CN110664409B - 一种基于压力采集的足弓类型识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压力采集的足弓类型识别方法，包括如下步骤：S1、获取足底压力区域信息；S2、从足底压力区域信息中提取足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息；S3、基于足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息生成足弓类型信息。本发明。与现有技术相比，本发明可直接采用压力信息判断足弓类型，采用机器进行判断，相比采用肉眼进行判断，准确率更高。并且，本发明虽然采集压力信息，但是采用了足底宽度进行足弓类型的判断，无需进行复杂的力学计算，对硬件要求较低。

Description

一种基于压力采集的足弓类型识别方法

技术领域

本发明涉及足弓类型判断技术领域，具体涉及一种基于压力采集的足弓类型识别方法。

背景技术

足弓，是足的跗骨，蹠骨借韧带、肌腱共同组成的一个凸向上方的弓形结构。足弓主要可以分为三类：高足弓、正常足弓及低足弓。根据足弓的类型不同，应当选择不同的鞋子，从而避免在行走或跑动过程中造成脚踝、膝盖、骨盆等关节损伤。因此，准确的判断足弓类型，就成为了正确选择鞋子的重要前提。

市面上现有的对于足弓的测量，主要采用物理检测方法，在脚底涂墨水后，踩在纸上，根据脚印情况来判断足弓类型，这种方法过程相对繁琐，且判断方式主要依靠肉眼观察后根据经验进行判断，准确性较差。

因此，如何能够更加高效准确的判断足弓类型，成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何能够更加高效准确的判断足弓类型。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于压力采集的足弓类型识别方法，包括如下步骤：

S1、获取足底压力区域信息；

S2、从足底压力区域信息中提取足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息；

S3、基于足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息生成足弓类型信息。

优选地，步骤S1包括：

S101、使待测者站在足底压力采集装置上，足底压力采集装置包括多个阵列排布的压力传感器；

S102、基于采集到压力值的压力传感器的个数及位置生成足底压力区域信息。

优选地，步骤S102包括：

S1021、基于采集到压力值的压力传感器的个数及位置得到待处理足底压力区域信息；

S1022、基于待处理足底压力区域信息生成斜率信息；

S1023、基于斜率信息对待处理足底压力区域信息进行校正，得到足底压力区域信息。

优选地，斜率信息包括左脚斜率信息及右脚斜率信息，生成左脚斜率信息或右脚斜率信息的方法包括：

对采集到左脚或右脚压力值的压力传感器按行和列进行编号；

确定左脚或右脚的最宽行，最宽行为包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最多的一行；

确定左脚或右脚的足跟行，足跟行为采集到左脚或右脚压力值的压力传感器所在的最靠后的一行之前的第n行，n为预设值；

计算左脚或右脚的图像行数，图像行数为最宽行到足跟的行数；

获取左脚或右脚的最宽行起始列值，最宽行起始列值为最宽行起始列编号与足跟起始列编号的差值，对于左脚，起始列为最宽行的最右侧一列，足跟起始列为跟骨区域最右侧一列；对于右脚，起始列为最宽行的最左侧一列，足跟起始列为跟骨区域最左侧一列；

左脚斜率或右脚斜率为左脚或右脚对应的最宽行起始列值除以图像行数。

优选地，n的取值范围为1或2。

优选地，步骤S2包括：

S201、确定足底压力区域信息中的左脚或右脚最宽行，所述最宽行为足底压力区域信息中包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最多的一行，最大宽度信息为所述最宽行中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器数；

S202、确定足底压力区域信息中左脚或右脚的足跟行，所述足跟行为足底压力区域信息中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器所在的最靠后的一行之前的第m行，m为预设值；

S203、确定足底压力区域信息中的左脚或右脚最窄行，所述最窄行为所述最宽行与所述足跟行之间包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最少的一行，最小宽度信息为所述最窄行中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器数。

优选地，步骤S3包括：

计算最小宽度信息与最大宽度信息的比值，基于所述比值生成足弓类型信息。

综上所述，本发明公开了一种基于压力采集的足弓类型识别方法，包括如下步骤：S1、获取足底压力区域信息；S2、从足底压力区域信息中提取足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息；S3、基于足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息生成足弓类型信息。本发明。与现有技术相比，本发明可直接采用压力信息判断足弓类型，采用机器进行判断，相比采用肉眼进行判断，准确率更高。并且，本发明虽然采集压力信息，但是采用了足底宽度进行足弓类型的判断，无需进行复杂的力学计算，对硬件要求较低。

