人體三圍測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人體三圍測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法，尤其是一種采用凸多邊形逼近人體三圍曲線的人體三圍測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法，屬于保健設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的人體三圍一般采用接觸式測(cè)量，比如:通過(guò)軟尺手動(dòng)測(cè)量人體的三圍，但在實(shí)際操作中，由于性別的不同，尤其對(duì)于女性被測(cè)者來(lái)說(shuō)，三圍的測(cè)量會(huì)比較敏感，感覺(jué)不方便；另外，人工測(cè)量的準(zhǔn)確性也不高，手工操作麻煩，且測(cè)量數(shù)據(jù)錄入需抄錄等缺點(diǎn)。
[0003]在世界范圍內(nèi)研發(fā)的人體三圍測(cè)試儀是采用CO)(Charge-coupled Device,中文名稱:電荷耦合元件)半導(dǎo)體圖像傳感器，通過(guò)植入微小光敏物質(zhì)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)外部采樣放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)，再通過(guò)軟件處理從而呈現(xiàn)出人體的三圍尺寸圖示。現(xiàn)有的CCD技術(shù)研發(fā)及生產(chǎn)成本高、操作復(fù)雜、專業(yè)性更強(qiáng)、通常面向一些大型服裝企業(yè)，使用范圍窄不普及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種人體三圍測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法，根據(jù)人體三圍曲線的特性，構(gòu)造一個(gè)凸多邊形，并用凸多邊形逼近的計(jì)算方法，由步進(jìn)電機(jī)控制升降和轉(zhuǎn)動(dòng)紅外線裝置，通過(guò)紅外線采集數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)量人體三圍；節(jié)約成本，占地空間??；非接觸式測(cè)量，操作簡(jiǎn)單方便；誤差控制在2% _3%，測(cè)量精度高。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種人體三圍測(cè)量?jī)x，包括工控機(jī)和測(cè)試部，所述的測(cè)試部由底座和設(shè)置在底座上的門框組成，所述門框的兩側(cè)分別設(shè)有掃描部，每一側(cè)的掃描部分別包括彼此對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)紅外線發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)，所述掃描部與升降步進(jìn)電機(jī)相連并在其驅(qū)動(dòng)下沿所述門框上、下運(yùn)動(dòng)；所述底座上設(shè)有底盤，所述門框和底盤能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)；所述測(cè)試部?jī)?nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)分別與所述掃描部和所述升降步進(jìn)電機(jī)相連；所述測(cè)試部與工控機(jī)之間進(jìn)行通訊鏈接。
[0007]為了達(dá)到所述門框和底盤能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)的目的，所述門框與旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)相連并在其驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于所述底盤旋轉(zhuǎn)；或者，所述底盤與旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)相連并在其驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于所述門框旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)與所述控制系統(tǒng)相連并接受其控制。
[0008]具體來(lái)說(shuō)，所述控制系統(tǒng)具體包括主控制模塊、紅外線發(fā)射控制模塊和紅外線接收控制模塊、旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)控制模塊和升降電機(jī)控制模塊；所述主控制模塊控制通過(guò)紅外線發(fā)射控制模塊和紅外線接收控制模塊控制所述掃描部的紅外線發(fā)射和接收；所述主控制模塊控制通過(guò)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)控制模塊控制所述門框和底盤之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)；所述主控制模塊控制通過(guò)升降電機(jī)控制模塊控制所述掃描部沿所述門框上、下運(yùn)動(dòng)。
[0009]更進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)還包括無(wú)線通訊模塊，所述工控機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置有無(wú)線通訊模塊，所述主控制模塊通過(guò)所述無(wú)線通訊模塊與工控機(jī)之間進(jìn)行通訊鏈接，所述工控機(jī)通過(guò)無(wú)線通訊模塊，控制主控制模塊發(fā)送命令、接收測(cè)試數(shù)據(jù)、進(jìn)行計(jì)算處理并顯示輸出。
[0010]為了保證測(cè)量精度，所述掃描部上多個(gè)紅外線發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)為間隔設(shè)置的，設(shè)置間隔為0.lcm_2cm,優(yōu)選為0.4cm。
[0011]本發(fā)明還提供一種上述的人體三圍測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法，該方法包括:步驟100 ??被測(cè)者站立在所述底盤上，所述掃描部在門框上的高度與被測(cè)者的待測(cè)位置相對(duì)應(yīng)，門框與底盤之間的相對(duì)位置位于測(cè)量起始點(diǎn)；所述被測(cè)者的待測(cè)位置包括胸部、腰部和臀部；
[0012]步驟200:所述工控機(jī)發(fā)送啟動(dòng)命令，在所述旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，所述門框和底盤發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到第一測(cè)量點(diǎn)，得到被測(cè)者在當(dāng)前位置遮擋范圍兩端最遠(yuǎn)點(diǎn)之間的第一距離的方向并記錄；
[0013]步驟300:在所述旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，所述門框和底盤之間繼續(xù)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到第二測(cè)量點(diǎn)，得到被測(cè)者在當(dāng)前位置遮擋范圍兩端最遠(yuǎn)點(diǎn)之間的第二距離的方向并記錄;
[0014]步驟400:在所述旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，所述門框和底盤之間進(jìn)一步相對(duì)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到第N測(cè)量點(diǎn)，得到被測(cè)者在當(dāng)前位置遮擋范圍兩端最遠(yuǎn)點(diǎn)之間的第N距離的方向并記錄;
[0015]步驟500:在所述第一距離、第二距離直至第N距離中的每一距離的兩端設(shè)置與該距離所在方向相互垂直的兩條平行線，所有平行線或其延長(zhǎng)線彼此相交，包絡(luò)形成一閉合線.
