面向無線體域網(wǎng)的數(shù)字化3D人體模型及其簡化.pdf

1、近年來，隨著傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，以人體為中心，由各種用于監(jiān)測人體生理指標(biāo)信號的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線體域網(wǎng)（Wireless Body Area Network,WBAN）成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。無線體域網(wǎng)作為一種新的無線通信網(wǎng)絡(luò)，具有與其它無線通信網(wǎng)絡(luò)不同的特點(diǎn)和要求。其微型性和實(shí)用性使得它在醫(yī)療診斷、健康監(jiān)護(hù)和消費(fèi)電子等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前對無線體域網(wǎng)的研究還處于起步階段，離技術(shù)成熟和廣泛應(yīng)用還有很大一段距離，面臨的挑

2、戰(zhàn)還很多，還有很多關(guān)鍵性的技術(shù)問題有待進(jìn)一步的研究和解決。
　　無線體域網(wǎng)是架設(shè)在人體身上的無線通信網(wǎng)絡(luò)，人體作為組建網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)的主要承載體，是無線體域網(wǎng)的研究工作中必不可少的一部分。由于利用真實(shí)的物理人體體模進(jìn)行相應(yīng)的研究實(shí)驗(yàn)缺乏一定的安全性，而且成本高、效率低，這就需要一種能夠取代真實(shí)的物理人體體模在無線體域網(wǎng)中的角色的東西——數(shù)字化3D人體模型。數(shù)字化3D人體模型也稱為計(jì)算機(jī)人，它是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)虛擬出來

3、的能夠反應(yīng)出人體三維形貌特征的3D模型。這種3D人體模型能夠在計(jì)算機(jī)中存儲和可視化，并且能夠任意調(diào)節(jié)和控制，相比于真實(shí)的物理人體體模，它更加安全、方便和靈活。因此它可以用來進(jìn)行無線體域網(wǎng)的各種實(shí)驗(yàn)仿真，極大地方便了無線體域網(wǎng)的研究，在某種程度上促進(jìn)了無線體域網(wǎng)的發(fā)展。
　　本文首先通過3D激光掃描儀對人體進(jìn)行掃描測量，獲取人體的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，接著對其做一些簡單的預(yù)處理，包括踢除孤立點(diǎn)、濾波去噪等操作。然后利用這些經(jīng)過處理后的人體三

4、維點(diǎn)云數(shù)據(jù)用Delaunay三角剖分的方法重構(gòu)出三角網(wǎng)格化的數(shù)字化3D人體模型。然而，由于3D激光掃描儀的精度很高，使得獲取的人體三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)非常大，不易直接對其進(jìn)行處理和重構(gòu)，因此就需要對這些人體三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化處理。考慮到在利用3D激光掃描儀對人體進(jìn)行掃描測量的時(shí)候，采集人體表面的特征點(diǎn)非常密集，就會導(dǎo)致得到的這些人體三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間或多或少的包含一些重復(fù)的特征信息，即這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間會有一定的相關(guān)性。而主元分析（Princip