CN112100853B - 一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，利用个性化数据进行符合人体工程学的鞋垫设计，使用设备扫描特定用户自身鞋垫以得到扫描鞋垫模型，将其作为鞋垫模板去同步预制鞋垫模型，从而得到边沿轮廓与鞋适配的鞋垫。借助扫描鞋垫模型与预制鞋垫模型设计足弓支撑外形，通过增加足部与鞋垫接触面积的方式重新分布足底压力，减小部分区域的过大受力；使用设备采集足底动态压力，借助对足底动态压力图的处理与分析，设计匹配足底压力分布的鞋垫外形，通过增加足部着地缓冲距离的方式减小前脚掌与足跟主要受力区域所受压力。减压鞋垫能够重新分布足底压力，在提高穿着舒适性的同时，对足部提供适当保护并降低足部损伤风险。

Description

一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法

技术领域

本发明涉及一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，属于三维图形几何技术领域。

背景技术

近年来人们对健康的重视程度越来越高，足部健康作为其中一个重要组成部分，受到广泛关注。行走时，鞋垫品质的优劣以及是否与使用者的脚型适配，直接影响使用者的足部健康与穿着舒适度。然而，由于每个人的脚型不同，其行走过程中脚的受力面积及受力点也各不相同，因此市面上常见的通用鞋垫并不适用于所有人。个性化鞋垫可以提供良好的舒适度，提高运动表现并且降低运动损伤的风险。随着三维足型扫描技术、足底压力测量技术、3D快速打印技术的日渐成熟，消费者对鞋垫的个性定制有着强烈需求，借助足部扫描模型、足底压力分布可以设计满足每位用户足形特征和运动习惯的个性化定制鞋垫。定制鞋垫能够重新分布足底压力，提升穿着舒适度并保护足部。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，快速设计出具有减压功能的个性化设计鞋垫，设计满足每位用户足形特征和运动习惯的个性化定制鞋垫；定制鞋垫能够重新分布足底压力，提升穿着舒适度并保护足部。

为达到上述目的，本发明提供一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，包含以下步骤：

(1)扫描用户自身使用的鞋垫得到扫描鞋垫模型，扫描鞋垫模型作为边沿轮廓模板，调整预制的鞋垫模型的轮廓，同步扫描鞋垫模型的轮廓和预制的鞋垫模型的轮廓；

(2)自动配准实现预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型的大小自动适配并且位置对齐；

(3)结合扫描鞋垫模型，使用射线求交和模型表面替换对预制的鞋垫模型进行足弓支撑结构的设计，初步设计出具有足弓承托功能的鞋垫模型一；

(4)对鞋垫模型一的足弓支撑结构的宽度微调操作，对鞋垫模型一的足弓支撑结构的高度微调操作；

(5)结合足底动态压力，进行匹配足底压力分布的鞋垫减压外形设计；

增加鞋垫模型一前掌的厚度和鞋垫模型一后跟的厚度，对鞋垫模型一的表面做光滑处理；

(6)对鞋垫模型一内侧足弓表面做调整，使鞋垫模型一内侧足弓表面贴合鞋子内侧帮里，提高鞋垫模型一与鞋子的贴合度。

进一步地，步骤(1)包括以下步骤：

①预制一个鞋垫模型，使用足部三维扫描仪扫描用户自身使用的鞋垫得到扫描鞋垫模型；

②以预制的鞋垫模型内每个顶点作为射线求交的起点，竖直向上做射线，将与扫描鞋垫模型没有交点的射线的起点作为待调整点；

③将扫描鞋垫模型投影到预制的鞋垫模型的每一层，根据扫描鞋垫模型的轮廓特征对待调整点进行位置调整以完成扫描鞋垫模型和预制的鞋垫模型的轮廓同步。

进一步地，步骤(2)中，将预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行大小自动适配并且位置自动对齐，使得预制的鞋垫模型位于扫描鞋垫模型正下方，预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型之间留有间隙。

进一步地，步骤(3)包含以下步骤：

①将边沿同步完成得到的预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行大小的适配处理，将边沿同步完成得到的预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行位置的适配处理，并使扫描鞋垫模型的下表面与预制的鞋垫模型上表面对齐重合；

②选中预制的鞋垫模型的上表面需要进行变形的顶点，以预制的鞋垫模型的上表面需要进行变形的顶点为起点竖直向上做射线进行射线求交，找到离每个起点距离最近的位于扫描鞋垫模型下表面的点；

