一種腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高和對(duì)健康的日益重視，人們對(duì)鞋的舒適度的要求越來越高。因此根據(jù)不同的腳型設(shè)計(jì)出更適合的鞋，使穿鞋由大眾系列化向個(gè)體適合化轉(zhuǎn)變，成為鞋生產(chǎn)商目前追求的目標(biāo)?？焖倬_的測(cè)量腳面的三維數(shù)據(jù)，根據(jù)逆向工程生產(chǎn)出讓消費(fèi)者舒適的鞋子是目前亟待解決的問題。目前的測(cè)量方法通常用多個(gè)傳感器通過不同角度對(duì)腳面進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接，在成本控制、測(cè)量速度和精度上均有一定的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，以提高測(cè)量精度和速度。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0004]一種腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，包括相互之間位置相對(duì)固定的攝像機(jī)、投影儀、第一反射鏡和第二反射鏡，所述投影儀用于投影條紋光；
[0005]所述條紋光的第一部分從第一方向投影到待測(cè)腳部的第一表面形成第一投影條紋，所述第一投影條紋直接被所述攝像機(jī)采集；
[0006]所述條紋光的第二部分經(jīng)第一反射鏡反射后從第二方向投影到待測(cè)腳部的第二表面形成第二投影條紋，所述第二投影條紋經(jīng)第一反射鏡反射后被所述攝像機(jī)采集；
[0007]所述條紋光的第三部分經(jīng)第二反射鏡反射后從第三方向投影到待測(cè)腳部的第三表面形成第三投影條紋，所述第三投影條紋經(jīng)第二反射鏡反射后被所述攝像機(jī)采集；
[0008]所述第一投影條紋、第二投影條紋和第三投影條紋共同完整覆蓋待測(cè)腳部由腳背到腳底的周表面。
[0009]進(jìn)一步地，所述投影儀的光軸與所述攝像機(jī)的光軸夾角為20至40度。
[0010]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括用于標(biāo)定的立體靶標(biāo)，所述立體靶標(biāo)包括兩個(gè)相對(duì)固定的平面靶標(biāo)，兩個(gè)平面靶標(biāo)的靶面坐標(biāo)系相互平行。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述立體靶標(biāo)為板狀結(jié)構(gòu)，兩個(gè)平面靶標(biāo)在所述板狀結(jié)構(gòu)的兩面。
[0012]進(jìn)一步地，所述條紋光包括相移條紋光和編碼條紋光。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)置兩面反射鏡，可將投影儀投影的條紋光的一部分反射投影到待測(cè)腳部的與投影儀相背的面上，在一個(gè)全局世界坐標(biāo)系中實(shí)現(xiàn)從三個(gè)方向同時(shí)對(duì)待測(cè)腳部由腳背到腳底的周表面進(jìn)行三維測(cè)量，由于測(cè)量基于一個(gè)全局世界坐標(biāo)系，三個(gè)方向的測(cè)量數(shù)據(jù)不需要尋找匹配點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)融合即可得到腳部的三維數(shù)據(jù)，大大提高了測(cè)量精度和速度。
【附圖說明】
[0014]圖1:本發(fā)明提供的腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)腳部正面視角光路示意圖；
[0015]圖2:本發(fā)明提供的腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)腳部側(cè)面視角光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]圖1為本發(fā)明提供的腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)腳部正面視角光路示意圖，圖2為本發(fā)明提供的腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)腳部側(cè)面視角光路示意圖。圖1及圖2中各箭頭表示光的行進(jìn)方向，同一種類型的虛線表示同一條光路。結(jié)合圖1及圖2所示，該腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)包括相互之間位置相對(duì)固定的攝像機(jī)2、投影儀1、第一反射鏡3和第二反射鏡4。投影儀1用于投影條紋光，根據(jù)需要可以是任何可用于三維測(cè)量的條紋光，如相移條紋光和編碼條紋光。也可以是其他結(jié)構(gòu)光。
