專利名稱：捕獲和支撐3d輪廓的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種3D(三維)輪廓捕獲方法和系統(tǒng)，本發(fā)明尤其涉及一種在捕獲的輪廓的選定區(qū)域中提供改善的支撐的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
存在用于捕獲對象目標(biāo)的3D輪廓的多種方法和系統(tǒng)。對象目標(biāo)可以是各種物體，包括無生命的目標(biāo)和身體局部。關(guān)于身體局部，可以是腳的3D輪廓，從而為鞋和/或者腳的矯正器提供定制。
腳的3D輪廓測量方法可以包括利用機(jī)械的(例如具有石膏、砂、泡沫等的壓印模具)、電子的、機(jī)電的、光電的和其結(jié)合的裝置來進(jìn)行腳底面的取樣。在美國專利NO.4,876,758和NO.5,640,779中披露了其中一種用于捕獲腳的底側(cè)或者腳底面的輪廓的方法，這兩份專利都已轉(zhuǎn)讓給本專利申請的受讓人，并在此引入其全文作為參考。NO.4,876,758和NO.5,640,779專利披露了腳的壓印單元(例如量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器)，它具有量針元件陣列；用于壓迫量針使之與人腳的底面相接觸的控制機(jī)構(gòu)，用以形成腳的底面的壓痕；鎖定機(jī)構(gòu)，用于可脫開地將量針鎖定在適當(dāng)位置，以保持該壓痕；以及傳感機(jī)構(gòu)，用于掃描測量元件，以產(chǎn)生用于指示測量元件位置的數(shù)字信號(hào)。
量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器的量針測量放置于其上的腳相對于基準(zhǔn)面的位置。對所獲得的測量結(jié)果進(jìn)行處理以產(chǎn)生腳底面的精確的、優(yōu)選是數(shù)字的模型。量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以通過量針精確地偏轉(zhuǎn)向上推壓腳底面的量針?biāo)龅降哪_的軟組織。量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的這個(gè)數(shù)據(jù)組提供了支撐和對應(yīng)于腳底面上的軟組織區(qū)域的3D輪廓。量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器提供了放置在其上的人腳的精確輪廓。然后精確捕獲的3D輪廓可以用于形成和/或定制矯正器、鞋等。
需要指出，量針通常是向上壓的，它采用了將所有的量針利用共同的作用力、速度等向上推壓的常見方法。因此通常不會(huì)對不同的量針提供可選擇的差別。
但是有這樣一種需求，要求比精確復(fù)制腳的底面做的更多。這種需求可能是與人腳有關(guān)的問題引起的。一些與腳和/或身體對準(zhǔn)有關(guān)的問題可能需要在腳底面的一定區(qū)域中提供比其他區(qū)域更大的支撐。例如，在腳的足弓區(qū)域可能需要或者希望額外支撐，以矯正或者解決與其有關(guān)的疾病。
可能需要另外的(也就是額外的)支撐，以改善腳矯正器中的支撐、穩(wěn)定性和舒適度。提供附加支撐的困難在于，迄今為止難以確定腳可以忍受多大的額外支撐以及腳的哪些區(qū)域可以/應(yīng)當(dāng)接收額外支撐。因此，確定要以多大的量和在哪里對腳提供額外的支撐就通常需要腳的專家或者一個(gè)腳支撐裝置制造領(lǐng)域中的高級(jí)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)。
因此，需要在3D輪廓獲取過程中在腳底面的選定區(qū)域中準(zhǔn)確地提供額外支撐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種三維(3D)捕獲系統(tǒng)，其具有3D輪廓捕獲裝置，用于捕獲對象的表面輪廓；具有特定輪廓的支撐裝置，用于放置在表面和為該表面的至少一部分提供附加支撐的3D輪廓捕獲裝置之間，其中根據(jù)設(shè)置在表面和3D輪廓捕獲裝置之間的具有特定輪廓的支撐裝置所捕獲的第二輪廓來改善3D輪廓捕獲裝置所捕獲的第一輪廓，以提供合成的3D輪廓。
