Головне, щоб черевик сидів. Як 3D-технології допомагають підібрати взуття по нозі



Можна застосувати технологію Intel RealSense для… примірки взуття? «Чому б і ні», — вирішили в компанії Volumental, — «адже нога — це такий же тривимірний об'єкт, як і інші і тому може бути 3D-сосканирован». І, уявляєте, застосували, домігшись при цьому відмінної точності — до 2 мм! Цей цікавий приклад показує, наскільки широкі можливості застосування RealSense і скільки неиспробованных можливостей чекають своєї години і своїх дослідників.

Якщо ви хоч раз купували дитяче взуття, то знаєте, що підібрати взуття потрібного розміру вельми непросто. Дитина росте, і куплене взуття досить швидко стає мала. Крім того, не так просто і умовити дитину просто посидіти на місці, щоб приміряти кілька пар взуття. Після цього ще потрібно зрозуміти, наскільки точно і правдиво дитина відповів, впору йому нові кросівки, особливо якщо на них зображений персонаж улюбленого мультфільму.
А що, якщо б вдалося швидко і точно вимірювати ноги вашої дитини перед приміркою взуття, щоб вибирати вже серед пар в точності відповідного розміру?

Volumental та технологія Intel RealSense
Компанія Volumental планує реалізувати такий підхід за допомогою технології Intel RealSense. Тривимірне сканування для точного визначення розмірів тіла буде застосовуватися не тільки для вимірювання ніг і покупки взуття. Керолайн Уэйлрад (Caroline Walerud), керівник компанії Volumental, говорить: «Ми вважаємо, що вся одяг і взуття повинна виготовлятися за міркою, за точним розмірам кожної людини». Фахівці Volumental вважають, що тривимірне сканування частин тіла дозволить ширше використовувати можливості індивідуальної підгонки різної продукції, причому не тільки взуття і одягу, але і медичних пристроїв. А тепер, завдяки технології Intel RealSense, ці можливості доступні для масового ринку.

Volumental — молода компанія, що працює в області тривимірного сканування людського тіла. Компанія була утворена на базі дослідницького проекту комп'ютерного зору, організованого в Королівському технологічному інституті Стокгольма. Коли корпорація Intel оголосила про випуск обладнання та програмного забезпечення Intel® RealSenseTM, фахівці Volumental відразу ж звернули увагу на цю технологію і вирішили використовувати її в якості основи для програм тривимірного моделювання і візуалізації. Втім, для переходу від загального задуму до наявного проекту потрібно вирішити чимало завдань.

Корпорація Intel випустила спрямовану на користувача камеру Intel RealSense F200, яку вбудовують в Ultrabook, трансформери та моноблоки, а компанія Volumental написала код для вимірювання та створення тривимірних моделей ніг, спочатку для дітей (оскільки примірка дитячого взуття — більш складне завдання), а потім для дорослих. Фахівці Volumental провели тестування з користувачами, щоб зрозуміти, як покупці будуть «природним чином» пробувати виміряти свої ноги з допомогою планшета або ноутбука. Користувачі інтуїтивно прагнули керувати пристроєм навколо своїх ніг для сканування (рис. 1) замість того, щоб просто поставити пристрій на підлогу.


Малюнок 1. Тестування з користувачами


Малюнок 2. Режим «драбини» і вертикальне положення з екраном, розгорнутим назовні

Після перегляду навчального відеоролика, в якому пристрій знаходився на підлозі, користувачі погодилися, що так зручніше. З'ясувалося, що найзручніше було, коли ноутбук-трансформер був встановлений в режимі «драбини» або просто з піднятим вертикально екраном, розгорнутим назовні від клавіатури (рис. 2). Важливо, щоб користувачі могли сканувати як босі ноги, так і ноги в шкарпетках, оскільки потрібно було створити продукт, при роботі з якими люди не відчували б незручності, все повинно було бути вкрай просто і інтуїтивно. Додавання інструкцій по правильній установці пристрою для кожної з трьох поз дало можливість отримати гарні результати в домашній обстановці.

У роздрібних магазинах, де у взуттєвих відділах потрібно дати покупцям можливість самообслуговування, але при цьому уникнути крадіжки пристроїв, запропонували використовувати стаціонарні кіоски для сканування ніг, як показано на рис. 3. Схеми на нижній площадці показують покупцеві, як і де стояти.


Малюнок 3. Кіоск для підбору розміру взуття

За допомогою камер глибини і кольоровості Intel RealSense розробники Volumental створили додаток, що робить тривимірні знімки босих ніг або ніг у шкарпетках. Додаток сканує ноги з трьох ракурсів, розпізнає ноги і їх напрям (рис. 4).