[0018]投影儀1投影的條紋光包括若干部分，即有一部分條紋光直接投影到的待測(cè)腳部5的面向投影儀1的表面，還有一部分條紋光經(jīng)第一反射鏡3和第二反射鏡4反射后投影到了待測(cè)腳部5的背向投影儀1的表面。為便于描述，可理解為條紋光包括若干部分，各部分分別以第一部分、第二部分、第三部分等描述。
[0019]條紋光的第一部分從第一方向投影到待測(cè)腳部5的第一表面形成第一投影條紋，第一投影條紋直接被攝像機(jī)2采集。條紋光的第二部分經(jīng)第一反射鏡3反射后從第二方向投影到待測(cè)腳部5的第二表面形成第二投影條紋，第二投影條紋經(jīng)第一反射鏡3反射后被攝像機(jī)2采集。條紋光的第三部分經(jīng)第二反射鏡4反射后從第三方向投影到待測(cè)腳部5的第三表面形成第三投影條紋，第三投影條紋經(jīng)第二反射鏡4反射后被攝像機(jī)2采集。
[0020]由圖1可以看出，通過合理設(shè)置第一反射鏡3、第二反射鏡4、投影儀1、攝像機(jī)2及待測(cè)腳部5的相對(duì)位置，就可使三個(gè)方向投影的條紋光一起對(duì)腳部由腳背到腳底的周表面實(shí)現(xiàn)完全覆蓋，即第一投影條紋、第二投影條紋和第三投影條紋共同完整覆蓋待測(cè)腳部5由腳背到腳底的周表面。設(shè)置時(shí)，投影儀1的光軸與攝像機(jī)2的光軸夾角可設(shè)置為20至40度，一般可取30度。
[0021 ]設(shè)置好上述結(jié)構(gòu)后，還需要對(duì)該三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。由圖1及圖2可知，該系統(tǒng)可理解為由三個(gè)子系統(tǒng)組成，分別是由投影儀1和攝像機(jī)2組成的第一子系統(tǒng)、由投影儀1、攝像機(jī)2和第一反射鏡3組成的第二子系統(tǒng)以及由投影儀1、攝像機(jī)2和第二反射鏡4組成的第三子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)分別從一個(gè)方向?qū)Υ郎y(cè)腳部5進(jìn)行三維測(cè)量，因此，需要分別對(duì)三個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。
[0022]基于標(biāo)定需要，該三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)還可包括用于標(biāo)定的立體靶標(biāo)，立體靶標(biāo)包括兩個(gè)相對(duì)固定的平面靶標(biāo)，兩個(gè)平面靶標(biāo)的靶面坐標(biāo)系相互平行。平面靶標(biāo)上的特征可通過在平面靶標(biāo)上打通孔形成，從而確保兩個(gè)坐標(biāo)系的平行關(guān)系。具體地，立體靶標(biāo)可為板狀結(jié)構(gòu)，兩個(gè)平面靶標(biāo)在板狀結(jié)構(gòu)的兩面，根據(jù)板的厚度可確定兩個(gè)平面靶標(biāo)的相對(duì)位置關(guān)系，板的厚度可取2毫米。將立體靶標(biāo)設(shè)置在待測(cè)腳部5的位置，并使其中一個(gè)平面靶標(biāo)面對(duì)投影儀1，另一個(gè)平面靶標(biāo)背對(duì)投影儀1。進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，投影儀1投影的條紋光將從第一方向直接投影到其中一個(gè)平面靶標(biāo)上，從第二方向和第三方向投影到另一個(gè)平面靶標(biāo)上。沿靶標(biāo)面垂線方向等距離移動(dòng)靶標(biāo)，同時(shí)投影相移條紋和編碼條紋，就可以通過多項(xiàng)式隱式標(biāo)定方法，同時(shí)對(duì)三個(gè)子系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)標(biāo)定，從而完成對(duì)該三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定。
