[發明專利]一種鞋底輪廓的三維掃描點云數據切片處理方法

有效

• 申請號: 201611239968.5
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN107230246B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 沈南燕;吳耀贊;李靜;童梁;吳雨潤
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發明涉及一種鞋底輪廓的三維掃描點云數據切片處理方法。以鞋底的長度方向為三維掃描的方向掃描鞋底，獲得鞋底的三維數據后對所得三維數據進行切片處理，切片距離根據相鄰切片間垂直于掃描方向的寬度的差值進行自適應的調節，使得鞋頭和鞋跟曲率半徑小的輪廓段的切片距離不至于過大而導致后續擬合時輪廓失真，鞋底中間曲率半徑大的輪廓段的切片距離不至于過密而降低切片速度。所述方法可以保留鞋底輪廓的局部特征，加快切片速度，且計算簡便，使得經過處理后的掃描數據最大程度還原鞋底的輪廓特征。

技術領域

本發明涉及一種鞋底輪廓的三維掃描點云數據切片處理方法。

背景技術

隨著當今制鞋行業競爭的加劇以及人們對鞋類產品質量要求的不斷提高，制鞋企業在生產技術方面不斷面臨新的挑戰。在鞋子的全套加工過程中，鞋底的噴膠是一個重要的環節，它是影響鞋子使用壽命的一個重要因素，傳統的人工噴涂速度慢，質量不高，且膠水產生的有毒氣體會對工人的健康產生危害。鞋底涂膠的自動化不僅能提高生產效率和質量，也能解決傳統的人工噴涂的弊端。

鞋底的自動化噴涂需要從鞋底的三維數據中提取出用于加工的軌跡。利用反求工程對原始數據點進行處理來進行曲面重建或者獲得所需輪廓線將會非常耗時。為了節約時間，可直接對鞋底的三維掃描點云切片來獲得切片數據，合理的切片距離既能減少大量的冗余數據，又能在精度范圍內保留物體的局部特征。點云切片的一個難題就是如何確定相鄰切片層間的距離。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種鞋底輪廓的三維掃描點云數據切片處理方法，使得經過處理后的數據最大程度保留鞋底的形狀特征。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鞋底輪廓的三維掃描點云數據切片處理方法，包括以下步驟：

步驟一，建立鞋底掃描數據的坐標系：在掃描工作臺上建立掃描數據的坐標系，以掃描工作臺的中心點O為原點，以鞋子長度方向即掃描工作臺沿絲桿運動的方向為Y軸正方向，以豎直向上為Z軸正方向，X方向由Y方向和Z方向叉乘得到；

步驟二，獲取鞋底三維數據：將鞋底以長度方向沿著Y方向平放于掃描工作臺上，掃描工作臺沿絲桿即Y軸正方向運動，激光器和相機組合掃描鞋底得到三維點云數據集D，提取點坐標中的Y值，并取出其最大值Y_max和最小值Y_min；

步驟三，沿Y方向對點云數據等間距粗切片：將數據點沿著Y方向進行初步的平均切分，切片數量為n，每個切片位置的Y值為Y_i，其中i＝1,2,…n，相鄰切片距離為

步驟四，切片投影獲取最高輪廓的數據：將Y＝Y_i(i＝1,2,...n)處的切片上的點云數據向XOZ平面投影，找出投影上X負半軸上的數據點Z的最大值Z_iL-max和X正半軸上的數據點Z的最大值Z_iR-max，并令Z_imax＝min(Z_iL-max,Z_iR-max)；

步驟五，計算切片的徑向寬度：在Y＝Y_i(i＝1,2,...n)的切片上，在Z_imax的高度上取X的最小值X_{i_min}和X的最大值X_{i_max}，并計算Y＝Y_i(i＝1,2,...n)位置上切片的徑向寬度x_i，即投影上X最大值X_{i_max}與最小值X_{i_min}的差值；

x_i＝X_{i_max}-X_{i_min}