本發(fā)明的教導(dǎo)還提供一種用于捕獲3D輪廓的方法，包括將目標(biāo)放置在3D輪廓捕獲裝置上；獲取目標(biāo)表面的第一輪廓；將具有特定輪廓的支撐裝置放置在該表面和3D輪廓捕獲裝置之間；在具有特定輪廓的支撐裝置上支撐至少部分該表面，該具有特定輪廓的支撐裝置對至少部分該表面提供額外的支撐；利用放置在該表面和3D輪廓捕獲裝置之間的具有特定輪廓的支撐裝置來獲取目標(biāo)表面的第二輪廓；以及基于改進(jìn)第一輪廓的第二輪廓來提供該表面的合成3D輪廓。
通過結(jié)合詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖進(jìn)行閱讀，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的這些和其他方面。


圖1為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的示例性量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器的俯視透視圖，它包括用于捕獲對象底面的量針；圖2為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的圖1的量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器的俯視透視圖，其中在其上設(shè)有具有特定輪廓的支撐裝置；圖3為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的圖2的量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器的俯視透視圖，其中顯示出設(shè)在具有特定輪廓的支撐裝置上的對象目標(biāo)的所捕獲的輪廓；圖4為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的圖2的量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器的俯視透視圖，其中其上設(shè)有第二構(gòu)造的具有特定輪廓的支撐裝置；圖5為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的圖4的量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器的俯視透視圖，其中顯示出設(shè)在其第二具有特定輪廓的支撐裝置上的對象目標(biāo)的所捕獲的輪廓；圖6為根據(jù)在這里教導(dǎo)的示例性的具有特定輪廓的支撐裝置的俯視詳細(xì)透視圖；圖7為根據(jù)在這里教導(dǎo)的圖6中示例性的具有特定輪廓的支撐裝置處于彎曲狀態(tài)的俯視透視圖；圖8為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的其上安放有腳的示例性量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器的剖視圖；圖9為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的圖8的示例性量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器的剖視圖，其中，將腳放置在示例性的具有特定輪廓的支撐裝置上；圖10為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的示例性3D輪廓復(fù)制裝置的剖視圖；圖11為根據(jù)在這里的教導(dǎo)的圖10的示例性3D輪廓復(fù)制裝置的剖視圖，該裝置被操縱用于在坯料中復(fù)制所捕獲的輪廓；圖12是示例性的具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置的俯視透視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明披露了一種具有特定輪廓的支撐裝置，用于對其輪廓已經(jīng)被3D輪廓捕獲裝置捕獲的目標(biāo)的表面提供支撐，優(yōu)選是額外支撐。具有特定輪廓的支撐裝置與3D輪廓捕獲裝置相配合，以便于獲取對象目標(biāo)的3D輪廓。圖1顯示了示例性的3D輪廓捕獲裝置，通常由附圖標(biāo)記5表示。在圖1中首次示出的3D輪廓捕獲裝置5是一個(gè)量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器類型的3D輪廓捕獲裝置。量針10被向上推壓，穿過孔15，與其表面已經(jīng)被捕獲的目標(biāo)的表面相接觸。