③利用扫描鞋垫模型下表面离射线起点最近的顶点替换预制的鞋垫模型上表面的变形点，以表面替换的形式实现足弓支撑结构的生成得到鞋垫模型一。

进一步地，步骤(4)包含以下步骤：

①确定足弓支撑结构的区域内的顶点；

②分别对足弓支撑结构的顶点的位置做调整，以完成足弓支撑结构高度的调节与足弓支撑结构深度的调节；对于足弓支撑结构的高度，设置用户想要的微调后的足弓支撑结构高度和鞋垫模型一的足弓支撑结构高度的比例，根据比例修改鞋垫模型一的足弓支撑结构的区域内顶点Z轴坐标，从而实现对鞋垫模型一足弓支撑结构高度的调整；

设置用户想要的微调后的足弓支撑结构深度相对于鞋垫模型一的足弓支撑结构深度的比例，根据比例对鞋垫模型一的足弓支撑结构的区域内的顶点在足弓深度方向进行位置调整，从而实现鞋垫模型一的足弓支撑结构深度的调整。

进一步地，步骤(5)包含以下步骤：

①对使用足底压力测评仪取得的动态足底压力图像进行算法处理，取得动态足底压力图像的主要受力区域的形状与位置分布特征，将它们作为足底压力分布特征；

②将足底压力分布特征映射到鞋垫模型一上，并进行动态足底压力图像映射后的鞋垫模型一相应区域的厚度处理。

进一步地，步骤(6)包含以下步骤：

①以足弓支撑结构在鞋垫模型一长度方向的范围为界限，确定鞋垫模型一的内侧足弓表面的待调整点；

②对鞋垫模型一内的待调整点进行不同比例的位置调整以完成鞋垫表面形状编辑。

进一步地，在确保预制的鞋垫模型形状与预制的鞋垫模型比例不变的情况下，自适应的根据扫描鞋垫模型的尺寸进行扫描鞋垫模型大小的调节。

本发明所达到的有益效果：

本发明的支撑减压鞋垫使用用户自身鞋垫作为轮廓模板，可以与任何鞋子进行适配，不受鞋子内底形状的限制；使用用户足部三维扫描模型即可快速生成足弓支撑结构，同时微调后的足弓支撑结构又能有效重新分布用户足底压力，减小前掌与足跟受力，提升穿着舒适度并保护足部。匹配压力分布的鞋垫厚度设计可以保证非全掌着地状态下，用户足部个性化的受力过大区域压力的减小。

