[发明专利]一种多功能足迹采集设备

权利要求书

1.一种多功能足迹采集设备，其特征在于，包括：设备主体，在设备主体的内壁上设有8个光源方向面，每个光源方向面设有4种不同倾角的点光源，以及一个条形低角度掠射光源；

所述设备主体呈半球形；

每个光源单独配控制开关，通过终端对控制开关进行控制；

所述终端上还设有图像处理系统，对采集的足迹图像做如下处理：

A、读取环境光图片、多张朗伯光源图片、光源方向矢量及照相机内参数；

B、把每个图片进行减弱环境光处理，并使用alpha映射补偿边界暗化；

C、计算事先准备好的矩形蒙板图的非矩形梯度算子；

D、每个图片通过照明强度进行归一化处理，根据图像大小生成网络采样点矩阵；

E、对网络采样点矩阵的有效点进行排序，去除阴影和强光区域；

F、初始化点云、法向量和反照率，并计算初始能量；

初始能量计算公式为：lambda^2*log(1+x.^2/lambda^2)，其中x是有效点组成的向量，lambda是柯西尺度系数；

G、针对单位照明域进行光照衰减，采用CMG开始迭代计算，并进行日志深度更新；

H、计算能量差异，所述能量差异为连续两次能量计算的差值，满足设定条件后自动退出，同时更新法向量和反照率；

I、存储法向量矩阵为Obj模型文件，生成反照率图像。

2.根据权利要求1所述一种多功能足迹采集设备，其特征在于，在设备主体上方设有用于采集足迹图像的照相机。

3.根据权利要求1所述一种多功能足迹采集设备，其特征在于，所述终端还与照相机电连接，控制照相机拍照进行足迹图像采集。

4.根据权利要求1所述一种多功能足迹采集设备，其特征在于，终端上的采集系统保存了多种采集场景的打光方式；该采集系统还保存有通过照相机获取的环境光图片、多张朗伯光源图片。

5.根据权利要求1所述一种多功能足迹采集设备，其特征在于，Obj模型文件中的数据是通过以下公式计算得出的：

为x点的反照率；φⁱ＞0表示第i个光源的强度；sⁱ(x)∈R³表示第i个入射光的矢量；为x点向外表面的法线向量；{·}₊表示编码自阴影，其定义为{t}₊＝max{t,0}；其中R表示实数集合，S为实数集合R的子集。