[0016]步驟600:以所述閉合線為基礎(chǔ)，逼近計(jì)算其周長(zhǎng)；
[0017]在所述步驟200至步驟400中，每次所述門框和底盤發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)的角度相同；
[0018]步驟700:所述工控機(jī)接收測(cè)試部的測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算處理并顯示輸出。
[0019]為了準(zhǔn)確測(cè)量位于人體不同高度上的圍度，如:胸圍、腰圍和臀圍等，該方法還包括如下步驟:
[0020]步驟800:升降步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述掃描部沿所述門框向上或向下運(yùn)動(dòng)一段距離后，與被測(cè)者的另一個(gè)待測(cè)位置相對(duì)應(yīng)，重復(fù)步驟100至步驟700。
[0021 ] 根據(jù)需要，所述步驟100之前，在所述控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)N的數(shù)量；通常情況下，所述N 為 4、8 或 16。
[0022]具體來(lái)說(shuō)，所述步驟600具體包括，當(dāng)所述閉合線為凹多邊形時(shí)，首先將其凹陷部分視為直線，并將剩余部分與所述直線合并成凸多邊形后，再通過(guò)凸多邊形測(cè)量法逼近計(jì)算其周長(zhǎng)。
[0023]所述的凸多邊形測(cè)量法具體包括:
[0024]對(duì)于p條邊的凸多邊形，p = 2n，n>2，相鄰兩邊的夾角相等，記為Θ，多個(gè)Θ角的和為 360°，Θ = 360° /ρ ；
[0025]凸多邊形的邊依次為Α1,Α2,......,Αρ,對(duì)于任意一條邊Ai (i = 1,......，p)，順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)p/2條邊，記該邊為Ax ;Ai邊與Αχ邊的夾角為p/2X 360° /p = 180°，即:Ai邊和Ax邊平行，對(duì)于任何一條邊，都有另外一條邊與之平行，也即該凸多邊形有p/2對(duì)平行邊，每對(duì)平行邊之間的距離為di(i = 1,2,......，t ；t = p/2)；
[0026]凸多邊形的周長(zhǎng)Cp的計(jì)算公式為:
[0027]Cp = 2 X (dl+d2+......+dt) / (1+2 (cos ( θ X 1) +......+cos ( Θ Xm))),其中 t = p/2 ;m = p/4_l。
[0028]在本發(fā)明不同的實(shí)施例中，具體包括:
[0029]當(dāng)P = 8 時(shí)，凸多邊形的周長(zhǎng)C8 = 2X (dl+d2+d3+d4)/(l+2cos Θ )，其中 Θ =45。；
[0030]當(dāng)ρ = 16 時(shí)，凸多邊形的周長(zhǎng) C16 = 2X (dl+d2+d3+d4+d5+d6+d7+d8)/(l+2cos Θ+2cos2 Θ+2cos3 Θ )，其中 θ =22.5。；
[0031]當(dāng)Ρ = 32 時(shí)，凸多邊形的周長(zhǎng) C32 = 2X (dl+d2+......+dl6)/(l+2cos Θ +2cos2 θ
+2cos3 θ+2cos4 θ+2cos5 θ+2cos6 θ+2cos7 θ )，其中 θ =11.25。。
[0032]綜上所述，本發(fā)明根據(jù)人體三圍曲線的特性，構(gòu)造一個(gè)凸多邊形，并用凸多邊形逼近的計(jì)算方法，由步進(jìn)電機(jī)控制升降和轉(zhuǎn)動(dòng)紅外線裝置，通過(guò)紅外線采集數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)量人體三圍；與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:首先，節(jié)約成本，占地空間小，適用于更多的場(chǎng)合；其次，本發(fā)明采用非接觸式測(cè)量，免去了人工測(cè)試的不便；另外，該人體三圍測(cè)量?jī)x操作簡(jiǎn)單明了，被測(cè)者只需站在測(cè)試位置，通過(guò)點(diǎn)擊上下移動(dòng)及測(cè)試按鈕，就可完整測(cè)試；最后，本發(fā)明的儀器精度高，完全滿足人體三圍測(cè)量的精度，現(xiàn)有CCD技術(shù)測(cè)量誤差為5%，而本發(fā)明的測(cè)量誤差盡為2-3%。
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本發(fā)明人體三圍測(cè)量?jī)x的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明閉合曲線示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一的凸多邊形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]圖1為本發(fā)明人體三圍測(cè)量?jī)x的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供一種人體三圍測(cè)量?jī)x，包括工控機(jī)600和測(cè)試部，所述的測(cè)試部由底座100和設(shè)置在底座100上的門框200組成，所述門框200的兩側(cè)分別設(shè)有掃描部300，每一側(cè)的掃描部300上分別設(shè)置有多個(gè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的紅外線發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)，形成紅外線裝置。為了保證測(cè)量精度，所述掃描部上多個(gè)紅外線發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)為間隔設(shè)置的，設(shè)置間隔為0.lcm-2cm，根據(jù)需要，其間隔優(yōu)選為0.4cm。所述掃描部300與升降步進(jìn)電機(jī)(圖中未示出)相連并在其驅(qū)動(dòng)下沿所述門框200上下運(yùn)動(dòng)。所述底座100上設(shè)有底盤400，所述門框200和底盤400能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)。為了達(dá)到兩者能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)的目的，所述門框200與旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(圖中未示出)相連并在其驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于所述底盤400旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，也可以是所述底盤與旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)相連并在其驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于所述門框旋轉(zhuǎn)。所述測(cè)試部?jī)?nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)500，所述控制系統(tǒng)分別與所述掃描部、升降步進(jìn)電機(jī)和