CN104366906B - 足弓外形检测方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种足弓外形检测方法和系统,其中,方法包括以下步骤:获取足部三维影像,并根据所述足部三维影像获取脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点、第三前脚掌点的坐标和足弓长度;根据所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离;其中所述足弓中心点为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点连线的中点;根据足弓指数计算公式计算所述足部的足弓指数;根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息。上述足弓外形检测方法,通过检测沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离,从而能够更准确的得到足弓外形信息。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,特别是涉及一种足弓外形检测方法和足弓外形检测系统。
背景技术
足分为三部分:后部为脚后跟,中部有足弓,前部为脚掌。在足的长度方向(纵向)上有两个足弓:内侧足弓和外侧足弓。足的形状是由与其对应的骨骼、关节、韧带和肌肉来维持的。足弓的存在使得脚能够有弹性并有向前推进作用,也使得在行走和跑步时效率最高、并能最大限度地节约能量。由于先天原因有些人的足没有正常发育成形,另外随着正常衰老带来的足部肌肉松弛会导致足部变形。例如足弓塌陷或扁平足,足内翻,足外翻等等。足部的这些不正常会导致足底筋膜炎、前足部疼痛、跟骨骨刺等一系列病症,也使得足部的承重能力和平衡稳定能力较差。
为了矫正和预防足部的病变,也为了能更好地支撑足部,一般会先对足部的特征比如足弓长度、足弓高低等进行检测,然后制订特制鞋、足垫等。现有的足部检测方法一般是利用压力检测来检测足部外形,足部踩在机器的压力检测板上从而根据压力检测板获取足部外形数据,进而判断足弓长度、足弓高低等信息,再根据这些信息确定足弓外形。由于这种检测方法根据足部外形数据判断的足弓高低等信息与被测足部有较大差别,从而使得对于足弓外形的检测精确度较低。
发明内容
基于此,有必要针对现有足部检测方法对于足弓外形的检测精确度较低的问题,提供一种足弓外形检测方法和足弓外形检测系统。
一种足弓外形检测方法,包括以下步骤:
获取足部三维影像,并根据所述足部三维影像获取脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点、第三前脚掌点的坐标和足弓长度;其中,所述第三前脚掌点为所述第一前脚掌点和所述第二前脚掌点的连线的中点;所述足弓长度为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点的距离长度;
根据所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离;其中所述足弓中心点为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点连线的中点;
根据足弓指数计算公式计算所述足部的足弓指数;
足弓指数计算公式:
其中,J表示足弓指数,Hi表示沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离,Hj表示足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离,L表示足弓长度;
根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息。
一种足弓外形检测系统,包括:
获取模块,用于获取足部三维影像,并根据所述足部三维影像获取脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点、第三前脚掌点的坐标和足弓长度;其中,所述第三前脚掌点为所述第一前脚掌点和所述第二前脚掌点的连线的中点;所述足弓长度为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点的距离长度;
距离模块,用于根据所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离;其中所述足弓中心点为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点连线的中点;
计算模块,用于根据足弓指数计算公式计算所述足部的足弓指数;
足弓指数计算公式:
其中,J表示足弓指数,Hi表示沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离,Hj表示足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离,L表示足弓长度;
确定模块,用于根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息。
上述足弓外形检测方法和足弓外形检测系统,通过检测沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离,从而能够更准确的获取足弓的曲线线型,得到足弓指数并根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息,所得到的足弓外形信息更为精确,从而使得对于足弓外形的检测精确度较高。
附图说明
图1为一实施例足弓外形检测方法流程图;
图2为足弓外形检测方法第一个实施例足底平面示意图;
图3为足弓外形检测方法第二个实施例足底平面示意图;
图4为足弓外形检测方法第三个实施例足底平面示意图;
图5为足弓外形检测方法第四个实施例足底平面示意图;