將目標(biāo)設(shè)置在表面17上，將量針10向上推壓，穿過表面17中的孔15。當(dāng)量針10與表面17上放置的目標(biāo)的表面相接觸時(shí)，量針10的向上運(yùn)動(dòng)被停止。當(dāng)量針10不能克服放置在表面17的目標(biāo)表面向下施加在表面17和量針10上的法向力時(shí)，量針10的向上運(yùn)動(dòng)停止。
對象目標(biāo)可以是各種事物，包括無生命的結(jié)構(gòu)和身體局部。盡管本發(fā)明主要是在獲取人腳的3D輪廓的背景中討論的，但是很明顯該對象目標(biāo)不限于腳。
圖1還顯示了示例性的捕獲輪廓25。通過將腳(未顯示)放置在表面17上，將量針10向上推壓穿過孔15，直到量針10接觸腳的底面，然后將量針10鎖定或者保持在因?yàn)榕c腳相接觸而導(dǎo)致的停止位置處，從而獲取捕獲輪廓25。以這種方式，獲得所捕獲的輪廓25。
需要指出，量針10通常是向上推壓的，它采用了將所有的量針10利用共同的作用力、速度等向上推壓的普通方法。因此通常不會(huì)對不同的量針10提供可選擇的差別。
圖2顯示了示例性的具有特定輪廓的支撐裝置20。具有特定輪廓的支撐裝置20為其輪廓已經(jīng)被3D輪廓捕獲裝置5捕獲的目標(biāo)(例如腳)的表面提供支撐，優(yōu)選是額外的支撐。在一個(gè)方面，具有特定輪廓的支撐裝置20是彈性柔軟材料的殼。用于構(gòu)成具有特定輪廓的支撐裝置20的具體材料可以是各種各樣的。具有特定輪廓的支撐裝置優(yōu)選地具有彈性和柔性。
對具有特定輪廓的支撐裝置20的具體形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便為對象目標(biāo)的表面的選定區(qū)域提供額外支撐。例如，具有特定輪廓的支撐裝置20可以具有特定的形狀和尺寸，從而為腳的底面提供支撐。圖2的具有特定輪廓的支撐裝置例如在捕獲的輪廓25所占據(jù)的空間的一部分上延伸。也就是，具有特定輪廓的支撐裝置在該實(shí)施例中不會(huì)在腳的表面將會(huì)接觸的表面17的整個(gè)上延伸。在這種情況下，具有特定輪廓的支撐裝置20僅在腳將會(huì)接觸的區(qū)域的特定部分上延伸。
圖3顯示了通過捕獲放置在具有特定輪廓的支撐裝置20上并由其支撐的腳的底側(cè)的3D輪廓而獲取的捕獲輪廓28。利用圖2中的具有特定輪廓的支撐裝置獲得捕獲的輪廓28。
根據(jù)用途、所需要的結(jié)果、所需要的支撐區(qū)域、和/或應(yīng)用，可以將具有特定輪廓的支撐裝置20按照各種構(gòu)造來設(shè)定形狀和尺寸。
圖4顯示了其形狀和尺寸與圖2中所示的具有特定輪廓的支撐裝置不同的具有特定輪廓的支撐裝置32。圖5顯示了利用圖4中的具有特定輪廓的支撐裝置32捕獲的示例性3D輪廓37。
在一個(gè)方面，在放置在對象腳(或其他目標(biāo))下面的時(shí)候，具有特定輪廓的支撐裝置20、32用作彈簧。也就是，由于具有特定輪廓的支撐裝置20、32的優(yōu)選的彈性特征，具有特定輪廓的支撐裝置20、32至少一部分是柔軟的。具有特定輪廓的支撐裝置20、32可以響應(yīng)在其上施加的作用力而彎曲。具有特定輪廓的支撐裝置20優(yōu)選響應(yīng)大于最低閾值的作用力而彎曲(例如偏轉(zhuǎn))。當(dāng)所施加的作用力超過了最低閾值的時(shí)候，具有特定輪廓的支撐裝置20、32作出響應(yīng)，基本上沿著圖6和7中的箭頭30所示的方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。
最低閾值作用力優(yōu)選在每平方英寸1.5-3.0磅(psi)的范圍內(nèi)，最好的范圍是2.0-2.5psi。
圖6顯示了處于未彎曲位置中的示例性的具有特定輪廓的支撐裝置20的俯視透視圖。也就是，詳細(xì)顯示了具有特定輪廓的支撐裝置20的上接觸表面的凸出的拱頂形狀。
在一個(gè)方面中，具有特定輪廓的支撐裝置20用作彈簧，具有經(jīng)過選擇而使得具有特定輪廓的支撐裝置20能偏轉(zhuǎn)軟組織(例如肉體皮膚和肌肉)并同時(shí)支撐其下面的骨頭結(jié)構(gòu)的彈簧剛度(也就是彈簧常數(shù))。具有特定輪廓的支撐裝置20偏轉(zhuǎn)軟組織、支撐骨結(jié)構(gòu)、并在達(dá)到所需(最優(yōu))的支撐水平時(shí)塌陷(也就是響應(yīng)于腳所施加的作用力而彎曲離開腳)。