附图说明

图1是本发明一种基于压力采集的足弓类型识别方法的一种具体实施方式的流程图；

图2是本发明中待处理足底压力区域信息的示意图；

图3是本发明中二值化后的右脚的待处理足底压力区域信息的示意图；

图4为本发明中校正前右脚的图像行数及最宽行起始列值示意图；

图5为本发明中校正后右脚的足底压力区域信息；

图6为本发明中最大宽度信息及最小宽度信息示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述说明。

如图1所示，本发明公开了一种基于压力采集的足弓类型识别方法，包括如下步骤：

S1、获取足底压力区域信息；

S2、从足底压力区域信息中提取足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息；

S3、基于足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息生成足弓类型信息。

与现有技术相比，本发明可直接采用压力信息判断足弓类型，采用机器进行判断，相比采用肉眼进行判断，准确率更高。并且，本发明虽然采集压力信息，但是采用了足底宽度进行足弓类型的判断，无需进行复杂的力学计算，对硬件要求较低。

具体实施时，步骤S1包括：

S101、使待测者站在足底压力采集装置上，足底压力采集装置包括多个阵列排布的压力传感器；

S102、基于采集到压力值的压力传感器的个数及位置生成足底压力区域信息。

本发明中，可将多个压力传感器设置成矩阵作为足底压力采集装置，当待测者站在足底压力采集装置上时，会有多个压力传感器采集到压力。其采集的数据如图2所示。由于本发明无需根据具体的压力数值来进行判断，因此，可将采集到的压力信息进行二值化处理，则压力传感器采集的数据就只分为采集到压力和未采集到压力两类，则得到了足底压力区域信息。以右脚为例，处理后的数据如图3所示。在具体实施时，可以将足底压力采集装置分为两个区域，用于分别采集两只脚的信息。在进行数据采集时，待测者的双脚分别踩在对应的区域内。此外，还可以以采集到压力的压力传感器的第一行、第一列、最后一行及最后一列为边界，得到初步的足底压力区域。采用这种方式，可以初步排除掉大部分的未采集到压力的传感器，为后续的数据处理提供便利。

具体实施时，步骤S102包括：

S1021、基于采集到压力值的压力传感器的个数及位置得到待处理足底压力区域信息；

S1022、基于待处理足底压力区域信息生成斜率信息；

S1023、基于斜率信息对待处理足底压力区域信息进行校正，得到足底压力区域信息。

本发明实际上是根据脚掌宽度来判断足弓类型，但待测者在进行数据采集时，两只脚掌通常不会相互平行，且脚掌的宽度方向也不会与预设数据处理时设置的宽度方向重合，如图3所示，这样，会导致足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息采集的误差，从而导致识别不准，因此，为了避免误差，提高准确率，还需要计算出斜率信息，从而对数据进行校正，校正之后如图5所示。本领域技术人员应当知晓的是，本发明中的斜率计算及数据处理均是针对每一只脚单独进行的，每只脚采集的数据、其斜率及最终得到判断结果，都是独立的。此外，为了便于数据处理，可将一只脚的数据进行镜像处理，再使用镜像后的数据进行后续处理，可以实现两只脚数据的统一处理（假设对右脚的数据进行镜像处理，则镜像处理后得到的数据可以直接按照左脚的处理方式进行处理）。

具体实施时，斜率信息包括左脚斜率信息及右脚斜率信息，生成左脚斜率信息或右脚斜率信息的方法包括：

对采集到左脚或右脚压力值的压力传感器按行和列进行编号；

确定左脚或右脚的最宽行，最宽行为包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最多的一行；

确定左脚或右脚的足跟行，足跟行为采集到左脚或右脚压力值的压力传感器所在的最靠后的一行之前的第n行，n为预设值；

计算左脚或右脚的图像行数，图像行数为最宽行到足跟的行数；

获取左脚或右脚的最宽行起始列值，最宽行起始列值为最宽行起始列编号与足跟起始列编号的差值，对于左脚，起始列为最宽行的最右侧一列，足跟起始列为跟骨区域最右侧一列；对于右脚，起始列为最宽行的最左侧一列，足跟起始列为跟骨区域最左侧一列；

左脚斜率或右脚斜率为左脚或右脚对应的最宽行起始列值除以图像行数。

本发明中，以行的方向为脚掌宽度方向。每一个压力传感器可视为行和列上的一个点，则相应的，每个压力传感器均具有行和列的编号。以图3为例，计算出的图像行数及最宽行起始列值如图4所示，从而可以计算出斜率。校正后的数据如图5所示。

