一种用于实现三维物体扫描的智能镜子及数字化建模系统的制作方法

1.本实用新型属于三维扫描及重建技术领域，具体涉及一种用于实现三维物体扫描的智能镜子及数字化建模系统。


背景技术：

2.镜子作为人们日常生活的必备家具，其主要功能是利用镜面成像进行服饰整理或者妆容整理等，而随着科技的发展和智能电子设备的进步，现有镜子的功能已经不能满足人们的需求。同时现有的三维人体扫描设备都比较大，更像仪器设备，普遍存在制造成本高昂、不便携带和占地面积大等问题，并且多为商业用途。因此，如何将三维扫描技术与镜子相结合，使得在丰富人们的3d娱乐体验同时，还能降低三维扫描成本并具有方便携带和所需占用空间小的优点，是本领域技术人员亟需研究的课题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种用于实现三维物体扫描的智能镜子及数字化建模系统，用以解决现有镜子功能单一以及现有三维人体扫描设备普遍存在制造成本高昂、不便携和占地面积大的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.第一方面，提供了一种用于实现三维物体扫描的智能镜子，包括有镜体和转台，其中，所述镜体的镜面顶部区域和镜面顶部区域分别嵌设有一部深度相机，所述镜体的内部布置有通信连接所述深度相机的数据处理主板，所述转台在使用时放置在所述镜体的镜面的正前方并通信连接所述数据处理主板，以便在所述深度相机工作时旋转位于转台顶部的载物面。
6.基于上述实用新型内容，提供了一种将三维扫描技术融入镜体的新镜子结构方案，即包括有镜体和转台，其中，所述镜体的镜面顶部区域和镜面顶部区域分别嵌设有一部深度相机，所述镜体的内部布置有通信连接所述深度相机的数据处理主板，所述转台在使用时放置在所述镜体的镜面的正前方并通信连接所述数据处理主板，以便在所述深度相机工作时旋转位于转台顶部的载物面，如此可在旋转位于载物面上的物体时，通过上下两部深度相机来360度扫描得到该物体的深度图像，以便最终处理得到该物体的三维模型，进而不但可增多镜子的功能，丰富人们的3d娱乐体验，还可以降低三维扫描成本并具有方便携带和所需占用空间小的优点，适用于各种商用及家居环境中。
7.在一个可能的设计中，所述镜体的背面、侧面、顶面或底面嵌设有开关机按键，其中，所述开关机按键电连接所述数据处理主板。
8.在一个可能的设计中，所述镜体的两侧机械连接有固定架，其中，所述固定架用于使所述镜体可挂和/或可立。
9.在一个可能的设计中，所述固定架包括有u型立架和u型支架，其中，所述u型立架的u型开口端内套所述镜体并可与所述镜体的侧部滑动连接；
10.当所述u型支架的u型开口端内套并可拆卸连接所述u型立架的顶部时，通过由所述u型支架和所述u型立架组成的侧视近“i”型结构使所述镜体可挂；
11.当所述u型支架的u型开口端内套并可拆卸连接所述u型立架的底部时，通过由所述u型支架和所述u型立架组成的侧视近“l”型结构使所述镜体可立。
12.在一个可能的设计中，所述镜体的内部布置有用于无线通信连接所述转台、用户终端和/或云端服务器的无线通信模块，其中，所述无线通信模块通信连接所述数据处理主板。
13.在一个可能的设计中，所述无线通信模块包括有蓝牙无线通信模块、红外无线通信模块、wifi无线通信模块和4g/5g无线通信模块中的任意一种或它们的任意组合。
14.在一个可能的设计中，所述镜面采用通信连接所述数据处理主板的镜显玻璃屏，所述深度相机采用双目视觉摄像头。
15.在一个可能的设计中，所述转台包括有电机、齿轮、传动机构和所述载物面的转轴，其中，所述电机的受控端通信连接所述数据处理主板的转台控制输出端，所述电机的旋转输出端轴连接所述齿轮，所述齿轮通过所述传动机构传动连接所述转轴。
16.在一个可能的设计中，在所述转台中配置有位于所述载物面正下方的称重传感器，其中，所述称重传感器通信连接所述数据处理主板。
17.第二方面，还提供了一种数字化建模系统，包括有云端建模服务器、用户终端和多个如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的智能镜子，其中，所述云端建模服务器通过互联网络分别通信连接所述智能镜子中的数据处理主板和所述用户终端。
18.上述方案的有益效果：
