[发明专利]一种基于旋转式3D脚型扫描仪的适形鞋垫生成方法

权利要求书

1.一种基于旋转式3D脚型扫描仪的适形鞋垫生成方法，其特征在于，包括：

旋转式3D脚型扫描仪包括旋转臂、扫描摄像头、底座，设置所述旋转臂下端连接所述底座，上端连接所述扫描摄像头，所述扫描摄像头位于所述底座上方正对所述底座上的胶泥；

被测者裸脚踩到放置于底座上的胶泥上，投影仪投影在被测者脚背上，所述旋转臂带动所述扫描摄像头旋转，所述扫描摄像头对被测者脚背进行多角度的多线结构光数据采集，获得脚背加底座数据；其中，所述旋转臂带动所述扫描摄像头顺时针旋转，每间隔70°对被测者脚背进行一次数据采集，共采集5次；

被测者将裸脚从胶泥上移开，所述旋转臂带动所述扫描摄像头旋转，所述扫描摄像头对留有脚印的胶泥进行多角度的多线结构光数据采集，获得脚底加底座数据；其中，所述旋转臂带动所述扫描摄像头逆时针旋转，每间隔140°对留有脚印的胶泥进行一次数据采集，共采集3次；

将所述脚背加底座数据及所述脚底加底座数据转化为点云数据，并分别合并生成完整的脚背加底座点云数据及完整的脚底加底座点云数据；

提取脚背点云数据和脚底点云数据，并将所述脚背点云数据和脚底点云数据合并，得到完整的脚模点云数据；包括：将完整的所述脚背加底座点云数据和完整的所述脚底加底座点云数据进行比对，识别出共同的底座点云数据；将完整的所述脚背加底座点云数据与所述底座点云数据进行比对，提取出脚背点云数据；将完整的所述脚底加底座点云数据与所述底座点云数据进行比对，提取出脚底点云数据；将所述脚背点云数据与所述脚底点云数据合并，得到完整的所述脚模点云数据；

根据所述脚模点云数据生成Mesh模型，并基于所述Mesh模型计算适形鞋垫模型。

2.根据权利要求1所述的适形鞋垫生成方法，其特征在于：采用ASC格式文件保存点云数据，具体包括：

将每个角度采集的所述脚背和底座数据或所述脚底和底座数据分别转化为点云数据，并分别保存为一个ASC文件；

对多个ASC文件中的点云数据进行数据抽稀；

合并多个保存脚背和底座点云数据的ASC文件，得到完整的脚背和底座的点云数据的ASC文件；

合并多个保存脚底和底座点云数据的ASC文件，得到完整的脚底和底座的点云数据的ASC文件。

3.根据权利要求1所述的适形鞋垫生成方法，其特征在于：对合并得到的所述脚模点云数据进行点云降噪和位置校准。

4.根据权利要求3所述的适形鞋垫生成方法，其特征在于：所述点云降噪，包括：

通过聚类降噪算法将所述脚模点云数据中无法聚簇的离群点去除；

采取基于半径的离群点移除法去除所述脚模点云数据中的噪点。

5.根据权利要求3所述的适形鞋垫生成方法，其特征在于：所述脚模点云数据包括X、Y、Z坐标数据；

将所述脚模点云数据的X、Y、Z坐标数据对照世界三维坐标系进行旋转、平移。

6.根据权利要求1所述的适形鞋垫生成方法，其特征在于：根据所述脚模点云数据生成Mesh模型，并基于所述Mesh模型计算适形鞋垫模型；包括：

采用Open3D开源库根据所述脚模点云数据生成带有足底信息的脚模三维Mesh模型文件；

在开源的鞋垫软件Gensole中导入所述脚模三维Mesh模型文件，根据所述三维Mesh模型计算足部压力，运算生成鞋垫模型；

通过Cura软件将所述鞋垫模型切片为3D打印机可识别的G-code文件；

利用打印机根据所述G-code文件生成运动指令控制打印鞋垫模型。

7.根据权利要求6所述的适形鞋垫生成方法，其特征在于：所述鞋垫模型生成过程中，在所述鞋垫软件Gensole中输入被测者的脚底压力数据，完善鞋垫力学结构，得到所述鞋垫模型。