[发明专利]三维脚型与足底压力集成测量仪

权利要求书

1.一种三维脚型与足底压力集成测量仪，其特征在于：包括测量台、数据线、电源线和计算机；其中：

所述测量台包括载物台、3D实感摄像头组、足底压力测量板、指示灯带和主控电路板，其中3D实感摄像头组对称安装在载物台上方以获取用户的三维脚型数据，足底压力测量板内嵌安装在载物台的正中央以获取用户的足底压力分布数据，指示灯带沿重垂线方向安装在载物台的四个角上以用于提示测量仪的工作状态和校准3D实感摄像头的内外参数，主控电路板内嵌安装在载物台的底部以控制测量台采集和传输数据，主控电路板与3D实感摄像头组、足底压力测量板和指示灯带之间电连接，主控电路板上有接插口与数据线接插连接；

所述数据线将测量台与计算机连接，实现测量台与计算机之间的数据交互和控制；

所述计算机通过数据线控制测量台并接收测量台获取的三维脚型数据和足底压力分布数据，安装在计算机上的集成测试分析软件对数据进行存储、编辑、计算和可视化处理，实现三维脚型和足底压力分布数据的可视化展示和应用输出；

所述载物台包括支撑板、PU层、站立区指示框和摄像头固定支架，其中，支撑板作为载物台的底板，PU层覆盖在支撑板的上表面以提高用户站立测量时的舒适性，站立区指示框印刷在PU层上以提示用户在此位置内站立进行测量，有4个摄像头固定支架对称安装在载物台的四个角上；

所述3D实感摄像头组由4个3D实感摄像头对称安装在载物台四个角上的摄像头固定支架上，从四个视角同步获取开放环境下用户的三维脚型数据，而且每个3D实感摄像头均由一个RGB摄像头、一个红外发射器和一个红外传感器平行排布组成，安装时通过水准仪调整安装角度以确保3D实感摄像头的三个传感器的中心连线垂直于重垂线；

所述足底压力测量板内嵌安装在载物台的支撑板的正中央，足底压力测量板上表面安装有点阵式柔性压力传感器，根据客户要求选择4点/平方厘米及以上的柔性压力传感器，柔性压力传感器通过印刷成型的银导线带输出传感信号，足底压力测量板的柔性压力传感器外边界就是站立区指示框，确保用户站立在足底压力测量板的有效测量区域内；

所述指示灯带安装在摄像头固定支架内侧的下半部，且沿着摄像头固定支架内侧的左右均分线安装，安装时通过水准仪调整安装角度以保证指示灯带平行于重垂线，指示灯带一方面提示测量仪的工作状态，一方面用于校准3D实感摄像头的内外参数；

所述主控电路板内嵌安装在支撑板的底部，以控制测量台采集和传输数据，包括FPC连接器、数据采集模块、高速数据传输模块、缓存模块、中央处理器和电源控制模块，其中，FPC连接器将足底压力测量板上的银导线带卡在主控电路板上，从而将足底压力测量板上的传感信号传输到主控电路板中，电源控制模块将220V电压转换成测量台的工作电压，数据采集模块分别控制4个3D实感摄像头采集三维脚型数据、控制足底压力测量板采集足底压力分布数据并进行模数转换；缓存模块缓存模数转换后的三维脚型数据和足底压力分布数据；中央处理器对数据进行去噪、编码预处理；高速数据传输模块将预处理后的数据通过数据线传输给计算机；

所述计算机为具备计算和输入输出功能的处理设备，通过安装在其上的集成测试分析软件处理从高速数据传输模块发送来的数据，并通过计算机对输出设备的控制，提供三维脚型和足底压力分布数据的可视化展示和应用输出。

2.如权利要求1所述的三维脚型与足底压力集成测量仪，其特征在于：测量仪的工作方法包括以下步骤：

步骤101：连接电源线，测量仪上电并自检，指示灯带被点亮；

步骤102：数据线分别接插上测量台和计算机，将测量台与计算机连接，计算机通过数据线控制测量台；

步骤103：打开安装在计算机上的集成测试分析软件，选择自校准按钮，测量仪自动进入自校准模式，测量仪上的4个3D实感摄像头分别拍摄其对面的指示灯带，自校准程序计算指示灯带的光线与摄像头传感器的中心连线的夹角，再根据夹角和距离设置校准3D实感摄像头的焦距、原点坐标、畸变参数和标定物世界坐标内外参数；

步骤104：进入用户登陆界面，新用户首先注册，在计算机上输入用户名、性别、出生年月、身高和体重并保存，已有用户选择用户名后确定进入测量模式；

步骤105：进入测量模式后，用户脱下鞋袜，双脚自然分开站立在测量台的站立区指示框内，开始测量，对称安装在载物台四个角上方的3D实感摄像头协同工作获取用户的三维脚型数据，安装在载物台正中央的足底压力测量板同步获取用户的足底压力分布数据；

步骤106：主控电路板中的数据采集模块采集三维脚型数据和足底压力分布数据并进行模数转换，缓存模块缓存模数转换后的三维脚型数据和足底压力分布数据，中央处理器对数据进行去噪和编码预处理，高速数据传输模块将预处理后的数据通过数据线传输给计算机；

步骤107：计算机接收数据后由集成测试分析软件对数据进行存储、编辑、计算和可视化处理，重构出用户的三维脚型，提取关键的三维脚型和足底压力特征参数；

步骤108：计算机控制输出设备，实现三维脚型和足底压力分布数据的可视化展示和应用输出。