图6为一实施例足弓外形检测系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的足弓外形检测方法和足弓外形检测系统的具体实施方式作详细描述。
请参阅图1,图1为一实施例足弓外形检测方法流程图。
一种足弓外形检测方法,包括以下步骤:
步骤S102:获取足部三维影像,并根据所述足部三维影像获取脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点、第三前脚掌点的坐标和足弓长度;其中,所述第三前脚掌点为所述第一前脚掌点和所述第二前脚掌点的连线的中点;所述足弓长度为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点的距离长度;
在步骤S102中,获取足部三维影像可以通过光扫描装置或压力检测装置等,所述第一前脚掌点和所述第二前脚掌点为通过足部三维影像在前脚掌的位置随机取的两个点,优选的,所述第一前脚掌点和第二前脚掌点分别位于前脚掌左侧和右侧,所述脚后跟点位于脚后跟中心处可以使得获得的第一前脚掌点、第二前脚掌点和脚后跟点的平面更贴近足底面行走时接触的地平面,从而使得检测足弓外形更精确。
步骤S104:根据所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离;其中所述足弓中心点为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点连线的中点;
在步骤S104中,所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面相当于人在行走或站立时贴近足底面的地平面,通过在三维影像上获取所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面能够更好的检测人的足弓信息,从而使得检测足弓外形更精确。
在一实施例中,所述获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离可以包括:
将所述足弓中心点向内侧足弓水平平移第一设定的距离若干次,获取包括所述足弓中心点在内的至少三个相邻点与所述足底面的高度距离。
第一设定的距离可以为所述足弓中心点处足宽的十二分之一或六分之一等;将所述足弓中心点向内侧足弓水平平移第一设定的距离若干次后所得到的点由于相邻点的间隔距离是一定的,使得获取的点与所述足底面的高度距离在确定足弓外形的曲线线型和获取足弓指数时更加的精确。
进一步的,所述第一设定的距离的长度范围可以为所述足弓中心点处足宽的十二分之一至二分之一。
通过将所述第一设定的距离设为所述足弓中心点处足宽的十二分之一至二分之一可以在只需要获取较少的点的情况下较精确的检测出足弓外形的曲线线型和足弓指数。
在一实施例中,所述获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离可以包括:
将所述足弓中心点沿所述足部的纵向向上平移第二设定的距离若干次,沿所述足部的纵向向下平移第二设定的距离若干次,并获取包括所述足弓中心点在内沿所述足部的纵向向上的至少一个相邻点和沿所述足部的纵向向下的至少一个相邻点与所述足底面的距离。
第二设定的距离可以为足弓长度的十二分之一或六分之一等;将所述足弓中心点沿所述足部的纵向向上平移第二设定的距离若干次,沿所述足部的纵向向下平移第二设定的距离若干次后所获得的点相邻之间的间隔距离是一定的,使得获取的点与所述足底面的距离在确定足弓外形的曲线线型和获取足弓指数时更加的精确。
进一步的,所述第二设定的距离的长度范围可以为所述足弓长度的十二分之一至二分之一。
通过将所述第二设定的距离设定为所述足弓长度的十二分之一至二分之一,可以在只需要获取较少的点的情况下较精确的检测出足弓外形的曲线线型和足弓指数。
步骤S106:根据足弓指数计算公式计算所述足部的足弓指数;
足弓指数计算公式:
其中,J表示足弓指数,Hi表示沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离,Hj表示足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离,L表示足弓长度;
在步骤S106中,当Hi和Hj的数量不同时,所获得的足弓指数是不同的,但是在Hi和Hj的数量相同时,正常足弓有一个足弓指数的标准值,如果足弓指数低于标准值,那么所测得足弓外形为扁平足,如果足弓指数高于标准值,那么所测得足弓外形为高足弓,根据所得到的足弓指数可以更好的确定足弓的足弓外形信息。
步骤S108:根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息。
根据所述足弓指数与标准值进行比较可以确定足弓的足弓外形信息,从而可以根据足弓外形信息制造特制的鞋垫,鞋子等。
上述足弓外形检测方法,通过检测沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离,从而能够更准确的获取足弓的曲线线型,得到足弓指数并根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息,所得到的足弓外形信息更为精确。
为了更进一步详细的说明本发明的足弓外形检测方法,下面将结合具体应用实例进行说明。
请参阅图2,图2为足弓外形检测方法第一个实施例足底平面示意图。
首先,足弓外形检测软件通过光扫描检测装置获取被测足部的三维影像,所述三维影像以足底面朝上的形态,然后在所述三维影像上获取脚后跟的中心点A,所述脚后跟中心点A可以在脚后跟中部区域范围内。接下来以所述脚后跟中心点A为原点建立三维坐标系,然后在前脚掌随机获取两个点B和C的坐标,从而根据所述脚后跟中心点A,第一前脚掌点B、第二前脚掌点C确定平面,所述平面相当于人在行走或站立时接触的地平面。
请参阅图3,图3为足弓外形检测方法第二个实施例足底平面示意图。
第三前脚掌点D是所述第一前脚掌点B、第二前脚掌点C连线的中点,然后通过所述第三前脚掌点D与所述脚后跟中心点确定足弓长度L;所述足弓长度L为所述第三前脚掌点D与所述脚后跟中心点的距离。