[0023]標(biāo)定完成后，就可實(shí)現(xiàn)從三個(gè)方向同時(shí)對(duì)待測(cè)腳部5由腳背到腳底的周表面進(jìn)行三維測(cè)量。將攝像機(jī)接收到的第一投影條紋、第二投影條紋和第三投影條紋輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)分析處理就可獲得待測(cè)腳部的三維數(shù)據(jù)。由于標(biāo)定及測(cè)量過程都是基于一個(gè)全局世界坐標(biāo)系下進(jìn)行的，因此，本系統(tǒng)標(biāo)定速度很快，而且在測(cè)量方面，三個(gè)方向的測(cè)量數(shù)據(jù)不需要尋找匹配點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)融合即可得到腳部的三維數(shù)據(jù)，大大提高了測(cè)量精度和速度。同時(shí)，本系統(tǒng)只需要一個(gè)投影儀1和攝像機(jī)2，降低了測(cè)量成本。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括相互之間位置相對(duì)固定的攝像機(jī)、投影儀、第一反射鏡和第二反射鏡，所述投影儀用于投影條紋光； 所述條紋光的第一部分從第一方向投影到待測(cè)腳部的第一表面形成第一投影條紋，所述第一投影條紋直接被所述攝像機(jī)采集； 所述條紋光的第二部分經(jīng)第一反射鏡反射后從第二方向投影到待測(cè)腳部的第二表面形成第二投影條紋，所述第二投影條紋經(jīng)第一反射鏡反射后被所述攝像機(jī)采集； 所述條紋光的第三部分經(jīng)第二反射鏡反射后從第三方向投影到待測(cè)腳部的第三表面形成第三投影條紋，所述第三投影條紋經(jīng)第二反射鏡反射后被所述攝像機(jī)采集； 所述第一投影條紋、第二投影條紋和第三投影條紋共同完整覆蓋待測(cè)腳部由腳背到腳底的周表面。2.如權(quán)利要求1所述的腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述投影儀的光軸與所述攝像機(jī)的光軸夾角為20至40度。3.如權(quán)利要求1所述的腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于標(biāo)定的立體靶標(biāo)，所述立體靶標(biāo)包括兩個(gè)相對(duì)固定的平面靶標(biāo)，兩個(gè)平面靶標(biāo)的靶面坐標(biāo)系相互平行。4.如權(quán)利要求3所述的腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述立體靶標(biāo)為板狀結(jié)構(gòu)，兩個(gè)平面靶標(biāo)在所述板狀結(jié)構(gòu)的兩面。5.如權(quán)利要求1所述的腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述條紋光包括相移條紋光和編碼條紋光。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種腳型三維數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括相互之間位置相對(duì)固定的攝像機(jī)、投影儀、第一反射鏡和第二反射鏡，投影儀用于投影條紋光；條紋光的第一部分從第一方向投影到待測(cè)腳部的第一表面形成第一投影條紋，第一投影條紋直接被攝像機(jī)采集；條紋光的第二部分經(jīng)第一反射鏡反射后從第二方向投影到待測(cè)腳部的第二表面形成第二投影條紋，第二投影條紋經(jīng)第一反射鏡反射后被攝像機(jī)采集；條紋光的第三部分經(jīng)第二反射鏡反射后從第三方向投影到待測(cè)腳部的第三表面形成第三投影條紋，第三投影條紋經(jīng)第二反射鏡反射后被攝像機(jī)采集；第一投影條紋、第二投影條紋和第三投影條紋共同完整覆蓋待測(cè)腳部由腳背到腳底的周表面。
【IPC分類】A43D1/02
【公開號(hào)】CN105455308
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510788582
【發(fā)明人】吳慶陽(yáng), 吳澤俊, 張佰春, 曾增
【申請(qǐng)人】深圳大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日