CN113925260A - 一种足部扫描仪折叠收拢方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，将足部扫描仪整体设计为下端为水平的安装底板，上端为水平的足部踩踏板，中间为空腔的矩形框架体结构；再设置一个整体呈U型且能够沿安装底板长度方向滑动的扫描支架，足部踩踏板位于扫描支架内，将三组双目摄像头分别安装在扫描支架的底部上表面和两侧内表面上；在包装运输前，将扫描支架两侧先向外翻转90度至水平，再沿水平方向转动90度使其被完全收纳于安装底部和足部踩踏板之间的空腔内。本发明能够更好地避免图像采集用电子构件在包装运输过程中受损使其能够更好地保证设备扫描的稳定性，更好地保持更高的扫描精度。

Description

一种足部扫描仪折叠收拢方法

技术领域

本发明涉及一种足部扫描仪器，具体涉及一种足部扫描仪折叠收拢方法。

背景技术

随着现代生活水平的不断提高，人们对日常生活中无法缺少的一个重要“工具”鞋的要求也不断提高。而鞋的舒适度直接影响到人的出行和日常生活，因而选择一双合适的鞋子是十分重要的。

现在市场上的激光和红外光源的非接触技术相对成熟，且已经有不少包括国内外的公司推出了基于激光的三维足部扫描仪。但是基于激光的三维扫描仪造价相对较高，一台三维激光足部扫描仪的价格通常在几万人民币。这样高价的足部扫描仪无疑大大增加了为客户度身定制鞋子的成本，制约了制鞋业的发展。

而基于照相的三维足部扫描仪，虽然价格比较低，但是目前而言在精度上面相对较低，尤其难以满足特殊足型对三维扫描的需求。

例如，现有的三维足部扫描仪器中，公告号为CN102034264A的发明申请文件中公开了一种三维足部扫描仪，其包括有足部扫描装置、足部图像生成系统。该扫描组件可以拍摄足部内侧图像、足部外侧图像和足部底部图像，并对图像进行校正和拼接，并提取完整的足部内侧、外侧和底部轮廓，结合标准三维足部数据生成足部三维模型。该技术方案中，虽然采集数据的速度快，成本低，但是属于定点静态采集数据，在采集过程中足部需要以正确的姿势摆放在精确的固定位置，对足部摆放位置精度要求非常高，如果足部摆放位置出现前后或者左右偏差或者摆放角度不正，均会导致出现较大的误差。同时定点拍照用于生成三维足部模型，在数据由二维到三维转换过程中，由于基础的二维数据太少，太依赖于算法转换为三维数据，尤其是扫描后需结合先前已有的标准三维足部数据生成新的足部三维模型，故这种方式同样会产生较大的误差，导致了该设备在扫描特殊足型时精度明显不足。

为了解决上述问题，在基于较低成本的摄像拍照式扫描方式的基础上提高足部扫描的精度，发明人考虑了设计了一种动态足部扫描方法，该方法中通过在足部的下方和内外两侧（即左右两侧）三处位置设置的三组摄像头同时采集三个方向的足部照片图像数据，然后在数据采集时，控制足部和三处摄像头之间实现沿前后方向的相对运行，并在多个不同位置处进行多组摄像数据采集，并基于多组摄像数据拼接计算获得精度更高的足部三维模型。

为了实现上述动态扫描的方式，需要在扫描仪中将三组摄像头安装在一个整体呈U型的扫描支架上，使得足部踩踏板位于扫描支架的内部，并通过控制扫描支架和足部踩踏板之间的相对运动以实现在运动过程中多处位置的摄像数据采集。这样扫描支架的两侧会露出在设备整体框架之外，同时扫描支架的两侧需要安装摄像头等电子构件，属于精密仪器构件，故在设备包装输送过程中容易导致扫描支架上的精密仪器构件受碰撞而损坏或失灵，运输安全性较差，不便于包装运输。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够更好地避免图像采集用电子构件在包装运输过程中受损的足部扫描仪折叠收拢方法，使其能够更好地保证设备扫描的稳定性，保持更高的扫描精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，将足部扫描仪整体设计为下端为水平的安装底板，上端为水平的足部踩踏板，中间为空腔的矩形框架体结构；再设置一个整体呈U型且能够沿安装底板长度方向滑动的扫描支架，足部踩踏板位于扫描支架内，将三组双目摄像头分别安装在扫描支架的底部上表面和两侧内表面上；在包装运输前，将扫描支架两侧先向外翻转90度至水平，再沿水平方向转动90度使其被完全收纳于安装底部和足部踩踏板之间的空腔内。

