[發明專利]一種腳型參數測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201110373179.1
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102525034A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 周旭;王俊青;程濤軍;孫怡寧;李文;占禮奎;馬祖長;楊先軍;姚志明;何江南
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: A43D1/02
• 分類號: A43D1/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及人體特征識別領域，具體為一種腳型參數測量裝置及測量方法。

背景技術

人體測量學是一門用測量方法研究人的體質特征的科學。它的方法和數據可用于評價兒童至成人的發育及體質。它的資料是制定鞋帽、服裝等規格及標準的依據。人類學和民族學工作者?,則利用人體測量資料來研究各民族之間的親緣關系和民族起源問題。

行走（包括站、跑）是最常見的人體運動現象，是運動生物學的重要研究內容。與人的行動密不可分的就是腳型測量與選鞋制鞋。足部測量是人體測量的一部分，足部測量的準確性具有重要作用。

要制造出合適人腳型的鞋子，首先要測量人的腳型。傳統的制鞋業中往往采用人工接觸式測量法來進行測量腳的結構參數，這種測量方法勞動強度比較大，效率比較低。在此條件下，想達到個性化制鞋的目的，測量人員需要對人體足部的足長、足寬、足踝、足弓等多處對制鞋有影響的特征位置進行測量。很明顯的是，手工的選取位置和測量，這種大量的重復性的勞動，出現的錯誤會很多，計算的精度也非常有限。同時，在此條件下，即使對足部的特征位置的數據進行分析和處理，也很難實現完整的足部模型和詳細數據。

而國外興起的非接觸式腳型測量儀——特別是三維腳型測量儀雖然測量效率和精度都比較高，但是價格非常高昂，相關的操作也較為復雜，不利于在生產生活大規模的推廣。最為理想的結果即是，在成本較為低廉的情況下，又能實現足部特征提取和腳型三維重建及測量功能。

發明內容

本發明目的是提供一種腳型參數測量裝置及測量方法，以實現低成本條件下提供完整的足部特征位置、數據信息以及三維重構。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種腳型參數測量裝置，由封裝箱體、計算機，以及分別嵌入封裝箱體中的足底掃描測試平臺、三個攝像頭、兩個帶有光柵的點光源及計算分析軟件組成。其中兩個帶有光柵的點光源分別位于封裝箱體前后端頂部，依次照射腳部，在全腳上形成光柵投影，足底掃描測試平臺位于封裝箱體底部，足底掃描測試平臺對足底進行掃描，三個攝像頭分別位于封裝箱體不同側壁上，采集在三維空間中不同方向的帶有投影的足部圖像；安裝有計算分析軟件的計算機與足底掃描測試平臺、攝像頭通訊連接，接收足底掃描測試平臺、攝像頭各自傳輸的數據。

所述的一種腳型參數測量裝置，其特征在于：所述攝像頭有三個，分別嵌入在封裝箱體的左、右、后三側側壁，和水平面夾角呈45°對足部進行拍攝。

所述的一種腳型參數測量裝置，其特征在于：所述帶有光柵的點光源中，光柵為采用絲網印刷工藝，在有機玻璃制作的薄面上印制的一條稠密的條紋帶，點光源的光線通過稠密的條紋帶在足部表面投影，形成光柵效應。

所述的一種腳型參數測量裝置，其特征在于：所述封裝箱體為方形，或者其他任意形狀。

所述的一種腳型參數測量裝置，其特征在于：所述足底掃描測試平臺、攝像頭分別通過USB數據線與計算機通訊連接。

一種腳型參數測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）點光源的出射光通過光柵后在足部形成投影，通過安裝在封裝箱體不同側壁上的攝像頭在三維空間不同方向采集帶有投影的足部圖像，同時足底掃描測試平臺對足底進行掃描，獲取足底圖像；

（2）攝像頭將帶有投影的足部圖像傳送至計算機，同時足底掃描測試平臺將足底圖像亦傳送至計算機，計算機對帶有投影的足部圖像、足底圖像進行分析計算，獲得足部特征位置、數據信息，通過結合足底圖像、帶投影的足部圖像進行三維重構，得到足部的三維模型，根據足部的三維模型得到腳型參數；

（3）計算機將得到的腳型參數數據存儲在數據庫中，進行數據庫樣本分析，以歸類出相同尺寸下不同型的腳型。

所述的一種腳型參數測量方法，其特征在于：帶有投影的足部圖像為攝像頭提供平面圖像不具備的深度信息，通過攝像頭采集到的帶有投影的足部圖像得到足部表面點的三維信息。結合足底掃描測試平臺得到的足底圖像，實現足部的三維建模。

本發明相對于現有技術的有益效果為：

其一，精度比傳統接觸式腳型測量儀更高，本發明通過對腳型的圖像信息進行綜合分析，處理計算，獲得腳的各項參數和有用信息，而不受外界環境的干擾和操作人員熟練程度的影響，因此精度比起傳統的接觸性腳型測量設備要高很多，抗干擾能力也強很多。