附图说明

图1为本发明的设计流程图；

图2为本发明中用户的扫描鞋垫模型示意图；

图3为用户自身使用的鞋垫的三维扫描模型示意图；

图4为本发明中足底动态压力分布状况图；

图5为本发明中预制的鞋垫模型示意图；

图6为本发明中足部与预制鞋垫适配示意图；

图7为本发明中足弓内侧表面编辑效果图；

图8为本发明中鞋垫模型一的效果图；

图9为本发明中鞋垫模型一的俯视效果图；

图10为穿着鞋垫与不穿着鞋垫足底压力改善对比图。

具体实施方式

以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，包含以下步骤：

(1)扫描用户自身使用的鞋垫得到扫描鞋垫模型，扫描鞋垫模型作为边沿轮廓模板，调整预制的鞋垫模型的轮廓，同步扫描鞋垫模型的轮廓和预制的鞋垫模型的轮廓；

(2)自动配准实现预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型的大小自动适配并且位置对齐；

(3)结合扫描鞋垫模型，使用射线求交和模型表面替换对预制的鞋垫模型进行足弓支撑结构的设计，初步设计出具有足弓承托功能的鞋垫模型一；

(4)对鞋垫模型一的足弓支撑结构的宽度微调操作，对鞋垫模型一的足弓支撑结构的高度微调操作；

(5)结合足底动态压力，进行匹配足底压力分布的鞋垫减压外形设计；

增加鞋垫模型一前掌的厚度和鞋垫模型一后跟的厚度，对鞋垫模型一的表面做光滑处理；

(6)对鞋垫模型一内侧足弓表面做调整，使鞋垫模型一内侧足弓表面贴合鞋子内侧帮里，提高鞋垫模型一与鞋子的贴合度。

优先地，步骤(1)包括以下步骤：

①预制一个鞋垫模型，使用足部三维扫描仪扫描用户自身使用的鞋垫得到扫描鞋垫模型；

②以预制的鞋垫模型内每个顶点作为射线求交的起点，竖直向上做射线，将与扫描鞋垫模型没有交点的射线的起点作为待调整点；

③将扫描鞋垫模型投影到预制的鞋垫模型的每一层，根据扫描鞋垫模型的轮廓特征对待调整点进行位置调整以完成扫描鞋垫模型和预制的鞋垫模型的轮廓同步。

优先地，步骤(2)中，将预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行大小自动适配并且位置自动对齐，使得预制的鞋垫模型位于扫描鞋垫模型正下方，预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型之间留有间隙。

优先地，步骤(3)包含以下步骤：

①将边沿同步完成得到的预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行大小的适配处理，将边沿同步完成得到的预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行位置的适配处理，并使扫描鞋垫模型的下表面与预制的鞋垫模型上表面对齐重合；

②选中预制的鞋垫模型的上表面需要进行变形的顶点，以预制的鞋垫模型的上表面需要进行变形的顶点为起点竖直向上做射线进行射线求交，找到离每个起点距离最近的位于扫描鞋垫模型下表面的点；

③利用扫描鞋垫模型下表面离射线起点最近的顶点替换预制的鞋垫模型上表面的变形点，以表面替换的形式实现足弓支撑结构的生成得到鞋垫模型一。

优先地，步骤(4)包含以下步骤：

①确定足弓支撑结构的区域内的顶点；

②分别对足弓支撑结构的顶点的位置做调整，以完成足弓支撑结构高度的调节与足弓支撑结构深度的调节；对于足弓支撑结构的高度，设置用户想要的微调后的足弓支撑结构高度和鞋垫模型一的足弓支撑结构高度的比例，根据比例修改鞋垫模型一的足弓支撑结构的区域内顶点Z轴坐标，从而实现对鞋垫模型一足弓支撑结构高度的调整；

设置用户想要的微调后的足弓支撑结构深度相对于鞋垫模型一的足弓支撑结构深度的比例，根据比例对鞋垫模型一的足弓支撑结构的区域内的顶点在足弓深度方向进行位置调整，从而实现鞋垫模型一的足弓支撑结构深度的调整。

优先地，步骤(5)包含以下步骤：

①对使用足底压力测评仪取得的动态足底压力图像进行算法处理，取得动态足底压力图像的主要受力区域的形状与位置分布特征，将它们作为足底压力分布特征；

②将足底压力分布特征映射到鞋垫模型一上，并进行动态足底压力图像映射后的鞋垫模型一相应区域的厚度处理。

优先地，步骤(6)包含以下步骤：

①以足弓支撑结构在鞋垫模型一长度方向的范围为界限，确定鞋垫模型一的内侧足弓表面的待调整点；

②对鞋垫模型一内的待调整点进行不同比例的位置调整以完成鞋垫表面形状编辑。

优先地，在确保预制的鞋垫模型形状与预制的鞋垫模型比例不变的情况下，自适应的根据扫描鞋垫模型的尺寸进行扫描鞋垫模型大小的调节。

下面结合具体实施例进行描述：

(1)以扫描鞋垫模型的外轮廓作为预制鞋垫模型边沿轮廓编辑的模板，如图3所示。调整预制的鞋垫模型边沿轮廓，以提高鞋垫与鞋的适配性，增强鞋垫通用性。

按以下步骤进行：

①使用3ds Max预制一个鞋垫模型，该模型由三层平面点集组成，如图5所示。将预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行大小适配、位置对齐，并使得预制的鞋垫模型位于扫描鞋垫正下方、二者中心对齐且不接触。

②以预制鞋垫点云模型内每个顶点作为求交射线的起点，竖直向上做射线，进行射线求交操作，将与扫描鞋垫模型没有交点的射线的起点作为预制鞋垫模型进行轮廓编辑的待调整点。

③将扫描鞋垫的点云模型投影到预制鞋垫点云模型的每一层，在每层内分别根据扫描鞋垫模型的边沿轮廓特征，将待调整点平行移动到离其最近的扫描鞋垫模型的边沿轮廓点附近，以此完成对待调整点的位置调整。三层待调整点调整完毕即可实现两双鞋垫的轮廓同步。