圖7顯示了示例性的具有特定輪廓的支撐裝置20在彎曲狀態(tài)或者位置時(shí)的俯視透視圖。在圖7中顯示了向下彎曲或者偏轉(zhuǎn)的具有特定輪廓的支撐裝置20的上接觸表面的凸出的拱頂狀形狀。
通過具有特定輪廓的支撐裝置20、32的可選擇結(jié)構(gòu)和構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的彈簧剛度。這種構(gòu)成方法和過程可以包括對具有特定輪廓的支撐裝置20、32的減薄和其他強(qiáng)度減弱/增強(qiáng)技術(shù)。
在另一個(gè)方面，量針10的向上壓迫是可以動(dòng)態(tài)或預(yù)定地調(diào)整的，從而調(diào)節(jié)量針10提供的支撐量。
如圖2、4和6所示，使具有特定輪廓的支撐裝置20、32穿孔以與3D輪廓裝置5配合，從而不再阻礙、而是優(yōu)選更加方便輪廓的獲取。將具有特定輪廓的支撐裝置20、32的穿孔圖案構(gòu)成為允許量針10穿過具有特定輪廓的支撐裝置自由運(yùn)動(dòng)。
通過可操作地設(shè)置量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器5，具有特定輪廓的支撐裝置20、32提供了一種結(jié)構(gòu)和方法，以準(zhǔn)確地捕獲腳的底面，并對腳的選定區(qū)域提供額外的有利支撐。
在放置具有特定輪廓的支撐裝置20、32之前，利用所捕獲的輪廓(例如捕獲的輪廓25)作為導(dǎo)向件，可以將所選的具有特定輪廓的支撐裝置，例如具有特定輪廓的支撐裝置20、32放置在量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器5上。也就是，不使用具有特定輪廓的支撐裝置20、32而首先捕獲的輪廓25可以作為具有特定輪廓的支撐裝置20、32正確定位的參照。首先捕獲的輪廓25提供腳的底側(cè)的準(zhǔn)確3D輪廓繪制?？梢岳檬紫炔东@的輪廓25作為導(dǎo)向件將選定了形狀、尺寸和彈性的具有特定輪廓的支撐裝置20，32放置在正確的位置中。
在將具有特定輪廓的支撐裝置20、32正確放置在表面17上的情況下，將腳放置在3D輪廓捕獲裝置5上。由于由此提供的附加的向上作用力，腳的底面處于存在具有特定輪廓的支撐裝置20、32的區(qū)域中的較高位置上。釋放3D輪廓捕獲裝置5的鎖定裝置，將量針10再次向上推壓。量針進(jìn)一步升高以捕獲在具有特定輪廓的支撐裝置20、32的區(qū)域中新受到支撐的腳的底面。如圖3和5所示，利用具有特定輪廓的支撐裝置20和32所獲得的輪廓在由具有特定輪廓的支撐裝置20、32所支撐的區(qū)域中更高。
可以在人的全部負(fù)載或者重量或者部分重量(也就是半重量)施加在腳上的情況下提取據(jù)此獲取的腳的3D輪廓。全重量或者力傾向于使得腳的底側(cè)變平。本發(fā)明的具有特定輪廓的支撐裝置20、32對具有特定輪廓的支撐裝置所支撐的腳的區(qū)域提供支撐和恢復(fù)支撐?？梢允沟镁哂刑囟ㄝ喞闹窝b置的定位和尺寸能對腳的足弓區(qū)域提供支撐。
將量針10再次鎖定，并確定每個(gè)量針10的高度。可以利用機(jī)械、機(jī)電、光學(xué)或者多種技術(shù)和過程來確定量針10的位置。
應(yīng)當(dāng)指出，為了討論和比較的一致性，本說明書的所有圖使用同一個(gè)對象腳，從而清楚地顯示利用具有特定輪廓的支撐裝置20、32的直接比較效果。
圖8顯示了放置在示例性量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器5上的腳的示意性側(cè)視圖。所示的輪廓顯示了量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器5的量針10所提供的支撐的示意性說明，但是沒有加入具有特定輪廓的支撐裝置。
圖9顯示了放置在示例性量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器5上的腳的示意性側(cè)視圖，其中示出了由量針10和具有特定輪廓的支撐裝置20所提供的支撐。
