[發(fā)明專利]一種基于格網(wǎng)模型和斷面線的腳型參數(shù)獲取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810411230.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN108597024B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周朗明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/20
• 分類號(hào): G06T17/20
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種基于格網(wǎng)模型和斷面線的腳型參數(shù)獲取方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：獲取腳型的點(diǎn)云模型，以索引的方式將離散的點(diǎn)云構(gòu)成相互連接的格網(wǎng)得到格網(wǎng)模型；

步驟2：基于步驟1中格網(wǎng)模型構(gòu)建腳型的X-Y-Z局部坐標(biāo)系；

其中，按照步驟A-步驟C構(gòu)建所述X-Y-Z局部坐標(biāo)系：

步驟A：設(shè)定水平面并以水平面為基準(zhǔn)生成序列平面，再將序列平面作為切割平面對(duì)格網(wǎng)模型進(jìn)行切割生成斷面線，并選擇水平位置最低的閉合斷面線所在的平面為基準(zhǔn)Z平面；

步驟B：獲取所述基準(zhǔn)Z平面的斷面線上轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值最小的軸并作為X軸，以及獲取所述基準(zhǔn)Z平面上閉合斷面線的質(zhì)心并作為原點(diǎn)O；

步驟C：基于步驟A中的基準(zhǔn)Z平面和步驟B中的X軸采用右手原則確定Y軸；

步驟3：在預(yù)設(shè)特征斷面線上設(shè)置搜索窗口來(lái)獲取待測(cè)參數(shù)相對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)，再依據(jù)所述相對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)計(jì)算出所述待測(cè)參數(shù)；

a：所述待測(cè)參數(shù)為腳長(zhǎng)或腳寬時(shí)，計(jì)算所述待測(cè)參數(shù)的相對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)之間的歐式距離，所述歐式距離為相對(duì)應(yīng)的待測(cè)參數(shù)的值；

b：所述待測(cè)參數(shù)為跖圍或跗圍或兜圍時(shí)，基于所述X-Y-Z局部坐標(biāo)系將所述待測(cè)參數(shù)相對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)所在平面作為切割平面，再利用切割平面切割所述格網(wǎng)模型得到跖圍斷面線或跗圍斷面線或兜圍斷面線，再計(jì)算出所述跖圍斷面線或跗圍斷面線或兜圍斷面線的輪廓長(zhǎng)度，所述輪廓長(zhǎng)度為相對(duì)應(yīng)的待測(cè)參數(shù)的值；

其中，所述待測(cè)參數(shù)為腳長(zhǎng)或腳寬或跖圍或跗圍時(shí)，選擇步驟A中基準(zhǔn)Z平面的斷面線作為預(yù)設(shè)特征斷面線；

所述待測(cè)參數(shù)為兜圍時(shí)，選擇以O(shè)-XZ平面作為切割平面對(duì)步驟1中格網(wǎng)模型進(jìn)行切割生成的斷面線以及所述基準(zhǔn)Z平面的斷面線作為預(yù)設(shè)特征斷面線；

e：提取腳型的跖圍的過(guò)程為：以過(guò)腳掌內(nèi)外側(cè)端點(diǎn)以及垂直X軸的平面作為切割平面，切割所述格網(wǎng)模型得到跖圍斷面線，再計(jì)算所述跖圍斷面線的長(zhǎng)度；

f：提取腳型的跗圍的過(guò)程為：在基準(zhǔn)Z平面的斷面線上，沿著Y軸在腳中部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置矩形搜索窗口，并在距離腳掌中部10cm范圍以內(nèi)的搜索腳掌中部最凹點(diǎn)，再以過(guò)腳掌外側(cè)端點(diǎn)和腳掌中部最凹點(diǎn)以及垂直于O-XY的平面作為切割平面，切割所述格網(wǎng)模型得到跗圍斷面線，再計(jì)算所述跗圍斷面線的長(zhǎng)度；

g：提取腳型的兜圍的過(guò)程為：以O(shè)-XZ平面作為切割平面切割所述格網(wǎng)模型得到反映腳背形狀的斷面線，并在反映腳背形狀的斷面線上對(duì)應(yīng)距離腳后端[0,10]cm范圍內(nèi)利用矩形搜索窗口搜索腳背最凹點(diǎn)，再以過(guò)腳跟后端點(diǎn)和腳背最凹點(diǎn)以及垂直于O-YZ的平面作為切割平面，切割所述格網(wǎng)模型得到兜圍斷面線，再計(jì)算所述兜圍斷面線的長(zhǎng)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：以切割平面對(duì)格網(wǎng)模型進(jìn)行切割生成斷面線的過(guò)程如下：

步驟D：獲取切割平面與格網(wǎng)模型的交點(diǎn)；

步驟E：根據(jù)方向一致性準(zhǔn)則和距離大小確定各個(gè)所述交點(diǎn)之間的鄰接關(guān)系，再依據(jù)所述鄰接關(guān)系將獲取的交點(diǎn)依次連接為斷面線；

其中，滿足所述方向一致性準(zhǔn)則的前提下選擇距離最近的兩個(gè)交點(diǎn)作為鄰接交點(diǎn)；

所述方向一致性準(zhǔn)則為：

v1·v2＞＝0

向量v1是從A到B的兩個(gè)鄰接交點(diǎn)確定的當(dāng)前方向向量，向量v2是交點(diǎn)B到下一鄰接交點(diǎn)C的方向向量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：斷面線的長(zhǎng)度按照如下公式計(jì)算：

其中，L為單條斷面線的長(zhǎng)度，V_i，V_i+1表示斷面線上鄰接的兩個(gè)點(diǎn)，n為單條斷面線上離散交點(diǎn)的個(gè)數(shù)。