本發(fā)明涉及一種掃描儀，具體涉及一種三維雙足掃描儀。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提高，人們對服飾穿著的舒適度要求也隨之提高，特別是長時間穿在腳上的鞋子，其舒適度直接影響到人的出行和日常生活，因而選擇一雙合腳的鞋子是十分重要的。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是計算機輔助設(shè)計和機械自動化的快速發(fā)展，使得制鞋業(yè)由傳統(tǒng)的手工業(yè)向自動化生產(chǎn)方向變革，對足部尺寸信息的測量，亦由原來的人工測量轉(zhuǎn)向自動掃描測量。

在整個鞋類自動化設(shè)計制造流程中，使用三維掃描儀獲取人足部的三維信息是至關(guān)重要的一環(huán)。只有準確地獲取到足部的三維數(shù)據(jù)，才能精確地得到足部的各項特征及參數(shù)，制作出來的鞋也會更加適合使用者。

現(xiàn)在的激光、白光、紅外光源的非接觸三維掃描技術(shù)已經(jīng)相對成熟，近幾年已經(jīng)有不少國內(nèi)外的公司推出了基于激光的三維足部掃描儀?；谌俗愕男螤钐卣?，為了達到足夠的三維測量精度并獲取完整的曲面，此類掃描儀需使用八個相機和四個激光線發(fā)射器。每兩個相機和一個激光線發(fā)射器組成一個方向上的掃描模塊，共有四個掃描模塊從四個方向獲取三維數(shù)據(jù)，四個激光線發(fā)射器發(fā)出的激光線共面，和導(dǎo)軌方向垂直，四個掃描模塊安裝在直線導(dǎo)軌上，從導(dǎo)軌一端運動到另一端進行掃描，八臺相機同時拍攝多幅圖像，一般是每1毫米或0.5毫米一副，行程約300-400毫米。每個掃描模塊獲得幾百到上千幅圖像，將圖像上傳到電腦，擬合出足部的三維曲面。此類三維掃描儀，由于采用八個相機帶來的較高成本使得其在市場很難推廣。同時，八個相機也會大大增加數(shù)據(jù)采集量，使采集的圖像處理復(fù)雜性增大，也增加了系統(tǒng)故障率。現(xiàn)有技術(shù)中的三維足部掃描儀，如申請人于2015年8月28日申請的專利號201520658392.0、名稱“三維足部和鞋楦掃描儀”的實用新型專利，公開了一種減少相機數(shù)量，仍然能保證掃描完整足部曲面的方法。

以上提到的種種方法，都只是實現(xiàn)了單足掃描，而有時候單腳的三維信息并不和另一只腳的信息絕對對稱，為了得到雙足的三維信息，現(xiàn)有技術(shù)往往采用先掃描一只腳，再掃描另一只腳的方法，但是換腳的動作就增加了掃描過程的總體時間；也可把兩個單足并列掃描，但是這樣就帶來相機數(shù)量的翻倍，成本大幅提高，系統(tǒng)更復(fù)雜，可靠性降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供了一種三維雙足掃描儀。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的，一種三維雙足掃描儀，包括限定框架、直線運動機構(gòu)、激光器支架和相機支架；所述限定框架用于限制待掃描物體的前后位置，直線運動機構(gòu)可在限定框架的有限范圍內(nèi)做往復(fù)直線運動；所述相機支架的左右兩側(cè)各設(shè)置有一個激光器支架，三者的相對位置確定，且激光器支架和相機支架均固定在直線運動機構(gòu)的滑塊上，相機支架上安裝有四個相機，兩個激光器支架上設(shè)置有若干個激光發(fā)射器。

上述技術(shù)方案中，所述四個相機與左右的若干激光發(fā)射器可分別安裝與相機支架和激光器支架上，也可安裝在同一個支架上，只需保證四個相機與若干激光器形成的兩個激光面相對空間位置確定，共同構(gòu)成足部的掃描組件。

上述技術(shù)方案中，所述激光器支架上安裝的若干激光發(fā)射器形成的激光面與直線運動機構(gòu)的運動方向相互垂直，與足部的縱向端面相平行。

上述技術(shù)方案中，激光器支架上安裝的激光發(fā)射器個數(shù)為3個以上。

上述技術(shù)方案中，所述激光發(fā)射器為一字線激光發(fā)射器。

本發(fā)明一種三維雙足掃描儀采用四個相機和分居兩側(cè)的若干激光發(fā)射器形成掃描模塊，實現(xiàn)對放置在限定框架中雙足精確掃描的功能；1號相機位于限定框架上部，2號相機、3號相機和4號相機位于限定框架下部，四個相機與直線運動機構(gòu)的運動方向呈0-90度夾角；1號相機和2號相機完成對雙足前面部分的掃描拍照，3號相機和4號相機完成對雙足后端部分的拍照；可根據(jù)需要調(diào)節(jié)激光器的角度，只要能完整覆蓋腳面，形成兩個環(huán)繞腳面縱向的激光線投影面；所選激光器的數(shù)量越少，每個激光發(fā)射器的出射角就需要越大，或者激光發(fā)射器距離腳站立透明面的距離更遠；如果單獨使用透明玻璃板以下部位的相機和激光器，可以實現(xiàn)對雙足底部輪廓的掃描。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以達到以下有益效果是：