请参阅图4,图4为足弓外形检测方法第三个实施例足底平面示意图。
经过足弓中心点即所述脚后跟中心点A和所述第三前脚掌点D连线的中点获取垂直于所述平面的第一垂线V1;通过垂线的形式在三维影像上获取所述平面经所述足弓中心点到足底面的第一高度距离H1;然后将所述第一垂线V1向内侧足弓方向水平移动所述足弓中心点处足底宽度的八分之一的距离长度,得到第二垂线V2,接下来通过所述第二垂线V2与平面的交点获取交点到足底面的第二高度距离H2;然后将所述第二垂线V2向内侧足弓方向水平移动所述足弓中心点处足底宽度的八分之一的距离长度,得到第三垂线V3,接下来通过所述第三垂线V3与所述平面的交点获取交点到足底面的第三高度距离H3。
请参阅图5,图5为足弓外形检测方法第四个实施例足底平面示意图。
根据所述足弓中心点获取沿所述足部的纵向方向的第四垂线V4,在所述第四垂线V4上获取所述足弓中心点与所述足底面的第四高度距离H4;然后根据所述第四垂线V4获取第一点和第二点;其中,所述第一点为所述第四垂线V4上距离所述足弓中心点下方六分之一足弓长度L的点,所述第二点为所述第四垂线V4上距离所述足弓中心点上方六分之一足弓长度L的点;
根据所述第一点获取所述第一点和所述足底的第五距离高度H5;根据所述第二点获取所述第一点和所述足底的第六距离高度H6;
最后将所有获得的数据参数进行数据处理,根据得到足弓指数J标。而当足弓指数J大于J标时,被测足部是高足弓,相反,当足弓指数J小于J标时,被测足部是扁平足。根据足弓指数J判断出的足弓外形信息以及足弓外形检测时所获得的参数坐标,将可以以此来较精确的制造与被测足部适应的特制鞋或鞋垫等。
请参阅图,6,图6为一实施例足弓外形检测系统结构示意图。
一种足弓外形检测系统,包括:
获取模块220,用于获取足部三维影像,并根据所述足部三维影像获取脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点、第三前脚掌点的坐标和足弓长度;其中,所述第三前脚掌点为所述第一前脚掌点和所述第二前脚掌点的连线的中点;所述足弓长度为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点的距离长度;
距离模块240,用于根据所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离;其中所述足弓中心点为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点连线的中点;
计算模块260,用于根据足弓指数计算公式计算所述足部的足弓指数;
足弓指数计算公式:
其中,J表示足弓指数,Hi表示沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离,Hj表示足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离,L表示足弓长度;
确定模块280,用于根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息。
上述足弓外形检测系统中,获取足部三维影像可以通过光扫描装置或压力检测装置等,所述第一前脚掌点和所述第二前脚掌点为通过足部三维影像在前脚掌的位置随机取的两个点,优选的,所述第一前脚掌点和第二前脚掌点分别位于前脚掌左侧和右侧,所述脚后跟点位于脚后跟中心处可以使得获得的第一前脚掌点、第二前脚掌点和脚后跟点的平面更贴近足底面行走时接触的地平面,从而使得检测足弓外形更精确。所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面相当于人在行走或站立时贴近足底面的地平面,通过在三维影像上获取所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面能够更好的检测人实际的足弓信息,从而使得检测足弓外形更精确。
当Hi和Hj的数量不同时,所获得的足弓指数是不同的,但是在Hi和Hj的数量相同时,正常足弓有一个足弓指数的标准值,如果足弓指数低于标准值,那么所测得足弓外形为扁平足,如果足弓指数高于标准值,那么所测得足弓外形为高足弓,根据所得到的足弓指数可以更好的确定足弓的足弓外形信息。
在一实施例中,所述距离模块240执行获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离的过程可以包括:
将所述足弓中心点向内侧足弓水平平移第一设定的距离若干次,获取包括所述足弓中心点在内的至少三个相邻点与所述足底面的高度距离。
第一设定的距离可以为所述足弓中心点处足宽的十二分之一或六分之一等;将所述足弓中心点向内侧足弓水平平移第一设定的距离若干次后所得到的点由于相邻点的间隔距离是一定的,使得获取的点与所述足底面的高度距离在确定足弓外形的曲线线型和获取足弓指数时更加的精确。
进一步的,所述第一设定的距离的长度范围可以为所述足弓中心点处足宽的十二分之一至二分之一。
通过将所述第一设定的距离设为所述足弓中心点处足宽的十二分之一至二分之一可以在只需要获取较少的点的情况下较精确的检测出足弓外形的曲线线型和足弓指数。
在一实施例中,所述距离模块240执行获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离的过程可以包括:
将所述足弓中心点沿所述足部的纵向向上平移第二设定的距离若干次,沿所述足部的纵向向下平移第二设定的距离若干次,并获取包括所述足弓中心点在内沿所述足部的纵向向上的至少一个相邻点和沿所述足部的纵向向下的至少一个相邻点与所述足底面的距离。
第二设定的距离可以为足弓长度的十二分之一或六分之一等;将所述足弓中心点沿所述足部的纵向向上平移第二设定的距离若干次,沿所述足部的纵向向下平移第二设定的距离若干次后所获得的点相邻之间的间隔距离是一定的,使得获取的点与所述足底面的距离在确定足弓外形的曲线线型和获取足弓指数时更加的精确。
进一步的,所述第二设定的距离的长度范围可以为所述足弓长度的十二分之一至二分之一。
通过将所述第二设定的距离设定为所述足弓长度的十二分之一至二分之一,可以在只需要获取较少的点的情况下较精确的检测出足弓外形的曲线线型和足弓指数。