这样，足部扫描仪采用本方法后，使得扫描支架两侧的摄像头等电子构件能够完全被收纳到安装底部和足部踩踏板之间的空腔内，收纳后整体设备呈矩形体结构，更加方便包装运输。能够更有效地避免图像采集用电子构件在包装运输过程中受损，更好地保证了设备扫描的稳定性，保证了更高的扫描精度。

进一步地，本方法采用以下的高精度三维足部扫描仪实现，所述高精度三维足部扫描仪，包括安装支架，安装支架上端具有水平设置的透明材料制得的足部踩踏板，还包括扫描系统，扫描系统包括分别位于足部踩踏板左右两侧和下方的三组双目摄像头（顾名思义每组双目摄像头包括并列设置的两个摄像头），双目摄像头能够和计算机通讯相连；其中，还包括一个整体呈U形的扫描支架，所述足部踩踏板位于扫描支架的内部，所述三组双目摄像头分别安装在扫描支架的下部上表面以及两侧内表面；还包括一个用于带动扫描支架沿足部踩踏板长度方向水平滑动的扫描支架滑动机构；

所述安装支架包括水平设置于下方的安装底板，安装底板和足部踩踏板正对设置且均为矩形，安装底板上设置有支撑结构实现对足部踩踏板的支撑并整体构成矩形体结构；所述扫描支架包括沿安装底板宽度方向水平设置于其上的扫描支架底板，扫描支架底板两端各垂直设置有一块扫描支架侧板，三组双目摄像头和对应的激光测距传感器分别安装在扫描支架底板上表面以及扫描支架侧板内侧面；扫描支架侧板和扫描支架底板之间设置有折叠收拢结构，折叠收拢结构能够实现扫描支架侧板的水平翻转和垂直旋转二次折叠，使得扫描支架侧板能够通过折叠收拢结构被收拢于安装底板和足部踩踏板之间的空间内。

这样，该扫描仪使用时，双目摄像头和计算机通讯连接，然后将待扫描的足部放置到足部踩踏板上，依靠扫描支架滑动机构带动扫描支架和足部踩踏板相对水平滑动，在滑动过程中控制双目摄像头拍摄多组足部照片，然后再将多组足部照片采用算法拼接图像，可获得比一次拍照生成方式更加精确的足部三维模型。同时，上述结构使得扫描支架侧板能够收拢到安装底板和足部踩踏板之间的空间内，使得设备整体形成矩形框架结构，极大地方便了设备的保证和运输，避免了设备在运输过程中损坏。

进一步地，所述折叠收拢结构，包括连接于扫描支架底板两端的两个整体呈矩形的连接板，连接板和扫描支架底板之间各自通过一个台阶面叠合后依靠一个竖向转轴转动连接，扫描支架底板端部台阶面内侧的竖直面和连接板内端端面相抵限位，连接板内端和拉绳相邻一侧为圆角使得连接板能够绕竖向转轴向拉绳一端转动90度，连接板内端另一侧为直角并用于转动限位；连接板外端端面的下半部为用于限位的竖直平面，连接板外端端面上半部的一侧半部具有向外上方凸起的第一弧形凸起部，另一侧半部具有一个内凹的第一弧形凹槽部，连接板外端对应的扫描支架侧板下端端面外半部为用于限位的水平平面（当扫描支架侧板上端向下翻转至水平状态时能够靠扫描支架下端端面外半部的水平平面和连接板外端端面下半部的竖直平面相贴合实现限位），扫描支架侧板下端端面内半部的一侧外凸形成有配合在第一弧形凹槽部内的第二弧形凸起部，另一侧内凹形成有和第一弧形凸起部配合的第二弧形凹槽部，第二弧形凸起部和第一弧形凸起部位于同一高度并依靠一个水平转轴贯穿实现转动连接。

