CN104757744A - 三维脚型测量系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种三维脚型测量系统，包括：三维脚型测量仪，用于从两个方向分别获取脚底图像和脚背图像；三维脚形图像分析装置，用于对脚底图像进行分析，得到脚底的长宽特征尺寸；以及脚底图像进行分析，得到脚背的高度特征尺寸。本申请的三维脚型测量系统能自动地测量脚型的三维数据，省时省力，而且有较高的准确率。

Description

三维脚型测量系统

技术领域

本申请涉及三维技术，尤其涉及三维脚型测量系统。

背景技术

传统脚型测量方法都是直接测量的。脚的围度测量要选用鞋用带子尺。鞋用带子尺是一条宽8mm长500mm的软尺，正面是厘米刻度，背面是英国和法国鞋号标记。被测者右脚赤足平稳站立，由另一人来进行测量。测量步骤如下：

1、先在脚上找到各个件征部位点第一跖趾关节、第五跖趾关节、前跗骨突点、第五跖骨粗隆点、舟上弯点、脚腕最细处、腿肚最粗处、膝下腓骨粗隆下沿点。

2、用带子尺按脚围测量的内容，通过特征部位点逐一进行测量。

3、测量六个围度时，都要求带子持平贴在皮肤上，不能过紧，也不能过松。

4、在带子尺环绕一周后，交叉读取数值为各个围度值。

5、记录下训量的各个围度的数值。

传统的脚的高度的测量是通过脚的各个特征部位点到水平面距离得到的尺寸，测量脚高时，一般使用高度测量尺进行测量。也可以用较长的直尺及三角板来代替。测量步骤如下：

1、使用高度测量尺测量时，可将高度尺的指针对准脚的特征部位点，然后从高度尺上读出数据。

2、使用直尺时可直接膝下高、腿肚高、脚腕高、外踝骨中心下沿点高、和后跟突度点高。

3、使用直尺测量舟上弯点高、前跗骨突点高、第一跖趾关节高、拇指高时，要用三角板将这些特征点平移后再用直尺测量。

4、记录下测量的各个高度数值。

从以上描述可以看出，传统的三维脚型测量完全依靠人工操作，费时费力，而且容易失误。

发明内容

本申请的目的旨在提供一种三维脚型测量系统，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种三维脚型测量系统，包括：三维脚型测量仪，用于从两个方向分别获取脚底图像和脚背图像；三维脚形图像分析装置，用于对脚底图像进行分析，得到脚底的长宽特征尺寸；以及脚底图像进行分析，得到脚背的高度特征尺寸。

优选的，三维脚型测量仪包括：光学结构；电子结构，用于对光学结构所照射的脚拍照，以获取脚型三维图像；机械结构，用于安装光学结构和电子结构，以及支撑和容纳脚在合适的位置，以被光学结构照射以及被电子结构拍照。

优选的，光学结构包括：红外灯光源、白光或单色光光源、红外透光膜、平面透镜、承重透光玻璃板、侧面透镜和反射镜；电子结构包括：主控电路板、相机和相机电路板、数据接口、电源适配器接口。

优选的，机械结构包括：壳体，壳体的外侧顶部水平地设有通槽，壳体的内部形成围绕通槽的空腔；通槽的宽度和深度适合容纳一只脚，通槽的底部为承重透光玻璃板，通槽的一侧侧壁为背光板，背光板内布置白光或单色光光源，通槽的另一侧侧壁为侧面透镜；空腔内壁的底部设有脚底反射镜安装板，脚底反射镜安装板安装反射镜中的脚底反射镜，使其光路正对承重透光玻璃板，空腔内壁的侧部还设有侧面反射镜安装板，侧面反射镜安装板安装反射镜中的侧面反射镜，使其光路正对侧面透镜；侧面反射镜下端的下方还设有侧面反射镜截止板，用于固定侧面反射镜；空腔内还设有型材框架，用于支撑壳体，红外灯光源设置在型材框架内，红外透光膜设置在承重透光玻璃板之下。

优选的，侧面透镜包括重叠的凸透镜护镜和侧面平面凸透镜，凸透镜护镜朝向通槽，侧面平面凸透镜朝向侧面反射镜。

优选的，光学结构还包括脚底平面凸透镜，红外透光膜重叠在脚底平面凸透镜之上，承重透光玻璃板重叠在红外透光膜之上。

优选的，空腔内壁设有脚底相机安装板，脚底相机安装板安装相机中的脚底相机，使其正对脚底反射镜，空腔内壁还设有侧面相机安装板，侧面相机安装板安装相机中的侧面相机，使其正对侧面反射镜，空腔内壁还安装主控电路板、相机电路板，壳体上设置朝外的数据接口和电源适配器接口，主控电路板电连接相机电路板、数据接口和电源适配器接口。

