ارائه روش اندازه‌گيري ابعاد دست جهت تهيه دستپوش با استفاده از دوربين سنجش عمق

Proposing a method for measuring the hand dimensions to prepare the glove using depth camera

از نقطه نظر علم بيومكانيك بين صدمات اسكلتي عضلات دست و ريسك فاكتورهاي شغلي مختلف، رابطه مستقيم وجود دارد، بنابراين استفاده از يك دستپوش متناسب با دست افراد امري ضروري مي‌باشد. براي تهيه دستپوش متناسب، ابتدا بايد مدل سه بعدي دست تهيه شود. هدف از اين تحقيق به دست آودن مدل سه بعدي دست با استفاده از دوربين سنجش عمق مي‌باشد. در اين راستا شكل سه بعدي دست 60 نمونه زن و مرد حاصل شد. افراد، پشت و روي دست چپ و راست خود را در مقابل دوربين سنجش عمق در يك فاصله ثابت قرار دادند. دوربين مختصات سه‌بعدي دست افراد را به صورت ابر نقاطي با مختصات سه‌بعدي ارائه مي‌دهد. سپس با تركيب داده‌هاي مربوط به پشت و روي دست فرد و با در نظر گرفتن يك نقطه مرجع ثابت، شكل سه‌بعدي دست تهيه ‌گرديد. اندازه‌هاي مربوط به دست از جمله از جمله دور انگشتان، بلندي انگشتان، دور مچ، عرض كف دست، دور كف دست و بلندي دست از شكل سه بعدي دست استخراج گرديد. به منظور بررسي صحت اندازه‌گيري، اندازه‌گيري ابعاد دست توسط روش دستي نيز انجام شد و با اندازه‌هاي به دست آمده از دوربين سنجش عمق مقايسه گرديد. نتايج نشان داد كه اندازه‌هاي ابعاد دست به روش دستي با اندازه هاي استخراج شده از شكل سه بعدي مطابقت خوبي دارد و ميانگين خطاي به دست آمده براي بعد دور و طول به ترتيب برابر با 4.13 و 3.26 درصد مي‌باشد. بنابراين روش اندازه گيري با دوربين سنجش عمق به دليل سرعت و دقت بالا روش مناسبي است كه مي تواند جاگزين روش دستي شود. در نهايت با استفاده از اندازه هاي استخراج شده دو نمونه دستپوش طراحي شد.

From the point of view of biomechanics, there is a direct relationship between skeletal injuries of hand muscles and risk of various occupational factors. Therefore, it is necessary to use a hand fitting glove. To design a fitting glove, 3D hand model should be obtained. The purpose of this paper is to get the 3d hand model by depth camera. In this regard, 3d hand shape of 30 women and men were captured. Volunteers placed their left and right hands on the back and face in front of the depth camera at a fixed distance. Three-dimensional coordinates of the hand were presented as cloud points. Then, 3D hand shape was prepared by combining data on the back and face of the individual hand and considering a fixed reference point. Dimension hands such as finger circumference, finger length, wrist circumference, palm width, palm circumference, and hand height were extracted from the 3D shape of the hand. In order to investigate the accuracy of the measurement, the dimensions of the hand were measured by manual method and compared with the dimensions obtained from the depth camera. The result showed that the hand dimensions by manual method are in good agreement with the dimensions extracted from the 3D hand shape. The average error obtained for the circumference and length is 4.13 and 3.26 percent, respectively. Therefore, the method of measuring with a depth camera is a suitable method that can replace with the manual method due to its high speed and accuracy. Finally, two gloves were designed using the extracted dimensions.