这样，上述折叠收拢结构，使得设备可以很方便地从使用状态经水平翻转和垂直转动两次折叠转换为收拢状态。转换时，先将两侧的扫描支架侧板上端向下翻转90度至水平状态，靠扫描支架下端端面外半部的水平平面和连接板外端端面下半部的竖直平面相贴合实现限位；然后再往拉绳一端转动连接板，带动扫描支架侧板和连接板一起水平转动90度，使得扫描支架侧板以及其上的电气构件被收拢于安装底板和足部踩踏板之间的空间内，受到保护，方便包装运输，避免电气构件在包装运输中损坏，极大地提高了设备运输安全性。同时，上述折叠收拢结构简单巧妙，利用了自身结构在实现翻转折叠的同时，能够对转动角度进行限位。在足部扫描工作时又能够靠结构自身实现止转，保证了扫描过程的稳定可靠。

进一步地，扫描支架侧板翻转至水平状态时，其上下表面和连接板以及扫描支架底板的上下表面齐平。

这样，更加方便实现连接板的水平转动收拢。

进一步地，所述支撑结构，包括位于安装底板四周竖向设置的竖梁，还包括横向设置于安装底板长度方向两端竖梁上方的横梁，还包括架设在横梁上方的矩形框架结构的支撑框架，所述足部踩踏板安装在支撑框架上方。

这样，使得设备整体结构和对足部踩踏板的支撑更加稳定可靠。

进一步地，所述扫描支架滑动机构包括一个沿足部踩踏板长度方向固定在安装支架下方的导轨，扫描支架下部底面可滑动地配合在导轨上，扫描支架滑动机构还包括一个固定在扫描支架下部沿足部踩踏板长度方向的一端的拉绳。进一步地拉绳外端还固定有拉环以方便拉动。进一步地，扫描支架下端通过固定设置的滑块可滑动地配合在导轨上。

这样，方便扫描时通过拉动拉绳，带动扫描支架按照导轨，沿足部踩踏板长度方向水平滑动，结构简单且操作方便快捷，滑动稳定可靠。

进一步地，扫描支架滑动机构还包括一个和计算机相连的位置探测模块，位置探测模块用于检测扫描支架滑动距离，并在每滑动固定距离后给出一个拍摄信号以控制扫描系统进行摄像信号采集。

这样，扫描仪使用过程中，拉动拉绳时，无需控制拉绳的速度大小，也能够均匀间距地拍摄采集到足部图像信号，保证检测精度，降低装置使用难度。

进一步地，位置探测模块为和导轨并列设置的光栅尺。

光栅尺，也称为光栅尺位移传感器，是能够精确控制位移量的测量反馈装置，测量输出信号为数字脉冲，方便直接用于信号控制。具有精度高，响应速度快等优点。当然实施时也可以采用磁栅、伺服电机等类似功能的结构。

进一步地，每组双目摄像头包括两个并列且正对足部设置的固定了相对位置参数且为相同型号大小的摄像头。更好地保证每次拍摄后双目成像的效果，具体双目成像的计算方式和原理为基础的现有技术，不在此详述。

进一步地，扫描系统还包括分别安装在扫描支架的下部上表面以及两侧内表面的三组正对足部设置的激光测距传感器，激光测距传感器和计算机相连。

这样，方便通过激光测距传感器检测足部的实际距离位置，对双目摄像头拍照计算获得的足部图像进行误差校对，提高最终扫描精度。激光测距传感器工作原理为正对足部发出一道激光，在足部上形成光斑，并接收激光反射信号，根据时间即可计算出激光发射位置到光斑之间距离，具体为成熟现有技术，不在此详述。

进一步地，每组激光测距传感器包括为同一竖直平面上并列设置的三个。

这样，可以获得足够的检测点位以提高校正精度。

进一步地，计算机中设有足部图像生成系统，足部图像生成系统包括：

图像处理模块，用于对三个方向上的三组双目摄像头分距离拍摄的多组足部内侧、外侧和底部的照片进行拼接，获得完整的足部内侧、外侧和底部三个方向的外形图像，并记录图像中每次拍摄时激光测距传感器发出的激光点所对应的足部的位置；

双目立体视觉模块，与所述图像处理模块相连，用于（可使用双目立体视觉算法）将足部内侧、外侧和底部三个方向的外形图像分解为若干均匀分布的点，所有的点的位置信息形成点云数据，点云数据中包含有实际激光点；

足部激光点点云提取模块，与所述双目立体视觉模块相连，用于（可采用灰度算法）标定提取出实际激光点的点云数据，形成待校正的点云集；

激光测距传感器测距值转坐标值模块，用于对多个足部具体位置的激光测距传感器测出的测距值进行转换，得到每次拍摄时激光测距传感器发出的激光点的实际二维坐标数值，并将实际二维坐标数值换算成空间坐标点，最后组成空间坐标点集；