19.(1)本发明创造性提供了一种将三维扫描技术融入镜体的新镜子结构方案，即包括有镜体和转台，其中，所述镜体的镜面顶部区域和镜面顶部区域分别嵌设有一部深度相机，所述镜体的内部布置有通信连接所述深度相机的数据处理主板，所述转台在使用时放置在所述镜体的镜面的正前方并通信连接所述数据处理主板，以便在所述深度相机工作时旋转位于转台顶部的载物面，如此可在旋转位于载物面上的物体时，通过上下两部深度相机来360度扫描得到该物体的深度图像，以便最终处理得到该物体的三维模型，进而不但可增多镜子的功能，丰富人们的3d娱乐体验，还可以降低三维扫描成本并具有方便携带和所需占用空间小的优点，适用于各种商用及家居环境中；
20.(2)所述智能镜子还能够实现可挂可立、可无线通信、可现场展示和可称重等功能，便于实际应用和推广。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术实施例提供的用于实现三维物体扫描的智能镜子的结构示意图。
23.图2为本技术实施例提供的在智能镜子中的电路系统结构示意图。
24.图3为本技术实施例提供的在智能镜子中镜体的站立姿态结构示意图。
25.图4为本技术实施例提供的在智能镜子中镜体的挂立姿态结构示意图。
26.图5为本技术实施例提供的数字化建模系统的结构示意图。
具体实施方式
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本技术实施例作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例描述获得其他的实施例描述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
28.应当理解，尽管本文可能使用术语第一和第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本技术的示例实施例的范围。
29.实施例一
30.如图1～4所示，本实施例提供的且用于实现三维物体扫描的智能镜子，包括但不限于有镜体1和转台2，其中，所述镜体1的镜面顶部区域和镜面顶部区域分别嵌设有一部深度相机11，所述镜体1的内部布置有通信连接所述深度相机11的数据处理主板，所述转台2在使用时放置在所述镜体1的镜面10的正前方并通信连接所述数据处理主板，以便在所述深度相机11工作时旋转位于转台顶部的载物面20。
31.如图1～4所示，在所述智能镜子的具体结构中，所述镜体1除用于实现镜面成像功能外，还用于承载所述深度相机11和所述数据处理主板等电子设备；如图3和4所示，所述镜体1可具体但不限于采用方形面板结构。所述深度相机11用于采集位于所述载物面20上的被扫描物体(例如人体)的360度深度图像(由于所述载物面20在所述深度相机11工作时会旋转，使得所述被扫描物体也会随之旋转一圈)，并将采集结果传送至所述数据处理主板，其中，位于所述镜面顶部区域的深度相机11负责采集所述被扫描物体的上半部分深度图像，而位于所述镜面底部区域的深度相机11负责采集所述被扫描物体的下半部分深度图像，以便通过这两部深度相机11得到所述被扫描物体的上下全身深度图像；具体的，所述深度相机11优选采用双目视觉摄像头。所述数据处理主板用于在接收到来自上下两部所述深度相机11的360度深度图像后，基于常规的深度图像处理技术生成所述被扫描物体的三维模型(此3d模型数据是1：1的，具体包含但不限于有诸如胸围、腰围、臀围、腹围、腰臀比和腿围等百余种身体维度数据以及诸如高低肩、驼背和骨盆前倾等多种体姿体态信息，等等)；所述数据处理主板可以具体但不限于采用现有的且基于stm32系列芯片的开发主板实现。所述转台2用于承载并旋转所述被扫描物体，其转速一般设计为匀速，并为了确保人体能够稳定站在所述载物面20上，一般可每30秒左右转一圈。此外，为了实现通过分离所述镜体1和所述转台2来方便收纳搬运的目的，所述转台2可基于无线通信技术通信连接所述数据处理主板，以及为了实现所述镜体1和所述转台2的上电工作，还可在对应的内部配置有常规的电源模块。
32.由此通过前述硬件结构设计及工作原理描述，提供了一种将三维扫描技术融入镜体的新镜子结构方案，即包括有镜体和转台，其中，所述镜体的镜面顶部区域和镜面顶部区
域分别嵌设有一部深度相机，所述镜体的内部布置有通信连接所述深度相机的数据处理主板，所述转台在使用时放置在所述镜体的镜面的正前方并通信连接所述数据处理主板，以便在所述深度相机工作时旋转位于转台顶部的载物面，如此可在旋转位于载物面上的物体时，通过上下两部深度相机来360度扫描得到该物体的深度图像，以便最终处理得到该物体的三维模型(即实现三维物体表面轮廓的非接触自动测量)，进而不但可增多镜子的功能，丰富人们的3d娱乐体验(即30秒完成人体扫描，15秒输出人体所有维度数据及1:1的3d模型，记录追踪测量者身体维度变化及体姿体态异常，核心数据误差1cm，实现管理家庭成员的体态健康的目的，以及还可以实现3d立体打印等娱乐功能)，还可以降低三维扫描成本并具有方便携带(由于只有两个部件：镜体和转台)和所需占用空间小(镜体和转台在使用时的实际占用面积不到1平米)的优点，便于实际应用和推广。