用于捕獲3D輪廓的方法可以被總結(jié)為包括將目標(biāo)放置在3D輪廓捕獲裝置上以及獲取目標(biāo)表面的第一輪廓。該方法還包括將具有特定輪廓的支撐裝置(例如具有特定輪廓的支撐裝置20和32)放置在腳的底面和3D輪廓捕獲裝置5之間并支撐在其上的具有特定輪廓的支撐裝置上至少部分表面。具有特定輪廓的支撐裝置對腳的底面的至少一部分選擇性地提供額外的支撐。利用設(shè)置在腳底面和3D輪廓捕獲裝置5之間的具有特定輪廓的支撐裝置20、32獲得腳底面的第二輪廓。然后根據(jù)改進(jìn)第一輪廓的第二輪廓確定腳底面的合成3D輪廓。
利用3D輪廓捕獲裝置和具有特定輪廓的支撐裝置20、32獲得的改進(jìn)的支撐特征，合成的3D捕獲的輪廓和/或代表它們的數(shù)據(jù)可以用于指導(dǎo)自動(dòng)加工系統(tǒng)來生產(chǎn)定制的腳矯正器、鞋等。
在一個(gè)方面，例如在轉(zhuǎn)讓給本專利申請的受讓人的美國專利NO.4,454,618中所披露的那些各種制造技術(shù)可以用于和可以適合于此處內(nèi)容的教導(dǎo)。美國專利NO.4,454,618的3D輪廓制造過程利用了圖10和11所示的3D痕量跟蹤機(jī)械50(trace routing machine)，以獲取腳底側(cè)的3D輪廓。痕量跟蹤機(jī)械50利用具有鎖定機(jī)構(gòu)的量針組件。作為在本情形中利用量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器5將量針55的相對位置數(shù)字化的一種代替，痕量跟蹤機(jī)械50利用量針55作為圖案或者模板。在一塊材料60(也就是坯料)中復(fù)制該圖案或者模板，以制造例如腳的矯正器。
在一個(gè)方面，具有特定輪廓的支撐裝置是柔軟的材料，它可以通過輔助的支撐裝置65在量針之上被進(jìn)一步的支撐，如圖9所示。輔助的支撐裝置65可以選擇性的使用，例如在具有特定輪廓的支撐裝置20的一定區(qū)域中需要額外的支撐的情況下，其超過了單獨(dú)由具有特定輪廓的支撐裝置所能提供的支撐。輔助的支撐裝置65可以具有多個(gè)實(shí)施方案。例如螺旋彈簧(未顯示)、適當(dāng)尺寸或者穿孔的泡沫塊、片簧和其他具有類似彈簧特征的裝置可以放置在具有特定輪廓的支撐裝置20、32之下以選擇性的增強(qiáng)由其提供的支撐。
結(jié)合使用輔助支撐裝置65和具有特定輪廓的支撐裝置20的優(yōu)點(diǎn)在于在所得到的輪廓捕獲中避免捕獲具有扁平的點(diǎn)或區(qū)域的輪廓。以這種方式，為了提供高度定制和個(gè)人的矯正器，具有特定輪廓的支撐裝置可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)成適用于特定應(yīng)用和環(huán)境，以避免在所得到的腳的輪廓中捕獲具有扁平的點(diǎn)或者區(qū)域的輪廓。輔助支撐裝置65可以由多塊塑料材料構(gòu)成，并可選擇地放置在具有特定輪廓的支撐裝置20的所需位置處，尤其是在腳后跟的區(qū)域中。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，具有特定輪廓的支撐裝置被構(gòu)成為對腳的腳后跟區(qū)域提供支撐。參考圖12，用于支撐腳后跟的具有特定輪廓的支撐裝置(稱為具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70)定位在輪廓捕獲裝置5上的處于和腳后跟碰撞區(qū)域(strike area)相一致的位置處。如圖所示，具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70置于與腳后跟定位裝置75非常接近的位置處。
具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70優(yōu)選地具有彈性的中部。該彈性中部可以是凹陷的。具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70的周邊側(cè)優(yōu)選地沿著腳后跟的側(cè)面和內(nèi)側(cè)提供比腳后跟的中間區(qū)域更大的支撐。用于沿著其側(cè)面和內(nèi)側(cè)對腳后跟提供更大的支撐的一種方法是通過提供側(cè)面比具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70的中部更厚的具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70，如圖12所示。