点云校正模块，与足部激光点点云提取模块和激光测距传感器测距值转坐标值模块相连，用于将点云集和空间坐标点集进行匹配，将空间坐标点集中每个点的空间坐标赋予点云集中对应的点，进而校正足部内侧点云、足部外侧点云和足部底部点云的数据，同时对三个方向的点云进行拼接得到足部完整的点云；

模型生成模块，与点云校正模块相连，用于根据校正后的三维足部点云，（可采用泊松曲面重建算法）重建生成精度更高的足部整体的三维模型；

模型平滑处理模块，与模型生成模块相连，并利用模型平滑算法（忽略皮肤皱纹等微小的细节），获得光滑的足部三维模型，用于鞋楦的制作。

其中各模块可以为计算机实体模块或者虚拟模块，虚拟模块由安装在计算机中的软件程序实现对应功能，但各模块自身均为现有技术。上述方案对现有技术做出贡献的地方不在于这些模块自身，二是在于将这些现有的模块按照特定的逻辑顺序组合起来，以更加方便快捷可靠地实现对足部三维图形的扫描生成并提高其精度，同时也降低了扫描时对足部定位的要求。

综上所述，本发明能够更好地避免图像采集用电子构件在包装运输过程中受损使其能够更好地保证设备扫描的稳定性，更好地保持更高的扫描精度。

附图说明

图1为本发明中的高精度三维足部扫描仪在收拢运输状态下的结构示意图。

图2为图1的高精度三维足部扫描仪在扫描使用状态下的结构示意图。

图3为图1中单独扫描支架部分的结构示意图。

图4为图2中单独扫描支架部分的结构示意图。

图5为计算机中的足部图像生成系统的模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式：一种足部扫描仪折叠收拢方法，其特点在于，将足部扫描仪整体设计为下端为水平的安装底板，上端为水平的足部踩踏板，中间为空腔的矩形框架体结构；再设置一个整体呈U型且能够沿安装底板长度方向滑动的扫描支架，足部踩踏板位于扫描支架内，将三组双目摄像头分别安装在扫描支架的底部上表面和两侧内表面上；在包装运输前，将扫描支架两侧先向外翻转90度至水平，再沿水平方向转动90度使其被完全收纳于安装底部和足部踩踏板之间的空腔内。

这样，足部扫描仪采用本方法后，使得扫描支架两侧的摄像头等电子构件能够完全被收纳到安装底部和足部踩踏板之间的空腔内，收纳后整体设备呈矩形体结构，更加方便包装运输。能够更有效地避免图像采集用电子构件在包装运输过程中受损，更好地保证了设备扫描的稳定性，保证了更高的扫描精度。

具体实施时，本方法采用以下的高精度三维足部扫描仪实现，如图1-5所示，所述高精度三维足部扫描仪，包括安装支架，安装支架上端具有水平设置的透明材料制得的足部踩踏板1，还包括扫描系统，扫描系统包括分别位于足部踩踏板左右两侧和下方的三组双目摄像头2（顾名思义每组双目摄像头包括并列设置的两个摄像头），还包括和双目摄像头2相连的计算机（图中未示意出计算机的结构）；其中，还包括一个整体呈U形的扫描支架，所述足部踩踏板1位于扫描支架的内部，所述三组双目摄像2头分别安装在扫描支架的下部上表面以及两侧内表面；还包括一个用于带动扫描支架沿足部踩踏板长度方向水平滑动的扫描支架滑动机构。

这样，该扫描仪使用时，双目摄像头和计算机通讯连接，然后将待扫描的足部放置到足部踩踏板上，依靠扫描支架滑动机构带动扫描支架和足部踩踏板相对水平滑动，在滑动过程中控制双目摄像头拍摄多组足部照片，然后再将多组足部照片采用算法拼接图像，可获得比一次拍照生成方式更加精确的足部三维模型。

其中，所述扫描支架滑动机构包括一个沿足部踩踏板长度方向固定在安装支架下方的导轨3，扫描支架下部底面可滑动地配合在导轨3上，扫描支架滑动机构还包括一个固定在扫描支架下部沿足部踩踏板长度方向的一端的拉绳5。进一步地拉绳5外端还固定有拉环6以方便拉动。进一步地，扫描支架下端通过固定设置的滑块7可滑动地配合在导轨3上。