(2)结合鞋垫模型包围盒的相关数据，使用自动配准技术实现预制鞋垫模型与足部模型的大小自动适配、位置对齐。按以下步骤进行：

①首先获取足部与鞋垫模型AABB包围盒的两个最值点P1(X_min，Y_min，Z_min)， P2(X_max，Y_max，Z_max)。

②根据最值点做差取得包围盒的长宽尺寸信息，模型包围盒中心点坐标＝(P1+P2)/2。

③将鞋垫模型长、宽方向的长度以其包围盒中心为缩放指定点进行缩放，进行预制鞋垫模型与扫描鞋垫模型的大小适配。缩放矩阵如下，其中T为平移矩阵，参数根据模型包围盒中心点坐标确定；S为缩放矩阵，参数根据足部与鞋垫模型包围盒长、宽方向的比例确定：

④以扫描鞋垫模型与鞋垫模型包围盒中心点坐标X、Y轴的差值为平移矩阵参数，进行鞋垫模型位置的平移调整，平移矩阵如下：

(3)结合用户三维足部扫描模型，如图2所示。使用射线求交、模型表面顶点替换等技术进行鞋垫足弓支撑结构的设计，初步快速设计出具有足弓承托功能的鞋垫外形。按以下步骤进行：

①将边沿同步完成的鞋垫与足部扫描模型进行大小、位置适配处理，并使足部模型下表面与预制鞋垫模型上表面对齐重合，如图6所示。

②使用鼠标绘制指定区域，在设计软件内选中预制的鞋垫模型上表面需要进行变形的顶点，以这些变形点作为射线起点，竖直向上做射线进行射线求交，找到离每个射线起点距离最近且该距离非零的预制鞋垫模型的足底表面的点，将这些点组成的具有弧度的足底表面作为足弓支撑结构的初步形状。

③利用预制鞋垫模型足底表面离射线起点最近的顶点替换预制的鞋垫模型上表面的变形点，以表面替换的形式实现鞋垫足弓支撑结构的生成。

(4)对足弓支撑结构进行宽度、高度等微调操作以提高穿着舒适度。按以下步骤进行：

①采用数学上求取定积分近似逼近的思想，确定鞋垫足弓支撑调整区域内的顶点。

具体方法为将支撑外形区域在X轴方向划分成多个高度不一的矩形，用众多高度不一、相邻排列的矩形近似逼近出原区域，矩形划分的越多则足弓支撑区域的还原度越高。

②分别对选中顶点的位置做调整以完成足弓高度与深度的调节。对于足弓高度，设置不同比例实现顶点位置调整的高度区别，其具体实现如下：

Step1:求取已经确定的足弓支撑区域所有组成点的Z轴坐标最小值,记为minZ。

Step2:设置足弓高度调整比例archHeightRatio，该值决定将支撑结构高度调整为初始支撑外形高度的比例。

Step3:根据archHeightRatio调整足弓支撑区域的高度。通过当前点的高度减去minZ，差值乘以调整比例archHeightRatio，最后加上minZ，用该值更新足弓支撑结构每个点的Z轴坐标。

对于足弓深度，设置不同比例完成足弓深度的压缩，将鞋垫原始高度分布到新的足弓深度范围内。其具体实现步骤如下：

Step1:如图7所示，将足弓支撑外形边界最左侧点P3的X、Y、Z轴坐标分别记为xMin,yMiddle，zHeight。

Step2:求取Y轴坐标为yMiddle时，鞋垫在X轴方向的左右两个最值，分别记为insoleXmin， insoleXmax，该部分鞋垫宽度width＝insoleXmax-insoleXmin。

Step3:求取该处足弓支撑结构的宽度，archRange＝insoleXmax-xMin。

Step4:计算当前足弓支撑结构的深度的比例，archDepthRatio＝archRange/width。

Step5:设置足弓深度调整后的合适比例ratio， ratio＝archNewRange/width,archNewRange＝insoleXmax-archDepthBorder。 archDepthBorder为支撑形状在X轴方向的起始阈值，archDepthBorder＝xMin+width*(archDepthRatio-ratio)，如图7红色线段所示。将在阈值左侧的足弓支撑结构的高度，调整为点P3的Z轴坐标zHeight。