其他的沿著側(cè)面和內(nèi)側(cè)對腳后跟提供支撐的方法包括在具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70的周邊側(cè)提供支撐塊和/或其他支撐結(jié)構(gòu)(未示出)，以防止或者至少限制具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70在腳的輪廓捕獲過程中在腳的側(cè)面和內(nèi)側(cè)處完全變平。優(yōu)選的，具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70在該具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70的中部下面處于最低點(diǎn)，并隨著具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置70將腳后跟成圓角至其內(nèi)側(cè)和側(cè)面，升高至較高的高度。具有特定輪廓的腳后跟支撐裝置沿著其內(nèi)側(cè)和側(cè)面被可選擇的升高或者支撐至更高的程度，用于沿著腳的內(nèi)側(cè)和側(cè)面為腳提供更大的支撐。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，將輪廓捕獲裝置5所捕獲的3D輪廓數(shù)字化。捕獲輪廓的數(shù)字化表達(dá)可以被保存至存儲(chǔ)位置、在顯示屏上顯示以用于觀看、提供給打印機(jī)進(jìn)行打印以及進(jìn)一步的處理。
在一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的方法，不使用具有特定輪廓的支撐裝置而首先捕獲的3D輪廓的數(shù)字化表達(dá)可以被存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器，具有特定輪廓的支撐裝置(例如20，32，70)被放置在被捕獲的目標(biāo)(例如腳)的表面和輪廓捕獲裝置5之間，在具有特定輪廓的支撐裝置定位于目標(biāo)和輪廓捕獲裝置5之間的情況下對目標(biāo)表面的3D輪廓進(jìn)行捕獲、并進(jìn)行數(shù)字化和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。首先捕獲的和第二次捕獲的3D輪廓可以在同一個(gè)顯示器上用例如分屏、分“窗口”、彼此疊加等方式顯示，以比較第一次和第二此捕獲的3D輪廓。
此處也考慮對象目標(biāo)例如腳的壓痕可以包括對象目標(biāo)的完整壓痕或者其一部分的壓痕(例如腳壓痕的部分長度的壓痕)。
所附的權(quán)利要求補(bǔ)充和進(jìn)一步披露了本發(fā)明的教導(dǎo)。應(yīng)當(dāng)根據(jù)本申請的范圍、目的和說明來考慮本申請的全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種三維(3D)捕獲系統(tǒng)，其包括3D輪廓捕獲裝置，用于捕獲目標(biāo)的表面輪廓；具有特定輪廓的支撐裝置，用于放置在所述表面和為所述表面的至少一部分提供附加支撐的所述3D輪廓捕獲裝置之間，其中，根據(jù)設(shè)置在所述表面和所述3D輪廓捕獲裝置之間的所述具有特定輪廓的支撐裝置捕獲的第二輪廓，來改善由所述3D輪廓捕獲裝置捕獲的第一輪廓，以提供合成的3D輪廓。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述3D捕獲裝置選自由量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器、光學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及機(jī)械式痕量復(fù)制器組成的組。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置包括用于和所述目標(biāo)的所述表面相接觸的凸出表面。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置具有用于支撐所述目標(biāo)的所述表面的彈性表面。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置與所述3D捕獲裝置相匹配地接合。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置便于所述第二輪廓捕獲的獲取。