[发明专利]一种基于图像重构和参数化的脚部鞋楦模型构建系统

说明书

本发明涉及一种基于图像重构和参数化的脚部鞋楦模型构建系统，该系统包括：图像重构系统、重构脚部点云模型处理系统、重构脚部三角网格模型处理及特征点参数自动提取并标注系统、脚部模型定位变形系统、鞋楦数据库构建及管理系统、脚部特征参数驱动标准鞋楦变形系统、重构鞋楦模型检测系统、个人鞋楦数据库管理系统和重构鞋楦模型输出系统。本发明使用非接触时拍摄的方式，由拍摄的图像重构出人脚模型；通过控制特征线和控制点的参数关系来完成鞋楦的参数化建模，通过修改鞋楦的控制参数就可以完成新鞋模型的构建；采用精简的特征参数控制模型的生成，并完成模型参数合理性的检验，重构人脚模型匹配性的检验等，方便模型修改更新与分析管理。

技术领域

本发明涉及鞋楦模型构建技术，特别涉及一种基于图像重构和参数化的脚部鞋楦模型构建系统。

背景技术

人脚具有容易发生变形和很难处于静止状态等特征，如果使用接触式测量设备获取脚的点云数据，在测量过程中测量设备的探头会挤压脚面，让人脚形状发生变形，在使人脚收到损伤的同时也使得测量获取的人脚点云产生一些误差。而且使用接触式测量设备需要人脚一直处于某一特定位置，并需要使用设备将其固定在工作台上，在进行测量时人脚还需要跟随工作台移动，人脚很难实现这些需求，这就导致许多脚部特征参数和一些复杂曲面，曲线都无法被测量出来，使得人脚测量点云数据存在很大的误差。考虑到安全健康的要求，用来测量人脚点云的扫描设备的射线不能对人体有危害，因此在非接触式测量中的射线成像方法和工业计算机断层扫描成像法都不能用在人脚点云的测量。本发明流程使用非接触时拍摄的方式，由拍摄的图像重构出人脚模型。

而现有的鞋楦模型逆向重构文件格式大多为点云模型和由边界混成法或小平面特征法生成的NURBS曲面模型，这些方法得到的模型部分会失真，光顺性不好，存在较多冗余点，储存空间大，数据管理和分析难度大，不利于模型的实时处理。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有技术脚部鞋楦模型构建存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于图像重构和参数化的脚部鞋楦模型构建系统，该系统包括：图像重构系统、重构脚部点云模型处理系统、重构脚部三角网格模型处理及特征点参数自动提取并标注系统、脚部模型定位变形系统、鞋楦数据库构建及管理系统、脚部特征参数驱动标准鞋楦变形系统、重构鞋楦模型检测系统、个人鞋楦数据库管理系统和重构鞋楦模型输出系统。

其中，图像重构系统用于根据移动拍摄设备围绕脚部拍摄一组二维图像或者围绕脚部拍摄一段完整视频，根据拍摄所得图像或者视频得到多幅二维图像匹配重构的点云三维模型。

重构脚部点云模型处理系统，用于对重构的点云三维模型进行预处理，以减少重构的点云三维模型的不足；

重构脚部三角网格模型处理及特征点参数自动提取并标注系统，用于对预处理后的点云模型进行精细化处理，以得到脚部非流性三角网格构成的模型；

所述脚部模型定位变形系统，用于将所述脚部非流性三角网格构成的模型按照系统的鞋楦模型空间坐标基准进行方位调整，根据调整后的脚部非流性三角网格构成的模型，得到带跟高的脚部模型，以及得到带跟高脚部模型的轮廓曲线

所述脚部特征参数驱动标准鞋楦变形系统，用于生成最终的新鞋楦控制线和鞋楦曲面，将各曲面平滑合成一个实体化的封闭整体，从而得到不同楦头式样的定制鞋楦模型；

重构鞋楦模型检测系统，用于计算脚部模型测到构建的鞋楦模型对应点间的距离和角度，设置最大检测距离，最大角度，把计算获取的距离和角度与设定的允许误差值进行比较，测量得出最大正法向偏差和最大负法向偏差，评价局部误差分布均匀度，如果计算得到的最大值比设定的允许值小，表明所生成的鞋楦符合要求，否则就需要对生成的鞋楦进行修改，直至生成满足要求的鞋楦；