Step6:计算调整后的足弓深度在X轴方向的长度，xLength＝insoleXmax-archDepthBorder，将其分为若干段，这里可取25段。

Step7:对archDepthBorder右侧的足弓支撑区域进行高度的调整，通过两个嵌套for循环实现。外层循环将xLength分段，并求取每段的X轴左边界与右边界；内层循环进行每个[左边界，右边界]段内的处理，先求该段内足弓支撑结构里每个点的Z轴坐标，再将该点的Z轴坐标按所属的段索引进行调整，越靠近鞋垫右边界insoleXmax，越接近于原来的高度，最后一段内点的Z轴坐标不变。即将足弓支撑区域的X轴范围以边界阈值archDepthBorder为新的支撑形状起点向内侧纵弓处收缩，原支撑形状高度均匀分布到调整后的足弓深度xLength内。

(5)结合图4所示足底动态压力分布，进行匹配足底压力分布的鞋垫减压外形设计。增加鞋垫模型一的前掌和鞋垫模型一的后跟等主要受力区域的厚度，并对鞋垫模型一的表面做光滑处理。按以下步骤进行：

①使用OpenCV对足底压力测评仪取得的动态足底压力图像进行轮廓检测、图像矩求解、亚像素级角点检测等算法处理，取得足部主要受力区域相对于整个足底的位置分布与形状等特征。其具体步骤如下：

Step1:获取所有足部支撑相足底压力图片里相同部位红色区域轮廓，比较之后取得足部每个部位红色区域最大的轮廓，获取它们的重心坐标。

Step2:对取得的轮廓进行亚像素级角点检测以获取角点位置信息。根据角点坐标计算出所有角点在X轴方向最大、最小值和Y轴方向最大、最小值，用以确定轮廓范围。

Step3:对整体足部模型的外轮廓进行角点检测，确定外轮廓位置，将其作为受力区域定位的位置参照。

Step4:根据重心、主要受力区域轮廓角点坐标的最值以及外轮廓角点的坐标确定受力较大区域在整个足部受力区域的相对位置以及轮廓特征，供后续根据主要受力区域轮廓形状对它们进行诸如椭圆、矩形等规则形状的近似提取。

②在鞋垫设计软件内，将压力分布特征映射到预制鞋垫模型上，进行相应区域的厚度处理。匹配压力分布的鞋垫厚度调整通过改变对应区域内顶点Z轴坐标实现。随着区域内鞋垫上表面顶点Z轴坐标的增加，在下表面顶点Z轴坐标不变的情况下，鞋垫厚度得到增加。调整完毕的鞋垫上表面会形成断层，对其进行适当光滑处理之后即可完成匹配压力分布的鞋垫厚度调整。

(6)对鞋垫内侧足弓表面做调整，使其贴合鞋子内侧帮里，提高鞋垫与鞋的贴合度，使其不会在鞋内晃动，如图8所示。按以下步骤进行：

①以足弓支撑结构在鞋垫长度方向的范围为界限，在鞋垫点云模型的每层确定内侧足弓表面的待调整点。其具体步骤如下：

Step1:在鞋垫模型点云中选出上表面边沿点以及中、下层点，并将其分为两组。一组为鞋垫上表面外边沿点，另一组为鞋垫中、下层的点云。

Step2:根据足弓所在范围确定的Y轴区间，从Step1确定的点中选择内足弓一侧的点作为待调整点。

②以图7足弓支撑外形的边界点为参考点，将鞋垫模型上层、中间层、底层内侧足弓区域选中的待调整点按不同比例向足弓边界点进行调整靠近，调整幅度从上层到底层逐渐增大，底层待调整点完全移动到足弓边界点处。从而完成鞋垫内侧足弓表面形状编辑。

设计完成的鞋垫如图9所示，鞋垫效果验证如图10所示。

同步鞋垫模型的轮廓和预制鞋垫模型的轮廓以提高鞋垫与鞋的适配性，增强鞋垫通用性；

对足弓支撑结构进行宽度和高度微调操作以提高穿着舒适度；

对鞋垫模型一的内侧足弓表面做调整，使鞋垫模型一的内侧足弓表面贴合鞋子内侧帮里，提高鞋垫与鞋的贴合度，使其不会在鞋内晃动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）扫描用户自身使用的鞋垫得到扫描鞋垫模型，扫描鞋垫模型作为边沿轮廓模板，调整预制的鞋垫模型的轮廓，同步扫描鞋垫模型的轮廓和预制的鞋垫模型的轮廓；