上述足弓外形检测系统,通过检测沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取足弓中心点沿所述足部的纵向方向的点与所述足底面的距离,从而能够更准确的获取足弓的曲线线型,得到足弓指数并根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息,所得到的足弓外形信息更为精确。
本发明的足弓外形检测系统与本发明的足弓外形检测方法一一对应,在上述足弓外形检测方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于足弓外形检测系统的实施例中,特此声明。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种足弓外形检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取足部三维影像,并根据所述足部三维影像获取脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点、第三前脚掌点的坐标和足弓长度;其中,所述第三前脚掌点为所述第一前脚掌点和所述第二前脚掌点的连线的中点;所述足弓长度为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点的距离长度;
根据所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取沿足弓中心点垂直所述平面方向的点与所述足底面的距离;其中所述足弓中心点为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点连线的中点;
根据足弓指数计算公式计算所述足部的足弓指数;
足弓指数计算公式:
其中,J表示足弓指数,Hi表示沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离,Hj表示沿足弓中心点垂直所述平面方向的点与所述足底面的距离,L表示足弓长度;
根据所述足弓指数确定足弓的足弓外形信息。
2.根据权利要求1所述的足弓外形检测方法,其特征在于,所述获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离包括:
将所述足弓中心点向内侧足弓水平平移第一设定的距离若干次,获取包括所述足弓中心点在内的至少三个相邻点与所述足底面的高度距离。
3.根据权利要求2所述的足弓外形检测方法,其特征在于,所述第一设定的距离的长度范围为所述足弓中心点处足宽的十二分之一至二分之一。
4.根据权利要求1所述的足弓外形检测方法,其特征在于,所述获取沿足弓中心点垂直所述平面方向的点与所述足底面的距离包括:
将所述足弓中心点沿垂线向上平移第二设定的距离若干次,沿所述垂线向下平移第二设定的距离若干次,并获取包括所述足弓中心点在内沿所述垂线向上的至少一个相邻点和沿所述垂线向下的至少一个相邻点与所述足底面的距离,所述垂线为经过足弓中心点获取的垂直于所述平面的垂线。
5.根据权利要求4所述的足弓外形检测方法,其特征在于,所述第二设定的距离的长度范围为所述足弓长度的十二分之一至二分之一。
6.一种足弓外形检测系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取足部三维影像,并根据所述足部三维影像获取脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点、第三前脚掌点的坐标和足弓长度;其中,所述第三前脚掌点为所述第一前脚掌点和所述第二前脚掌点的连线的中点;所述足弓长度为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点的距离长度;
距离模块,用于根据所述脚后跟点、第一前脚掌点、第二前脚掌点的平面获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离并获取沿足弓中心点垂直所述平面方向的点与所述足底面的距离;其中所述足弓中心点为所述第三前脚掌点和所述脚后跟点连线的中点;
计算模块,用于根据足弓指数计算公式计算所述足部的足弓指数;
足弓指数计算公式:
其中,J表示足弓指数,Hi表示沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离,Hj表示沿足弓中心点垂直所述平面方向的点与所述足底面的距离,L表示足弓长度;
确定模块,用于根据足弓指数确定足弓的足弓外形信息。
7.根据权利要求6所述的足弓外形检测系统,其特征在于,所述距离模块执行获取沿足弓中心点向内侧足弓方向的点与足底面的高度距离的过程包括:
将所述足弓中心点向内侧足弓水平平移第一设定的距离若干次,获取包括所述足弓中心点在内的至少三个相邻点与所述足底面的高度距离。
8.根据权利要求7所述的足弓外形检测系统,其特征在于,所述第一设定的距离的长度范围为所述足弓中心点处足宽的十二分之一至二分之一。
9.根据权利要求6所述的足弓外形检测系统,其特征在于,所述距离模块执行获取沿足弓中心点垂直所述平面方向的点与所述足底面的距离的过程包括:
将所述足弓中心点沿垂线向上平移第二设定的距离若干次,沿所述垂线向下平移第二设定的距离若干次,并获取包括所述足弓中心点在内沿所述垂线向上的至少一个相邻点和沿所述垂线向下的至少一个相邻点与所述足底面的距离,所述垂线为经过足弓中心点获取的垂直于所述平面的垂线。
10.根据权利要求9所述的足弓外形检测系统,其特征在于,所述第二设定的距离为的长度范围为所述足弓长度的十二分之一至二分之一。
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- 2014-11-24 CN CN201410687353.3A patent/CN104366906B/zh active Active
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