这样，方便扫描时通过拉动拉绳，带动扫描支架按照导轨，沿足部踩踏板长度方向水平滑动，结构简单且操作方便快捷，滑动稳定可靠。

其中，扫描支架滑动机构还包括一个和计算机相连的位置探测模块8，位置探测模块8用于检测扫描支架滑动距离，并在每滑动固定距离后给出一个拍摄信号以控制扫描系统进行摄像信号采集。

这样，扫描仪使用过程中，拉动拉绳时，无需控制拉绳的速度大小，也能够均匀间距地拍摄采集到足部图像信号，保证检测精度，降低装置使用难度。

其中，位置探测模块8为和导轨3并列设置的光栅尺。

光栅尺，也称为光栅尺位移传感器，是能够精确控制位移量的测量反馈装置，测量输出信号为数字脉冲，方便直接用于信号控制。具有精度高，响应速度快等优点。当然实施时也可以采用磁栅、伺服电机等类似功能的结构。

其中，每组双目摄像头2包括两个并列且正对足部设置的固定了相对位置参数且为相同型号大小的摄像头。更好地保证每次拍摄后双目成像的效果，具体双目成像的计算方式和原理为基础的现有技术，不在此详述。

其中，扫描系统还包括分别安装在扫描支架的下部上表面以及两侧内表面的三组正对足部设置的激光测距传感器9，激光测距传感器9和计算机相连。

这样，方便通过激光测距传感器检测足部的实际距离位置，对双目摄像头拍照计算获得的足部图像进行误差校对，提高最终扫描精度。激光测距传感器工作原理为正对足部发出一道激光，在足部上形成光斑，并接收激光反射信号，根据时间即可计算出激光发射位置到光斑之间距离，具体为成熟现有技术，不在此详述。

其中，每组激光测距传感器9包括为同一竖直平面上并列设置的三个。

这样，可以获得足够的检测点位以提高校正精度。

其中，计算机中设有足部图像生成系统，足部图像生成系统的结构参见图5，包括：

图像处理模块，用于对三个方向上的三组双目摄像头分距离拍摄的多组足部内侧、外侧和底部的照片进行拼接，获得完整的足部内侧、外侧和底部三个方向的外形图像，并记录图像中每次拍摄时激光测距传感器发出的激光点所对应的足部的位置；

双目立体视觉模块，与所述图像处理模块相连，用于（可使用双目立体视觉算法）将足部内侧、外侧和底部三个方向的外形图像分解为若干均匀分布的点，所有的点的位置信息形成点云数据，点云数据中包含有实际激光点；

足部激光点点云提取模块，与所述双目立体视觉模块相连，用于（可采用灰度算法）标定提取出实际激光点的点云数据，形成待校正的点云集；

激光测距传感器测距值转坐标值模块，用于对多个足部具体位置的激光测距传感器测出的测距值进行转换，得到每次拍摄时激光测距传感器发出的激光点的实际二维坐标数值，并将实际二维坐标数值换算成空间坐标点，最后组成空间坐标点集；

点云校正模块，与足部激光点点云提取模块和激光测距传感器测距值转坐标值模块相连，用于将点云集和空间坐标点集进行匹配，将空间坐标点集中每个点的空间坐标赋予点云集中对应的点，进而校正足部内侧点云、足部外侧点云和足部底部点云的数据，同时对三个方向的点云进行拼接得到足部完整的点云；

模型生成模块，与点云校正模块相连，用于根据校正后的三维足部点云，（可采用泊松曲面重建算法）重建生成精度更高的足部整体的三维模型；

模型平滑处理模块，与模型生成模块相连，并利用模型平滑算法（忽略皮肤皱纹等微小的细节），获得光滑的足部三维模型，用于鞋楦的制作。

其中各模块可以为计算机实体模块或者虚拟模块，虚拟模块由安装在计算机中的软件程序实现对应功能，但各模块自身均为现有技术。上述方案对现有技术做出贡献的地方不在于这些模块自身，二是在于将这些现有的模块按照特定的逻辑顺序组合起来，以更加方便快捷可靠地实现对足部三维图形的扫描生成并提高其精度，同时也降低了扫描时对足部定位的要求。