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置支撐設(shè)置在其上的所述表面，并在第一支撐位置中施加預(yù)定的已知范圍的作用力。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置支撐設(shè)置在其上的所述表面，并在第二支撐位置中施加大于所述預(yù)定的已知范圍的作用力的作用力。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置可以改變尺寸，以適合具有多個(gè)表面尺寸的多個(gè)目標(biāo)。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括輔助支撐裝置，用于在由所述具有特定輪廓的支撐裝置提供的附加支撐之外再提供支撐。
11.一種用于捕獲3D(三維)輪廓的方法，其包括將目標(biāo)放置在3D輪廓捕獲裝置上；獲取所述目標(biāo)表面的第一輪廓；將具有特定輪廓的支撐裝置放置在所述表面和所述3D輪廓捕獲裝置之間；在所述具有特定輪廓的支撐裝置上支撐至少部分所述表面，所述具有特定輪廓的支撐裝置對所述至少部分所述表面提供附加的支撐；利用放置在所述表面和所述3D輪廓捕獲裝置之間的所述具有特定輪廓的支撐裝置來獲取所述目標(biāo)的所述表面的第二輪廓；以及基于用于改進(jìn)所述第一輪廓的所述第二輪廓來提供所述表面的合成3D輪廓。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述3D捕獲裝置選自由量針數(shù)字轉(zhuǎn)換器、光學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及機(jī)械式痕量復(fù)制器組成的組。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括利用機(jī)械裝置、存儲(chǔ)器裝置或者其結(jié)合將所述第一輪廓保存起來，以用于改進(jìn)。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括選擇具有形狀、尺寸和彈性的所需結(jié)合的所述具有特定輪廓的支撐裝置。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置包括用于和所述目標(biāo)的所述表面相接觸的凸出表面。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置具有用于支撐所述目標(biāo)的所述表面的彈性表面。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置支撐設(shè)置在其上的所述表面，并在第一支撐位置中施加預(yù)定的已知范圍的作用力。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述具有特定輪廓的支撐裝置支撐設(shè)置在其上的所述表面，并在第二支撐位置中施加大于所述預(yù)定的已知范圍的作用力的作用力。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一輪廓、所述第二輪廓、所述合成輪廓被保存至存儲(chǔ)裝置，所述存儲(chǔ)裝置選自由機(jī)械的、機(jī)電的和電子的存儲(chǔ)裝置組成的組。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括將輔助支撐裝置設(shè)置在所述具有特定輪廓的支撐裝置和所述3D輪廓捕獲裝置之間，所述輔助支撐裝置用于在所述具有特定輪廓的支撐裝置提供的附加支撐之外提供支撐。
全文摘要
一種三維(3D)捕獲方法和系統(tǒng)，具有3D輪廓捕獲裝置(5)，用于捕獲對象的表面輪廓；具有特定輪廓的支撐裝置(20)，用于放置在所述表面和為所述表面的至少一部分提供附加支撐的所述3D輪廓捕獲裝置之間，其中根據(jù)設(shè)置在所述表面和所述3D輪廓捕獲裝置之間的所述具有特定輪廓的支撐裝置捕獲的第二輪廓來改善所述3D輪廓捕獲裝置捕獲的第一輪廓(25)，以提供合成的3D輪廓。
文檔編號(hào)A43D1/00GK1809724SQ200480016953
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者托尼·塔丁 申請人:阿莫菲特公司