1.僅用4個相機與若干激光器形成的激光面組成掃描模塊，在橫向移動的過程中可一次單程掃描左右足的縱向切面，大大提高了掃描效率；

2.僅有4個相機的情況下經(jīng)過1次掃描，解決了掃描過程中足后部遮擋的問題，可完整覆蓋雙足表面輪廓；

3.在保證精度的同時，采用四個相機加若干激光發(fā)射器，節(jié)約了設(shè)備成本，提高了掃描效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明三維雙足掃描儀整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中三個激光器構(gòu)成激光面時，各激光器分布示意圖；

圖3為本發(fā)明中四個激光器構(gòu)成激光面時，各激光器分布示意圖；

圖4為本發(fā)明中五個激光器構(gòu)成激光面時，各激光器分布示意圖；

圖中：1-限定框架，2-直線運動機構(gòu)，3-激光器支架a，4-相機支架，5-激光器支架b，6-激光發(fā)射器，7-1號相機，8-2號相機，9-3號相機，10-4號相機，11-滑塊，12-直線導(dǎo)軌，13-透明亞克力板。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖1所示，一種三維雙足掃描儀的整體結(jié)構(gòu)，包括限定框架1、直線運動機構(gòu)2、激光器支架3,5和相機支架4；所述限定框架1用于限制待掃描物體的前后位置，直線運動機構(gòu)2可在限定框架1的有限范圍內(nèi)做往復(fù)直線運動；所述相機支架4的左右兩側(cè)設(shè)置有激光器支架a3和激光器支架b5，三者的相對位置確定，且激光器支架3、5和相機支架4均固定在直線運動機構(gòu)的滑塊11上，相機支架上安裝有1號相機7、2號相機8、3號相機9和4號相機10，兩個激光器支架3、5上設(shè)置有若干個激光發(fā)射器6。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述1號相機7、2號相機8、3號相機9和4號相機10與左右的若干激光發(fā)射器6可分別安裝在相機支架4和激光器支架3、5上，1號相機7、2號相機8、3號相機9和4號相機10與若干激光器6形成的兩個激光面a、b相對空間位置確定，共同構(gòu)成足部的掃描組件。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述激光器支架3、5上安裝的若干激光發(fā)射器6形成的激光面與直線運動機構(gòu)2的運動方向相互垂直，與足部的縱向端面相平行，如圖2、3、4所示，為3-5個激光器6在左側(cè)激光器支架3上的位置分布示意圖。

本發(fā)明在使用時，激光器支架a3上的若干激光器6構(gòu)成激光面a，激光器支架b5上的若干激光器6構(gòu)成激光面b，1號相機7、2號相機8、3號相機9和4號相機10與激光面a、b組成掃描組件；雙足放置于限定框架1的透明亞克力板13上，足的縱向與激光面a、b相互平行，在直線運動機構(gòu)2橫向運動的過程中激光面a、b依次接觸左腳外側(cè)、左腳內(nèi)側(cè)、右腳內(nèi)測、右腳外側(cè)，相機對環(huán)繞足部的激光投影面進行實時拍照并傳至計算機，就可以擬合出雙足完整的三維形狀，具體步驟如下描述：

步驟一：雙足位置固定不動，掃描組件沿直線運動機構(gòu)移動，當(dāng)激光面b接觸左足外側(cè)，1號相機7、2號相機8可以拍攝激光面b在左足前部投射形成的激光線，3號相機9因為朝向，無法拍攝激光面b在左足后部形成的激光線，但是4號相機10可以拍攝激光面b在左足后部形成的激光線；當(dāng)激光面b在左足中間時，1號相機7、2號相機8可以掃描左足前部，3號相機9、4號相機10可以同時掃描左足后部。

步驟二：繼續(xù)移動掃描組件，當(dāng)激光面a在左足中間掃描時，1號相機7、2號相機8可以掃描左足前部，3號相機9、4號相機10可以同時掃描左足后部；當(dāng)激光面a接觸左足內(nèi)側(cè)時，1號相機7、2號相機8可以拍攝激光面a在左足前部投射形成的激光線，4號相機10因為遮擋，無法拍攝激光面a在左足后部形成的激光線，但是3號相機9可以拍攝激光面a在左足后部投射形成的激光線；上述兩個步驟的組合就完成了對左足完整的三維掃描。

步驟三：繼續(xù)移動1號相機7、2號相機8、3號相機9和4號相機10與激光面a、b組成的掃描組件，就可以完成對右足完整的三維掃描，右足的情況與左足相同，這里不再贅述。

通過以上步驟的實施，就可以在單行程運行中實現(xiàn)對左右雙足三維形狀的掃描，去掉透明亞克力板13以上部位的1號相機7和相關(guān)激光器6，該三維雙足掃描儀可以實現(xiàn)對雙足足底形狀的掃描。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。