优选的，电子结构还包括触控开关，设置在承重透光玻璃板之上，其与主控电路板电连接，用于检测脚的接触。

优选的，红外灯光源与白光或单色光光源分别采用不同的电源。

优选的，三维脚型测量仪包括：左右并排连成一体的第一结构和第二结构，第一结构和第二结构分别包括一套光学结构、一套电子结构和一套机械结构，第一结构和第二结构用于同时测量两只脚。

本发明上述实施例的三维脚型测量系统能自动地测量脚型的三维数据，省时省力，而且有较高的准确率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1示出了根据本发明一个实施例的三维脚形测量系统的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的三维脚形测量仪的外型图；

图3示出了图1的三维脚形测量仪的剖面图；

图4示出了图1的三维脚形测量仪的外型框架图；

图5示出了根据本发明另一实施例的三维脚形测量仪的剖面图。

61：侧面相机；62：脚底相机；21：侧面相机安装板；22：脚底相机安装板；3：脚底反射镜安装板；4：侧面反射镜安装板；51：侧面反射镜；52：脚底反射镜；6：承重透光玻璃；71：侧面平面凸透镜；72：脚底平面凸透镜；8：L型光学组件安装板；9：LED白光单色光背光板；10：凸透镜护镜；11：触控开关；12：侧面反射镜截止板；13：红外透光膜；14：LED红外灯；15：三维脚形测量仪型材框架；16：三维脚形测量仪；20；三维脚形图像分析装置

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

图1示出了根据本发明一个实施例的三维脚形测量系统的示意图，包括：

三维脚型测量仪16，用于从两个方向分别获取脚底图像和脚背图像；

三维脚形图像分析装置20，用于对脚底图像进行分析，得到脚底的长宽特征尺寸；以及脚底图像进行分析，得到脚背的高度特征尺寸。

该三维脚型测量系统能自动地测量脚型的三维数据，省时省力，而且有较高的准确率。

优选的，三维脚型测量仪16包括：光学结构；电子结构，用于对光学结构所照射的脚拍照，以获取脚型三维图像；机械结构，用于安装光学结构和电子结构，以及支撑和容纳脚在合适的位置，以被光学结构照射以及被电子结构拍照。

图2示出了根据本发明一个实施例的三维脚形测量仪的外型图；图3示出了图1的三维脚形测量仪的剖面图；图4示出了图1的三维脚形测量仪的外型框架图。

如图2‐图4所示，光学结构包括：红外灯光源14、白光或单色光光源、红外透光膜13、承重透光玻璃板6、侧面透镜71和10和反射镜51和52；电子结构包括：主控电路板、相机61和62和相机电路板、数据接口、电源适配器接口。

如图1‐图4所示，机械结构包括：壳体16，壳体16的外侧顶部水平地设有通槽，壳体16的内部形成围绕通槽的空腔；通槽的宽度和深度适合容纳一只脚，通槽的底部为承重透光玻璃板6，通槽的一侧侧壁为背光板9，背光板9内布置白光或单色光光源，通槽的另一侧侧壁为侧面透镜71和10；空腔内壁的底部设有脚底反射镜安装板3，脚底反射镜安装板3安装反射镜中的脚底反射镜52，使其光路正对承重透光玻璃板6，空腔内壁的侧部还设有侧面反射镜安装板4，侧面反射镜安装板4安装反射镜中的侧面反射镜51，使其光路正对侧面透镜71和10；侧面反射镜51下端的下方还设有侧面反射镜截止板4，用于固定侧面反射镜51；空腔内还设有型材框架15，用于支撑壳体16，红外灯光源14设置在型材框架19内，红外透光膜13设置在承重透光玻璃板6之下。