其中，所述安装支架包括水平设置于下方的安装底板10，安装底板10和足部踩踏板1正对设置且均为矩形，安装底板10上设置有支撑结构实现对足部踩踏板的支撑并整体构成矩形体结构；所述扫描支架包括沿安装底板宽度方向水平设置于其上的扫描支架底板11，扫描支架底板11两端各垂直设置有一块扫描支架侧板12，三组双目摄像头和对应的激光测距传感器分别安装在扫描支架底板11上表面以及扫描支架侧板12内侧面；扫描支架侧板12和扫描支架底板11之间设置有折叠收拢结构，折叠收拢结构能够实现扫描支架侧板的水平翻转和垂直旋转二次折叠，使得扫描支架侧板能够通过折叠收拢结构被收拢于安装底板和足部踩踏板之间的空间内。

这样是因为扫描支架上的摄像头和激光测距传感器等均为精密的电子仪器。而设备中扫描支架中两侧的摄像头和激光测距传感器因为工作需要突出于安装支架两侧外部，会导致设备运输包装不便，两侧部分的电子仪器容易在运输过程中碰撞而损坏。故增加上述结构后，扫描支架侧板能够收拢到安装底板和足部踩踏板之间的空间内，使得设备整体形成矩形框架结构，极大地方便了设备的保证和运输，避免了设备在运输过程中损坏。

其中，所述折叠收拢结构，包括连接于扫描支架底板两端的两个整体呈矩形的连接板13，连接板13和扫描支架底板11之间各自通过一个台阶面14叠合后依靠一个竖向转轴15转动连接，扫描支架底板11端部台阶面内侧的竖直面和连接板13内端端面相抵限位，连接板13内端和拉绳5相邻一侧为圆角使得连接板13能够绕竖向转轴向拉绳一端转动90度，连接板13内端另一侧为直角并用于转动限位；连接板13外端端面的下半部为用于限位的竖直平面，连接板13外端端面上半部的一侧半部具有向外上方凸起的第一弧形凸起16部，另一侧半部具有一个内凹的第一弧形凹槽部17，连接板13外端对应的扫描支架侧板12下端端面外半部为用于限位的水平平面（当扫描支架侧板上端向下翻转至水平状态时能够靠扫描支架下端端面外半部的水平平面和连接板外端端面下半部的竖直平面相贴合实现限位），扫描支架侧板12下端端面内半部的一侧外凸形成有配合在第一弧形凹槽部17内的第二弧形凸起部18，另一侧内凹形成有和第一弧形凸起部16配合的第二弧形凹槽部19，第二弧形凸起部18和第一弧形凸起部16位于同一高度并依靠一个水平转轴贯穿实现转动连接。

这样，上述折叠收拢结构，使得设备可以很方便地从使用状态经水平翻转和垂直转动两次折叠转换为收拢状态。转换时，先将两侧的扫描支架侧板上端向下翻转90度至水平状态，靠扫描支架下端端面外半部的水平平面和连接板外端端面下半部的竖直平面相贴合实现限位；然后再往拉绳一端转动连接板，带动扫描支架侧板和连接板一起水平转动90度，使得扫描支架侧板以及其上的电气构件被收拢于安装底板和足部踩踏板之间的空间内，受到保护，方便包装运输，避免电气构件在包装运输中损坏，极大地提高了设备运输安全性。同时，上述折叠收拢结构简单巧妙，利用了自身结构在实现翻转折叠的同时，能够对转动角度进行限位。在足部扫描工作时又能够靠结构自身实现止转，保证了扫描过程的稳定可靠。

其中，扫描支架侧板12翻转至水平状态时，其上下表面和连接板13以及扫描支架底板11的上下表面齐平。

这样，更加方便实现连接板的水平转动收拢。

其中，所述支撑结构，包括位于安装底板10四周竖向设置的竖梁20，还包括横向设置于安装底板长度方向两端竖梁上方的横梁21，还包括架设在横梁上方的矩形框架结构的支撑框架22，所述足部踩踏板1安装在支撑框架上方。

这样，使得设备整体结构和对足部踩踏板的支撑更加稳定可靠。

另外，上述设备使用时，在安装转换为使用状态后，可以先对双目相机的每个相机分别进行标定，得到各个摄像头的内参数矩阵和畸变系数矩阵，并存放于计算机软件中，该步骤只需要在装置第一次安装固定时进行一次。然后对每个双目摄像头进行标定得到每个双目摄像头的本征矩阵，基础矩阵，旋转矩阵以及平移矩阵，并存放于计算机软件中。最后再对每个双目摄像头分别进行立体校正，并存放于计算机软件中。

