[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

说明书

本发明提供一种基于旋转式3D脚型扫描仪的适形鞋垫生成方法，涉及适形鞋垫生成技术领域，包括：被测者裸脚踩到胶泥上，旋转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；被测者将裸脚从胶泥上移开，旋转扫描摄像头对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；将脚背加底座数据及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，合并得到完整的脚模点云数据；根据脚模点云数据生成Mesh模型，基于Mesh模型计算适形鞋垫模型。本发明实现了采集被测者脚型完整数据，并根据脚型数据计算生成适形鞋垫的功能。

技术领域

本发明涉及适形鞋垫生成技术领域，尤其是涉及一种基于旋转式3D脚型扫描仪的适形鞋垫生成方法。

背景技术

足部运动舒适度与足底压力分布密切相关，舒适的鞋垫需要根据人体足部特点设计合理的压力分布。已有鞋垫生产方法主要基于人体足型信息分类，生产各类群体代表性足型的鞋垫，对个体足底信息的适应度有限。在特定领域，比如提高运动员的运动成绩，需要根据每个人设计适型鞋垫，以最大限度的满足运动力学和舒适度要求，不具有个体针对性的运动鞋垫无法满足此类要求。

适形鞋垫的制作，首先需要获得完整准确的足部三维信息。获取足部三维数据，主要基于两种方式：一是基于二维图像的数据转换，二是基于3D扫描仪扫描获取。基于二维图像数据获取三维足部信息，采集数据较为简单、时间复杂度低，但图像转换为三维数据存在遮挡、重叠、噪点多等困难，还原脚型的效果比较弱。

基于3D扫描仪获取三维格式的脚型数据，直观高效，脚型还原效果较好。

已有的三维足部信息扫描，存在如下缺点：

(1)手持旋转360度的扫描仪，需要在脚部做标记，以用于后期点云数据配准。对人体足部做标记点，一是耗时长且效率低，二是会引起被测者的不适或反感。

(2)架空足部的扫描仪，扫描获得的是自然状态下的三维脚型信息，舒适度不够好。在自然状态下和踩踏受力状态下的脚型三维信息不同，舒适的鞋垫应是适应受力状态的脚型。

(3)扫描的点云数据生成脚的模型和鞋垫的过程，需要手动的拼接和降噪。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于旋转式3D脚型扫描仪的适形鞋垫生成方法，基于旋转式3D脚型扫描仪实现对被测者三维脚型数据的自动多角度环绕采集，同时利用胶泥解决了脚底数据的采集问题，根据三维点云数据运用算法进行拼接、计算及降噪，进而得到完整脚模数据，生成适形鞋垫，满足特殊人群的需求。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于旋转式3D脚型扫描仪的适形鞋垫生成方法，包括：

被测者裸脚踩到放置于底座上的胶泥上，通过旋转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；

被测者将裸脚从胶泥上移开，通过旋转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；

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；

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。

作为本发明的进一步改进，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。

作为本发明的进一步改进，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。