如图2‐图4所示，侧面透镜包括重叠的凸透镜护镜10和侧面平面凸透镜71，凸透镜护镜10朝向通槽，侧面平面凸透镜71朝向侧面反射镜51。

如图2‐图4所示，光学结构还包括脚底平面凸透镜72，红外透光膜13重叠在平面透镜72之上，承重透光玻璃板6重叠在红外透光膜13之上。

如图2‐图4所示，空腔内壁设有脚底相机安装板22，脚底相机安装板22安装相机中的脚底相机62，使其正对脚底反射镜52，空腔内壁还设有侧面相机安装板21，侧面相机安装板21安装相机中的侧面相机61，使其正对侧面反射镜51，空腔内壁还安装主控电路板、相机电路板，壳体上设置朝外的数据接口和电源适配器接口，主控电路板电连接相机电路板、数据接口和电源适配器接口。

如图2‐图4所示，电子结构还包括触控开关11，设置在承重透光玻璃板6之上，其与主控电路板电连接，用于检测脚的接触。

优选的，红外灯光源与白光或单色光光源分别采用不同的电源。

图5示出了根据本发明另一实施例的三维脚形测量仪的剖面图，三维脚型测量仪包括：左右并排连成一体的第一结构和第二结构，第一结构和第二结构分别包括一套光学结构、一套电子结构和一套机械结构，第一结构和第二结构用于同时测量两只脚。

本发明实施例的图像采集方式是拍照式面阵图像采集方式。三维脚形测量仪主要体现在脚底轮廓形状、长宽尺寸、脚弓状态的测量以及脚背轮廓的测量。

相机主要用于采集脚底图像信息和脚侧面图像信息，是本发明实施例的主要电子元件之一。相机、主控电路板、触控开关、USB信息传输等部件组合成该系统的电子电路部分。电源接通后由PC终端发出图像采集命令，经主控电路板向相机传达采集命令，相机接到命令后将镜头里的光影信息捕捉下来传送到PC终端。

红外灯光源、红外透光膜(滤光膜、遮光膜)、承重透光玻璃板、LED白光(或单色光)背光板等光学组件的主要功能是为采集图像时提供特殊的光照效果。实施例中红外光源采用850纳米或940纳米红外光源，更容易被图像传感器捉捕光源信号。红外透光膜将环镜光对图像本身的影响阻隔在透光玻璃以外。为了保证红外灯的光照效果，电源适配器单独为红外灯供电。并且布光方式采用了四周均布的环行或方形侧面布光方式。

平面凸透镜的应用，可以保证脚底影像和脚侧面影像的准确性。脚底影像直接穿过承重透光玻璃板后投向反射镜的光影是发散状的，准确性差导致相机采集到的信息同样准确性差。在反射镜前加上平面凸透镜，可便发散状的光影信息平行汇聚，增强脚底和脚背轮廓的测量准确性。

主控电路板控制相机组，向相机电路板发送采集命令，并且接收相机传回的图像信号，最后将获得的图像信息通过USB端口传回PC终端。其次主控电路板有电源分配功能，USB端口除了可传递信号外还可以通电。主控电路板通过USB端口引入电源，电源经过主控电路板的分流，经过不同的电容电阻，分配给相机组以及触控开关。设备各接口连好后，触控开关向主控电路板发出执行扫描工作的命令，开始设备的扫描取图工作。

图1‐图4实施例具体的机械连接方式是：一台相机62和脚底相机安装板22结合形成采集脚底信息电子结构组，一面反射镜52与脚底反射镜安装板3结合形成脚底影像反射镜组，承重透光玻璃板6、一个平面凸透镜72、透光膜13、红外灯14固定于三维脚型测量仪内部型材框架15上，形成脚底信息投影组，三组结构成一定反射成像角度固定，形成脚底信息采集组：另一台相机61与侧面相机安装板21结合形成侧面电子结构组，另一面反射镜51与侧面反射镜安装板4结合形成侧面影像反射组，LED白光(或单色光)背光板9、凸透镜护镜10、另一面平面凸透镜71组合固定于三维测量仪内部型材框架15上形成脚侧面影像投影组，此三组结构成一定反射成像角度固定，形成脚侧面信息采集组：主控电路板固定于三维脚形测量仪壳体侧壁上，分别与两台相机和一个触控开关11连接，由USB端口处引入电源、和信号，然后通过USB信息线向相机和触控开关传递电源和采集信号：电源适配器从另一个电源端口引入电源，向红外灯和LED白光(或单色光)背光板提供单独照明电源。