33.优选的，所述镜体1的背面、侧面、顶面或底面嵌设有开关机按键12，其中，所述开关机按键12电连接所述数据处理主板。所述开关机按键12用于方便用户对所述数据处理主板进行开机/关机控制，以便所述数据处理主板在开机后能够接收来自外部的扫描启动指令(例如来自用户手机的应用程序app或微信小程序)，并基于该扫描启动指令通知所述深度相机11和所述转台2工作。如图3所示，所述开关机按键12举例布置在所述镜体1的侧面。
34.优选的，所述镜体1的两侧机械连接有固定架13，其中，所述固定架13用于使所述镜体1可挂和/或可立。如图3和4所示，具体的，所述固定架13包括但不限于有u型立架131和u型支架132，其中，所述u型立架131的u型开口端内套所述镜体1并可与所述镜体1的侧部滑动连接；当所述u型支架132的u型开口端内套并可拆卸连接所述u型立架131的顶部时，通过由所述u型支架132和所述u型立架131组成的侧视近“i”型结构使所述镜体1可挂；当所述u型支架132的u型开口端内套并可拆卸连接所述u型立架131的底部时，通过由所述u型支架132和所述u型立架131组成的侧视近“l”型结构使所述镜体1可立。如图4所示，可利用所述u型支架132的且呈倒置状态的u型底部形成一个挂钩，以便实现镜体挂立目的，以及如图3所示，还可以实现常规的镜体站立目的。
35.优选的，所述镜体1的内部布置有用于无线通信连接所述转台2、用户终端和/或云端服务器的无线通信模块，其中，所述无线通信模块通信连接所述数据处理主板。如图2所示，通过所述无线通信模块的配置，可以实现将旋转启动指令等无线传送至所述转台2的目的，以便在所述深度相机11工作时启动旋转所述载物面20；以及还可以无线接收来自所述用户终端的扫描启动指令并将扫描结果反馈给所述用户终端，以便进行输出展示；以及还可以将所述扫描结果传送至所述云端服务器，以便进行存储或进一步的建模处理等。此外，所述无线通信模块包括但不限于有蓝牙无线通信模块、红外无线通信模块、wifi无线通信模块和4g/5g无线通信模块等中的任意一种或它们的任意组合。
36.优选的，所述镜面10采用通信连接所述数据处理主板的镜显玻璃屏。如此通过所述镜显玻璃屏的配置，还可以在得到三维模型或身体维度数据等后进行现场的输出展示，进一步增多镜子功能，提升用户体验。
37.优选的，所述转台2包括但不限于有电机、齿轮、传动机构和所述载物面20的转轴，其中，所述电机的受控端通信连接所述数据处理主板的转台控制输出端，所述电机的旋转输出端轴连接所述齿轮，所述齿轮通过所述传动机构传动连接所述转轴。如图2所示，通过前述转台2的具体结构设计，可以实现旋转所述载物面20的目的。此外，所述电机可配置有
用于与所述无线通信模块通信的另一无线通信模块(图2中未示出)，以便使所述电机的受控端(其通信连接所述另一无线通信模块)能够无线通信连接所述数据处理主板的转台控制输出端(其通信连接所述无线通信模块)。
38.优选的，在所述转台2中配置有位于所述载物面20正下方的称重传感器，其中，所述称重传感器通信连接所述数据处理主板。如此可以实现对所述被扫描物体进行称重的目的，并将称重结果反馈给所述数据处理主板，以便进行数据展示或进一步处理。此外，同样的，所述称重传感器可通过无线通信技术通信连接所述数据处理主板。
39.综上，采用本实施例所提供的且用于实现三维物体扫描的智能镜子，具有如下技术效果：
40.(1)本实施例提供了一种将三维扫描技术融入镜体的新镜子结构方案，即包括有镜体和转台，其中，所述镜体的镜面顶部区域和镜面顶部区域分别嵌设有一部深度相机，所述镜体的内部布置有通信连接所述深度相机的数据处理主板，所述转台在使用时放置在所述镜体的镜面的正前方并通信连接所述数据处理主板，以便在所述深度相机工作时旋转位于转台顶部的载物面，如此可在旋转位于载物面上的物体时，通过上下两部深度相机来360度扫描得到该物体的深度图像，以便最终处理得到该物体的三维模型，进而不但可增多镜子的功能，丰富人们的3d娱乐体验，还可以降低三维扫描成本并具有方便携带和所需占用空间小的优点，适用于各种商用及家居环境中；
41.(2)所述智能镜子还能够实现可挂可立、可无线通信、可现场展示和可称重等功能，便于实际应用和推广。
42.实施例二