具体实施时，n的取值范围为1或2。

通常情况下，最后一行的有压力点数量很少，所以需要向前找有压力点数比较多的，为后面寻找足弓最少的压力点数行缩小范围（最小宽度），排除干扰，通常选择最后一行往前1到2行。

具体实施时，步骤S2包括：

S201、确定足底压力区域信息中的左脚或右脚最宽行，所述最宽行为足底压力区域信息中包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最多的一行，最大宽度信息为所述最宽行中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器数；

S202、确定足底压力区域信息中左脚或右脚的足跟行，所述足跟行为足底压力区域信息中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器所在的最靠后的一行之前的第m行，m为预设值；

通常情况下，最后一行的有压力点数量很少，所以需要向前找有压力点数比较多的，为后面寻找足弓最少的压力点数行缩小范围（最小宽度），排除干扰，通常选择最后一行往前1到2行（m取值为1或2）。

S203、确定足底压力区域信息中的左脚或右脚最窄行，所述最窄行为所述最宽行与所述足跟行之间包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最少的一行，最小宽度信息为所述最窄行中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器数。

如图6所示，最大宽度信息及最小宽度信息分别为图6中最上面一行的采集到压力的压力传感器数，及最下面一行的采集到压力的压力传感器数。

具体实施时，步骤S3包括：

计算最小宽度信息与最大宽度信息的比值，基于所述比值生成足弓类型信息。

若比值小于0.28，则认为待测者属于低弓足，若大于0.55，则待测者属于高弓足，若在0.28至0.55之间，则待测者属于普通足弓。

通过实验，收集多人的真实压力数据，且根据在外真实使用后的压力数据，进行归类得到上述范围。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于压力采集的足弓类型识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取足底压力区域信息；步骤S1包括：

S101、使待测者站在足底压力采集装置上，足底压力采集装置包括多个阵列排布的压力传感器；

S102、基于采集到压力值的压力传感器的个数及位置生成足底压力区域信息；步骤S102包括：

S1021、基于采集到压力值的压力传感器的个数及位置得到待处理足底压力区域信息；

S1022、基于待处理足底压力区域信息生成斜率信息；斜率信息包括左脚斜率信息及右脚斜率信息，生成左脚斜率信息或右脚斜率信息的方法包括：

对采集到左脚或右脚压力值的压力传感器按行和列进行编号；

确定左脚或右脚的最宽行，最宽行为包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最多的一行；

确定左脚或右脚的足跟行，足跟行为采集到左脚或右脚压力值的压力传感器所在的最靠后的一行之前的第n行，n为预设值；

计算左脚或右脚的图像行数，图像行数为最宽行到足跟的行数；

获取左脚或右脚的最宽行起始列值，最宽行起始列值为最宽行起始列编号与足跟起始列编号的差值，对于左脚，起始列为最宽行的最右侧一列，足跟起始列为跟骨区域最右侧一列；对于右脚，起始列为最宽行的最左侧一列，足跟起始列为跟骨区域最左侧一列；

左脚斜率或右脚斜率为左脚或右脚对应的最宽行起始列值除以图像行数；

S1023、基于斜率信息对待处理足底压力区域信息进行校正，得到足底压力区域信息；

S2、从足底压力区域信息中提取足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息；

S3、基于足底压力最大宽度信息及足底压力最小宽度信息生成足弓类型信息。

2.如权利要求1所述的基于压力采集的足弓类型识别方法，其特征在于，n的取值范围为1或2。

3.如权利要求1所述的基于压力采集的足弓类型识别方法，其特征在于，步骤S2包括：

S201、确定足底压力区域信息中的左脚或右脚最宽行，所述最宽行为足底压力区域信息中包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最多的一行，最大宽度信息为所述最宽行中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器数；

S202、确定足底压力区域信息中左脚或右脚的足跟行，所述足跟行为足底压力区域信息中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器所在的最靠后的一行之前的第m行，m为预设值；

S203、确定足底压力区域信息中的左脚或右脚最窄行，所述最窄行为所述最宽行与所述足跟行之间包括的采集到左脚或右脚压力值的压力传感器最少的一行，最小宽度信息为所述最窄行中采集到左脚或右脚压力值的压力传感器数。

4.如权利要求3所述的基于压力采集的足弓类型识别方法，其特征在于，步骤S3包括：

计算最小宽度信息与最大宽度信息的比值，基于所述比值生成足弓类型信息。

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