（2）自动配准实现预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型的大小自动适配并且位置对齐；

（3）结合扫描鞋垫模型，使用射线求交和模型表面替换对预制的鞋垫模型进行足弓支撑结构的设计，初步设计出具有足弓承托功能的鞋垫模型一；

（4）对鞋垫模型一的足弓支撑结构的宽度微调操作，对鞋垫模型一的足弓支撑结构的高度微调操作；

（5）结合足底动态压力，进行匹配足底压力分布的鞋垫减压外形设计；

增加鞋垫模型一前掌的厚度和鞋垫模型一后跟的厚度，对鞋垫模型一的表面做光滑处理；

（6）对鞋垫模型一内侧足弓表面做调整，使鞋垫模型一内侧足弓表面贴合鞋子内侧帮里，提高鞋垫模型一与鞋子的贴合度。

2.根据权利要求1所述的一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，其特征在于，步骤（1）包括以下步骤：

①预制一个鞋垫模型，使用足部三维扫描仪扫描用户自身使用的鞋垫得到扫描鞋垫模型；

②以预制的鞋垫模型内每个顶点作为射线求交的起点，竖直向上做射线，将与扫描鞋垫模型没有交点的射线的起点作为待调整点；

③将扫描鞋垫模型投影到预制的鞋垫模型的每一层，根据扫描鞋垫模型的轮廓特征对待调整点进行位置调整以完成扫描鞋垫模型和预制的鞋垫模型的轮廓同步。

3.根据权利要求2所述的一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，其特征在于，步骤（2）中，将预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行大小自动适配并且位置自动对齐，使得预制的鞋垫模型位于扫描鞋垫模型正下方，预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型之间留有间隙。

4.根据权利要求3所述的一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，其特征在于，步骤（3）包含以下步骤：

①将边沿同步完成得到的预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行大小的适配处理，将边沿同步完成得到的预制的鞋垫模型与扫描鞋垫模型进行位置的适配处理，并使扫描鞋垫模型的下表面与预制的鞋垫模型上表面对齐重合；

②选中预制的鞋垫模型的上表面需要进行变形的顶点，以预制的鞋垫模型的上表面需要进行变形的顶点为起点竖直向上做射线进行射线求交，找到离每个起点距离最近的位于扫描鞋垫模型下表面的点；

③利用扫描鞋垫模型下表面离射线起点最近的顶点替换预制的鞋垫模型上表面的变形点，以表面替换的形式实现足弓支撑结构的生成得到鞋垫模型一。

5.根据权利要求4所述的一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，其特征在于，步骤（4）包含以下步骤：

①确定足弓支撑结构的区域内的顶点；

②分别对足弓支撑结构的顶点的位置做调整，以完成足弓支撑结构高度的调节与足弓支撑结构深度的调节；对于足弓支撑结构的高度，设置用户想要的微调后的足弓支撑结构高度和鞋垫模型一的足弓支撑结构高度的比例，根据比例修改鞋垫模型一的足弓支撑结构的区域内顶点Z轴坐标，从而实现对鞋垫模型一足弓支撑结构高度的调整；

设置用户想要的微调后的足弓支撑结构深度相对于鞋垫模型一的足弓支撑结构深度的比例，根据比例对鞋垫模型一的足弓支撑结构的区域内的顶点在足弓深度方向进行位置调整，从而实现鞋垫模型一的足弓支撑结构深度的调整。

6.根据权利要求5所述的一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，其特征在于，步骤（5）包含以下步骤：

①对使用足底压力测评仪取得的动态足底压力图像进行算法处理，取得动态足底压力图像的主要受力区域的形状与位置分布特征，将它们作为足底压力分布特征；

②将足底压力分布特征映射到鞋垫模型一上，并进行动态足底压力图像映射后的鞋垫模型一相应区域的厚度处理。

7.根据权利要求6所述的一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，其特征在于，步骤（6）包含以下步骤：

①以足弓支撑结构在鞋垫模型一长度方向的范围为界限，确定鞋垫模型一的内侧足弓表面的待调整点；

②对鞋垫模型一内的待调整点进行不同比例的位置调整以完成鞋垫表面形状编辑。

8.根据权利要求3所述的一种面向支撑减压功能的鞋垫个性化设计方法，其特征在于，在确保预制的鞋垫模型形状与预制的鞋垫模型比例不变的情况下，自适应的根据扫描鞋垫模型的尺寸进行扫描鞋垫模型大小的调节。

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