具体实施时，在所有双目摄像头标定完毕后，还可以进一步对各个激光测距传感器进行校正，保证每个激光测距传感器发出的激光垂直于自己的安装面，且所以激光测距传感器射出的激光均在一个面内，并分别测量内侧激光测距传感器组、外侧激光测距传感器组和底部激光测距传感器组组内每个激光点的相对位置，并存放于计算机软件中。计算机将信息转化为坐标，可以设置为竖直方向一激光测距传感器射出的激光点和水平方向上一激光测距传感器射出的激光点的重合点为零点，可以采用以该外侧激光测距传感器组的激光的射出方向为X轴的正方向，以底部激光测距传感器组的激光的射出方向为Z轴的正方向，以位置探测模块起始点指向终点的方向为Y轴的正方向，建立空间坐标系。

在扫描开始时，需要操作人员拉动拉环，使得扫描支架在导轨上平动，当操作人员将扫描支架拉动以后，根据位置探测模块的反馈，位于扫描支架的两侧和底部的三组双目摄像头同时拍摄照片，并将图片数据传输至计算机的足部图像生成系统。同时本发明的扫描支架的两侧和底部的三组激光测距传感器组也会开始测距，并将自己的测距结果也实时的反馈给足部图像生成系统。

在扫描开始后，三组双目摄像头的拍照和三组激光测距传感器组的测距会根据位置探测模块的反馈分别进行拍照和测距。本发明的足部扫描装置使用的位置探测模块为光栅尺，显然在不付出劳动的情况下，本行业的从业人员可轻松将光栅尺替换为磁栅、伺服电机等有类似功能的设备。本发明的三组双目摄像头的拍照动作执行可以是如下：每当扫描模组移动0.5mm时，三组双目摄像头的拍照动作执行就会进行一次，并将图片数据传输至计算机的足部图像生成系统；本发明的三组激光测距传感器组的测距动作同样执行如下：每当扫描模组移动0.5mm时三组激光测距传感器组的测距动作就会进行一次，并将自己的测距结果也实时的反馈给足部图像生成系统。并在足部图像生成系统中计算最终生成高精度的足部三维模型。

Claims (10)

1.一种足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，将足部扫描仪整体设计为下端为水平的安装底板，上端为水平的足部踩踏板，中间为空腔的矩形框架体结构；再设置一个整体呈U型且能够沿安装底板长度方向滑动的扫描支架，足部踩踏板位于扫描支架内，将三组双目摄像头分别安装在扫描支架的底部上表面和两侧内表面上；在包装运输前，将扫描支架两侧先向外翻转90度至水平，再沿水平方向转动90度使其被完全收纳于安装底部和足部踩踏板之间的空腔内。

2.如权利要求1所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，本方法采用以下的高精度三维足部扫描仪实现，所述高精度三维足部扫描仪，包括安装支架，安装支架上端具有水平设置的透明材料制得的足部踩踏板，还包括扫描系统，扫描系统包括分别位于足部踩踏板左右两侧和下方的三组双目摄像头，双目摄像头能够和计算机通讯相连；其中，还包括一个整体呈U形的扫描支架，所述足部踩踏板位于扫描支架的内部，所述三组双目摄像头分别安装在扫描支架的下部上表面以及两侧内表面；还包括一个用于带动扫描支架沿足部踩踏板长度方向水平滑动的扫描支架滑动机构；

所述安装支架包括水平设置于下方的安装底板，安装底板和足部踩踏板正对设置且均为矩形，安装底板上设置有支撑结构实现对足部踩踏板的支撑并整体构成矩形体结构；所述扫描支架包括沿安装底板宽度方向水平设置于其上的扫描支架底板，扫描支架底板两端各垂直设置有一块扫描支架侧板，三组双目摄像头和对应的激光测距传感器分别安装在扫描支架底板上表面以及扫描支架侧板内侧面；扫描支架侧板和扫描支架底板之间设置有折叠收拢结构，折叠收拢结构能够实现扫描支架侧板的水平翻转和垂直旋转二次折叠，使得扫描支架侧板能够通过折叠收拢结构被收拢于安装底板和足部踩踏板之间的空间内。

