[发明专利]一种基于自动寻轨模式的三维脚型测量装置及实现方法

说明书

本发明公开了一种基于自动寻轨模式的三维脚型测量装置及实现方法，方法包括：控制第一摄像头实时拍摄脚部底面得到底面轮廓线，根据所述底面轮廓线得到双脚的底面闭合轮廓线，在预设位置控制第二摄像头拍摄得脚部侧面照片得到双脚的侧面轮廓线，根据上述底面闭合轮廓线和侧面轮廓线建立得到三维脚型。本发明的方法能够不受摄像头拍摄范围的限制，实现自动寻轨，仅占用较小的空间。同时，采用能够同时测量出双脚的三维脚型，提升了扫描测量效率和用户体验度。

技术领域

本发明涉及三维扫描技术和计量测量领域。特别涉及基于自动寻轨模式的三维脚型测量装置。

背景技术

目前，中国已经超过美国成为全球最大的电子商务市场，其中鞋服类所占份额位居在线购物市场第一位。伴随鞋类在线市场高速增长的同时，鞋类网购平台、垂直电商在运营过程中遇到了制约行业发展的瓶颈：网购用户因不能试穿而导致有效的购物体验欠缺，从而造成消费者网购时容易发生成交犹豫以及成交后存在高退换货率的现象。鞋子与脚型的匹配程度决定了穿着鞋子时的舒适程度。只有充分了解脚的特点，根据脚型规律才能为消费者制造出、挑选出穿着舒适的鞋子。如今，大数据技术、三维扫描技术的迅猛发展，从而为解决上述鞋类难题提供方法。

三维扫描技术，是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。而且其测量结果能直接与多种软件接口，这使其在CAD、CAM、CIMS等技术应用日益普及的今天很受欢迎。在发达国家的制造业中，三维扫描仪作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高，非接触，使用方便等优点而得到越来越多的应用。用三维扫描仪对手板，样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM软件接口，在CAD系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。

大数据技术，与传统数据处理流程并无太大差异，主要区别在于：由于大数据要处理大量、非结构化的数据，所以在各个处理环节中都可以采用Map Reduce等方式进行并行处理。大数据可以通过Map Reduce这一并行处理技术来提高数据的处理速度。Map Reduce的设计初衷是通过大量廉价服务器实现大数据并行处理，对数据一致性要求不高，其突出优势是具有扩展性和可用性，特别适用于海量的结构化、半结构化及非结构化数据的混合处理。Map Reduce将传统的查询、分解及数据分析进行分布式处理，将处理任务分配到不同的处理节点，因此具有更强的并行处理能力。Map Reduce是一套软件框架，包括Map(映射)和Reduce(化简)两个阶段，可以进行海量数据分割、任务分解与结果汇总，从而完成海量数据的并行处理。

具体而言，三维扫描技术能够完整地采集消费者三维脚型数据，依据这个三维脚型数据可以为消费者寻找到或定制一双舒适的鞋子。现有三维脚型扫描技术中通常采用激光和结构光栅原理来获取脚部表面的三维坐标。基于这些原理所开发的商用脚型扫描设备成像结构复杂，其使用机械传动装置精密地控制和移动多组光栅和高精度工业CCD摄像头组合，再加上需要一个强大的图形图像处理单元，使得设备成本高昂，这是鞋业相关企业所不能承担的。也正是因为其高昂的成本，所以一次只能测量一只脚，大大降低了扫描的效率和用户体验满意度。中国专利200310108856.2，基于特定网格图案的三维脚型测量和建模的方法，用印有网格的袜子穿在入的脚上，然后通过多个数码相机或者摄像机同时拍摄，确保每个网格的角点(corner)被至少两个数码相机或者摄像机拍到，然后基于立体视觉和光学成像的原理，恢复出所有网格角点的三维位置；在此基础上，利用这些恢复出的角点的三维位置，重新拟合出覆盖在人脚上的三维网格，最后根据三维网格对标准脚的空间位置约束，通过变形建模方法，建立特定的三维脚型的模型，并计算出脚型的参数。基于每个网格的角点重新拟合得到三维网格，计算复杂程度较高。