利用紅外測距傳感器實現3D掃描功能的方案

2021-01-10 阿旭的世界

上周末的時候,有一個朋友到我們公司參觀,順便跟我們交流了一下他最近的一個小想法,他想做一個類似於現在在一些商場裡放置的概念型的人體三維掃描設備,代替過去的量體裁衣功能,為用戶提供在線的一對一服裝推薦和定製服務,這個想法很有挑戰性,因為他提到了幾個必須要解決的問題,一是不可以採用攝像頭,因為成本太高不利於推廣,二是搭建的場景需要可拆卸,便於不同的場合環境搭建,做到這兩點確實需要仔細設計一下方案。

最初的時候,關於測量精度方面他的想法是可以精確到mm級別,所以想採用雷射測距的方案,我對此進行了駁斥,很顯然對於這樣的場景需要用到很多的傳感器來掃描人體,如果採用雷射的方式首先單價很高,並且需要根據不同的位置來設計光學迴路,並且如果要達到比較高的精度,需要在人的衣服上面增加反光片,這在實際的操作中會給用戶帶來不便,影響客戶體驗,所以這樣的方案是不可行的。

接下來我們一起討論了剩餘的兩種可行的方案,一是超聲波測距,二是紅外測距,以我對於這兩種測距方案的了解前者更適合遠距離的物體感知和測量,後者適合近距離的測量,根據現在的使用場景,被測對象一般會進入到試衣間,然後通過設備掃描獲得人體三維模型,之後經過算法修正得到與之匹配的衣服尺寸。換衣間的四周相對於被測對象的距離大致在20-40cm左右,這樣採用紅外掃描的方案是比較適合的。

確定了測量方案,我們來看一下如何實施,首先為了確保成本和安裝的問題,我們只需要在試衣間的四周安裝一段可以上下移動的紅外測距傳感器圓環,傳感器按照呼啦圈的排布方式被裝配到這個圓環上面,整個圓環可以被電機帶動沿用戶站立方向上下移動這樣很類似與CT的掃描方式,將每一段的掃描結果通過無線(WiFi,4G,ble)或者有線方式傳輸到主機端,主機將數據擬合成最終的3D模型,這樣就完成了測量階段的全部功能,而後續做量體裁衣和衣服推薦屬於運營功能,這裡就不再多說了。

當然這個方案本身需要解決的技術細節問題也比較多,對於光學測據的方案本身受到反射面的影響是比較大的,紅外的方式也不例外,只不過相比於雷射的方式它的成本優勢比較明顯而已,這樣我們就可以考慮一些讓步的情況,比如說我們可以在一些定製的場合推薦用戶穿上特定顏色的測試衣來進行精確測量,而對於不同的衣物推薦客戶,就可以適當的放大誤差精度指標來滿足不同客戶的需求,目前這個方案還在完善中,我們也在考慮成本更低廉的方案,目前也有一些思路,相信後面的方案會更加完善。

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