3.如权利要求2所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，所述折叠收拢结构，包括连接于扫描支架底板两端的两个整体呈矩形的连接板，连接板和扫描支架底板之间各自通过一个台阶面叠合后依靠一个竖向转轴转动连接，扫描支架底板端部台阶面内侧的竖直面和连接板内端端面相抵限位，连接板内端和拉绳相邻一侧为圆角使得连接板能够绕竖向转轴向拉绳一端转动90度，连接板内端另一侧为直角并用于转动限位；连接板外端端面的下半部为用于限位的竖直平面，连接板外端端面上半部的一侧半部具有向外上方凸起的第一弧形凸起部，另一侧半部具有一个内凹的第一弧形凹槽部，连接板外端对应的扫描支架侧板下端端面外半部为用于限位的水平平面，扫描支架侧板下端端面内半部的一侧外凸形成有配合在第一弧形凹槽部内的第二弧形凸起部，另一侧内凹形成有和第一弧形凸起部配合的第二弧形凹槽部，第二弧形凸起部和第一弧形凸起部位于同一高度并依靠一个水平转轴贯穿实现转动连接。

4.如权利要求3所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，扫描支架侧板翻转至水平状态时，其上下表面和连接板以及扫描支架底板的上下表面齐平。

5.如权利要求2所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，所述支撑结构，包括位于安装底板四周竖向设置的竖梁，还包括横向设置于安装底板长度方向两端竖梁上方的横梁，还包括架设在横梁上方的矩形框架结构的支撑框架，所述足部踩踏板安装在支撑框架上方。

6.如权利要求2所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，所述扫描支架滑动机构包括一个沿足部踩踏板长度方向固定在安装支架下方的导轨，扫描支架下部底面可滑动地配合在导轨上，扫描支架滑动机构还包括一个固定在扫描支架下部沿足部踩踏板长度方向的一端的拉绳。进一步地拉绳外端还固定有拉环以方便拉动。进一步地，扫描支架下端通过固定设置的滑块可滑动地配合在导轨上。

7.如权利要求6所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，扫描支架滑动机构还包括一个和计算机相连的位置探测模块，位置探测模块用于检测扫描支架滑动距离，并在每滑动固定距离后给出一个拍摄信号以控制扫描系统进行摄像信号采集；

每组双目摄像头包括两个并列且正对足部设置的固定了相对位置参数且为相同型号大小的摄像头。

8.如权利要求2所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，扫描系统还包括分别安装在扫描支架的下部上表面以及两侧内表面的三组正对足部设置的激光测距传感器，激光测距传感器和计算机相连。

9.如权利要求8所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，每组激光测距传感器包括为同一竖直平面上并列设置的三个。

10.如权利要求8所述的足部扫描仪折叠收拢方法，其特征在于，计算机中设有足部图像生成系统，足部图像生成系统包括：

图像处理模块，用于对三个方向上的三组双目摄像头分距离拍摄的多组足部内侧、外侧和底部的照片进行拼接，获得完整的足部内侧、外侧和底部三个方向的外形图像，并记录图像中每次拍摄时激光测距传感器发出的激光点所对应的足部的位置；

双目立体视觉模块，与所述图像处理模块相连，用于将足部内侧、外侧和底部三个方向的外形图像分解为若干均匀分布的点，所有的点的位置信息形成点云数据，点云数据中包含有实际激光点；

足部激光点点云提取模块，与所述双目立体视觉模块相连，用于标定提取出实际激光点的点云数据，形成待校正的点云集；

激光测距传感器测距值转坐标值模块，用于对多个足部具体位置的激光测距传感器测出的测距值进行转换，得到每次拍摄时激光测距传感器发出的激光点的实际二维坐标数值，并将实际二维坐标数值换算成空间坐标点，最后组成空间坐标点集；

点云校正模块，与足部激光点点云提取模块和激光测距传感器测距值转坐标值模块相连，用于将点云集和空间坐标点集进行匹配，将空间坐标点集中每个点的空间坐标赋予点云集中对应的点，进而校正足部内侧点云、足部外侧点云和足部底部点云的数据，同时对三个方向的点云进行拼接得到足部完整的点云；

模型生成模块，与点云校正模块相连，用于根据校正后的三维足部点云，重建生成精度更高的足部整体的三维模型；

模型平滑处理模块，与模型生成模块相连，并利用模型平滑算法，获得光滑的足部三维模型。

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