Малюнок 4. Три знімки


Малюнок 5. Результати на екрані

Тривимірна камера Intel RealSense надає як кольорове зображення, так і відповідну інформацію про глибину для кожного пікселя. Програмне забезпечення Volumental аналізує дані цих знімків та надає дані довжини, ширини і обхвату підйому стопи, створюючи корисну тривимірну модель ніг користувача. Отримана модель містить тисячі вимірів, її можна використовувати і для рекомендації потрібного розміру готової взуття, і щоб замовляти взуття за індивідуальною міркою.

На рис. 5 показаний приклад тривимірної моделі ніг покупця. Взуттєві магазини можуть надавати кожному покупцеві каталоги взуття тільки відповідного розміру.

Як це працює
З допомогою попередньою бета-версії обладнання і Intel RealSense SDK 2014 компанії Volumental, Intel і PLAE (компанія-виробник дитячого взуття в Сан-Франциско) показали демонстрацію можливостей системи для вимірювання дитячих ніг на форумі Intel Developer Forum в Сан-Франциско в 2014 році. На початку 2015 року Volumental і Intel показали свою останню розробку — вільно стоїть стаціонарний кіоск з комп'ютером і камерою Intel RealSense F200 на рівні ніг. Такі кіоски планується встановлювати в взуттєві відділи деяких роздрібних магазинів в 2015 році.

Програма ShoeSizer поєднує технології комп'ютерного зору і машинного навчання для створення точних тривимірних моделей ніг за лічені секунди. Система працює навіть у випадку, якщо ноги рухаються (не дуже сильно), оскільки застосовуються алгоритми відстеження тривимірної траєкторії і досягається точний результат.

Програмні алгоритми створено на основі машинного навчання, для тренування системи використані великі бази даних ніг, щоб добитися створення точних моделей навіть при недостатньо чіткому зображенні або при відсутності даних. Алгоритми і методики обробки є інтелектуальною власністю компанії Volumental, але фахівці Intel допомогли підвищити продуктивність програми за рахунок многопоточной обробки з допомогою OpenMP*. Готові моделі містять набагато більше інформації про розмір ноги, ніж просто підходящий розмір взуття.

Інші завдання
У системах з сенсорним екраном потрібно використовувати руки, що незручно, якщо система повинна перебувати на рівні ніг. Тим не менш, розробники оцінили по достоїнству і задіяли інші можливості технології Intel RealSense, включаючи можливість використовувати голосові команди. Кіоск приймає голосові команди користувача для запуску сканування.

Також потрібно було врахувати, що існує величезна безліч шкарпеток різного типу, різних кольорів, з різним малюнком і фактурою тканини. Знадобилося дуже ретельне тестування, щоб визначити, що краще всього система працює з білими шкарпетками з бавовняної тканини, але також можна надягати шкарпетки інших кольорів або з малюнком. Найважче піддаються розпізнаванню чорні шкарпетки з щільною текстурою. Код програми Volumental довелося доопрацювати для підтримки більш широкого діапазону зображень. Крім того, важливий навіть колір підлоги і його текстура, оскільки площина підлоги враховується при вимірах. В зв'язку з цим одне з переваг стаціонарного кіоску для вимірювань полягає в тому, що покупець ставить ногу не на підлогу, а на майданчик кіоску, колір і фактура якої заздалегідь відомі розробникам системи.

Не тільки взуття
Керолайн Уэйлрад, керівник компанії Volumental, заявляє: «Це тільки початок для Volumental. Ми збираємося випускати продукцію на основі цієї моделі і освоювати широке комерційне використання. Ми раді скористатися можливістю першими випустити такі рішення на ринок. Ми вважаємо, що зручна запис даних про розмірі ніг — перший крок до зовсім нового підходу до виробництва взуття, яка буде точно відповідати індивідуальним розмірам покупців. В майбутньому принципи виробництва кардинально зміняться: індивідуальні побажання покупців будуть враховуватися в набагато більшою мірою, ніж зараз».

Технологія спочатку розроблялася для роздрібних взуттєвих магазинів, але вона також володіє певними перевагами в таких областях, як протезування та створення медичних пристроїв. За допомогою цієї технології передові компанії, що виробляють взуття, зможуть запропонувати своїм покупцям взуття, ідеально підходить за розміром. В даний час компанія Volumental працює над кількома проектами разом з партнерами по протезуванню та виготовлення взуття на замовлення у доповнення до великих роздрібних взуттєвих магазинах. З новими камерами корпорації Intel ви скоро побачите тривимірні сканери для покупців у всіх магазинах.

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.