43.如图5所示，本实施例在实施例一的技术方案基础上，还提供了一种具体应用实施例一所述智能镜子的数字化建模系统，即包括但不限于有云端建模服务器200、用户终端300和多个如实施例一所述的智能镜子，其中，所述云端建模服务器200通过互联网络分别通信连接所述智能镜子中的数据处理主板和所述用户终端300。所述云端建模服务器200用于在接收到来自所述数据处理主板的三维模型后，基于现有建模技术来完成3d人物模型及人物纹理与贴图的3d化数据处理，并自动对数字化人体进行骨骼创建与蒙皮，最后将建模结果传送至所述用户终端300进行输出展示。
44.本实施例的具体工作原理、技术细节及技术效果，可参见前述实施例一推导得到，于此不再赘述。
45.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于实现三维物体扫描的智能镜子，其特征在于，包括有镜体(1)和转台(2)，其中，所述镜体(1)的镜面顶部区域和镜面低部区域分别嵌设有一部深度相机(11)，所述镜体(1)的内部布置有通信连接所述深度相机(11)的数据处理主板，所述转台(2)在使用时放置在所述镜体(1)的镜面(10)的正前方并通信连接所述数据处理主板，以便在所述深度相机(11)工作时旋转位于转台顶部的载物面(20)；所述镜面(10)采用通信连接所述数据处理主板的镜显玻璃屏。2.根据权利要求1所述的智能镜子，其特征在于，所述镜体(1)的背面、侧面、顶面或底面嵌设有开关机按键(12)，其中，所述开关机按键(12)电连接所述数据处理主板。3.根据权利要求1所述的智能镜子，其特征在于，所述镜体(1)的两侧机械连接有固定架(13)，其中，所述固定架(13)用于使所述镜体(1)可挂和/或可立。4.根据权利要求3所述的智能镜子，其特征在于，所述固定架(13)包括有u型立架(131)和u型支架(132)，其中，所述u型立架(131)的u型开口端内套所述镜体(1)并可与所述镜体(1)的侧部滑动连接；当所述u型支架(132)的u型开口端内套并可拆卸连接所述u型立架(131)的顶部时，通过由所述u型支架(132)和所述u型立架(131)组成的侧视近“i”型结构使所述镜体(1)可挂；当所述u型支架(132)的u型开口端内套并可拆卸连接所述u型立架(131)的底部时，通过由所述u型支架(132)和所述u型立架(131)组成的侧视近“l”型结构使所述镜体(1)可立。5.根据权利要求1所述的智能镜子，其特征在于，所述镜体(1)的内部布置有用于无线通信连接所述转台(2)、用户终端和/或云端服务器的无线通信模块，其中，所述无线通信模块通信连接所述数据处理主板。6.根据权利要求5所述的智能镜子，其特征在于，所述无线通信模块包括有蓝牙无线通信模块、红外无线通信模块、wifi无线通信模块和4g/5g无线通信模块中的任意一种或它们的任意组合。7.根据权利要求1所述的智能镜子，其特征在于，所述深度相机(11)采用双目视觉摄像头。8.根据权利要求1所述的智能镜子，其特征在于，所述转台(2)包括有电机、齿轮、传动机构和所述载物面(20)的转轴，其中，所述电机的受控端通信连接所述数据处理主板的转台控制输出端，所述电机的旋转输出端轴连接所述齿轮，所述齿轮通过所述传动机构传动连接所述转轴。9.根据权利要求1所述的智能镜子，其特征在于，在所述转台(2)中配置有位于所述载物面(20)正下方的称重传感器，其中，所述称重传感器通信连接所述数据处理主板。10.一种数字化建模系统，其特征在于，包括有云端建模服务器(200)、用户终端(300)和如权利要求1～9任意一项所述的智能镜子，其中，所述云端建模服务器(200)通过互联网络分别通信连接所述智能镜子中的数据处理主板和所述用户终端(300)。

技术总结
本实用新型公开了一种用于实现三维物体扫描的智能镜子及数字化建模系统，涉及三维扫描及重建技术领域。所述镜子包括有镜体和转台，其中，所述镜体的镜面顶部区域和镜面顶部区域分别嵌设有一部深度相机，所述镜体的内部布置有通信连接所述深度相机的数据处理主板，所述转台在使用时放置在所述镜体的镜面的正前方并通信连接所述数据处理主板，以便在所述深度相机工作时旋转位于转台顶部的载物面，如此可在旋转位于载物面上的物体时，通过上下两部深度相机来360度扫描得到该物体的深度图像，以便最终处理得到该物体的三维模型，进而不但可丰富人们的3D娱乐体验，还可降低三维扫描成本并具有方便携带和所需占用空间小的优点，适用于各种环境中。适用于各种环境中。适用于各种环境中。


技术研发人员：林琳
受保护的技术使用者：上海数圃信息科技有限公司
技术研发日：2023.01.12
技术公布日：2023/8/26