具体工作方式：当全部结构零部件连接后，被测脚底放于设备玻璃板上，由重力作用触动触控开关，触控开关向主控电路板发出执行扫描命令，主控电路板向相机发出拍照命令，拍照结束后主控板将图像信息通过USB信息线以及USB端口传输到PC终端。PC终端通过得到的图像信息，计算脚底的长宽尺寸和脚背高度分布状态，并根据库存鞋码信息，推荐适合脚形的最佳鞋码号型。

通过阅读以上文字可以看出，本申请的上述实施例提供了一种三维脚型测量系统，能自动地测量脚型的三维数据，省时省力，而且有较高的准确率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维脚型测量系统，其特征在于，包括：

三维脚型测量仪，用于从两个方向分别获取脚底图像和脚背图像；

三维脚形图像分析装置，用于对所述脚底图像进行分析，得到脚底的长宽特征尺寸；以及所述脚底图像进行分析，得到脚背的高度特征尺寸。

2.根据权利要求1所述的三维脚型测量系统，其特征在于，所述三维脚型测量仪包括：

光学结构；

电子结构，用于对所述光学结构所照射的脚拍照，以获取所述脚型三维图像；

机械结构，用于安装所述光学结构和所述电子结构，以及支撑和容纳脚在合适的位置，以被所述光学结构照射以及被所述电子结构拍照。

3.根据权利要求2所述的三维脚型测量系统，其特征在于，

所述光学结构包括：红外灯光源、白光或单色光光源、红外透光膜、承重透光玻璃板、侧面透镜和反射镜；

所述电子结构包括：主控电路板、相机和相机电路板、数据接口、电源适配器接口。

4.根据权利要求3所述的三维脚型测量系统，其特征在于，所述机械结构包括：

壳体，所述壳体的外侧顶部水平地设有通槽，所述壳体的内部形成围绕所述通槽的空腔；

所述通槽的宽度和深度适合容纳一只脚，所述通槽的底部为所述承重透光玻璃板，所述通槽的一侧侧壁为背光板，所述背光板内布置所述白光或单色光光源，所述通槽的另一侧侧壁为所述侧面透镜；

所述空腔内壁的底部设有脚底反射镜安装板，所述脚底反射镜安装板安装所述反射镜中的脚底反射镜，使其光路正对所述承重透光玻璃板，所述空腔内壁的侧部还设有侧面反射镜安装板，所述侧面反射镜安装板安装所述反射镜中的侧面反射镜，使其光路正对所述侧面透镜；所述侧面反射镜下端的下方还设有侧面反射镜截止板，用于固定所述侧面反射镜；

所述空腔内还设有型材框架，用于支撑所述壳体，所述红外灯光源设置在所述型材框架内，所述红外透光膜设置在承重透光玻璃板之下。

5.根据权利要求4所述的三维脚型测量系统，其特征在于，所述侧面透镜包括重叠的凸透镜护镜和侧面平面凸透镜，所述凸透镜护镜朝向所述通槽，所述侧面平面凸透镜朝向所述侧面反射镜。

6.根据权利要求4所述的三维脚型测量系统，其特征在于，所述光学结构还包括脚底平面凸透镜，所述红外透光膜重叠在所述脚底平面凸透镜之上，所述承重透光玻璃板重叠在所述红外透光膜之上。

7.根据权利要求4所述的三维脚型测量系统，其特征在于，所述空腔内壁设有脚底相机安装板，所述脚底相机安装板安装所述相机中的脚底相机，使其正对所述脚底反射镜，所述空腔内壁还设有侧面相机安装板，所述侧面相机安装板安装所述相机中的侧面相机，使其正对所述侧面反射镜，所述空腔内壁还安装所述主控电路板、所述相机电路板，所述壳体上设置朝外的所述数据接口和所述电源适配器接口，所述主控电路板电连接所述相机电路板、所述数据接口和所述电源适配器接口。

8.根据权利要求4所述的三维脚型测量系统，其特征在于，所述电子结构还包括触控开关，设置在所述承重透光玻璃板之上，其与所述主控电路板电连接，用于检测脚的接触。

9.根据权利要求3所述的三维脚型测量系统，其特征在于，所述红外灯光源与所述白光或单色光光源分别采用不同的电源。

10.根据权利要求2‐9任一项所述的三维脚型测量系统，其特征在于，所述三维脚型测量仪包括：左右并排连成一体的第一结构和第二结构，所述第一结构和所述第二结构分别包括一套所述光学结构、一套所述电子结构和一套所述机械结构，所述第一结构和所述第二结构用于同时测量两只脚。