量系统的测量框架，然后研究了头部尺寸测量框架各阶段所需的关键技术和算法，最后实现了一个完整的人体头部尺寸自动测量软件系统。本文所做的工作主要包括以下几个方面：(1) 研究了头部尺寸自动测量系统的数据预处理技术人体头部尺寸自动测量系统的数据预处理包括拓扑信息重建、网格去噪和建立标准头部测量坐标系三个部分。在进行拓扑信息重建时，本文设计了一种网格数据结构存储网格中顶点与顶点、顶点与边、顶点与面以及边与面的拓扑信息；通过引入辅助的顶点查找表和辅助的边查找表来加快了冗余顶点和冗余边的查找速度，从而提高了拓扑重建算法的效率。在建立标准头部测量坐标系时，采用交互式定位法确定法兰克福平面，然后基于该平面建立标准测量坐标系。(2) 设计了一种基于几何特征的测点识别方法通过分析人体头部测点的几何特征，本文在测点识别时首先将头部测点划分为三类—最值点、局部极值点以及一般测点，然后对这三类测点分别采用最值法、基于Sobel算子和曲率的轮廓分析法以及人体头面部比例方法来进行识别。(3) 设计并实现了一个完整的头部尺寸测量软件系统设计了一个基于XML文件的自动测量框架，将头部尺寸测量框架各阶段的关键技术和方法应用于头部尺寸自动测量软件系统的实现中，验证了软件系统功能上的正确性和测点识别算法的有效性。

人体头部尺寸自动测量系统的设计与实现

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