基于激光掃描的腳型測量系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用.pdf

1、人體測量學(xué)是一門使用測量及觀察的方法對人類體質(zhì)特征狀況進(jìn)行描述的科學(xué)，其方法、數(shù)據(jù)可用于建立國民體型的原型、評價兒童至成人的體質(zhì)及生長發(fā)育等。腳型測量是人體測量學(xué)的重要組成部分，其測量結(jié)果是國民腳型調(diào)查、個性化選鞋與制鞋的基礎(chǔ)，對于建立全民腳型數(shù)據(jù)庫和制定選鞋、制鞋標(biāo)準(zhǔn)等具有重要的意義。
　　 針對腳型參數(shù)的低成本高可靠性自動測量問題，研制了一種新型的基于激光掃描的腳型測量系統(tǒng)，其主要由線結(jié)構(gòu)激光源、CMOS攝像頭、掃描機(jī)構(gòu)及其

2、控制軟件組成。該系統(tǒng)通過雙攝像頭采集足面輪廓的激光掃描圖像，利用掃描儀掃描足底圖像，再運(yùn)用圖像處理技術(shù)重建腳型和計算腳型參數(shù)，其成本低廉，可實現(xiàn)腳型參數(shù)的自動一體化測量。本論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.通過分析腳型測量系統(tǒng)的功能需求，提出了一種新型腳型測量系統(tǒng)的設(shè)計方案。本論文介紹了系統(tǒng)的硬件組成以及工作原理，并詳細(xì)闡述了軟件部分的功能模塊和界面UI設(shè)計。
　　 2.詳細(xì)分析和介紹了系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，其中包含以下

3、四個方面:
　　 (1)攝像頭標(biāo)定。采用基于OpenCV算法的兩步標(biāo)定法對攝像頭的內(nèi)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。
　　 (2)足底圖像處理。運(yùn)用最小面積外接矩形法對足底圖像進(jìn)行旋正、采用最大方差分割法和形態(tài)學(xué)方法對足底圖像進(jìn)行閾值分割和濾波去噪等處理，計算獲取足長、足寬等足底腳型參數(shù)。
　　 (3)足面圖像處理。采用最大方差分割法和形態(tài)學(xué)方法等對足面圖像光帶進(jìn)行預(yù)處理、運(yùn)用灰度重心法對圖像光帶進(jìn)行骨架提取、利用基準(zhǔn)線和成像原理

4、對雙攝像頭圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換融合處理，計算獲得跖趾高、足弓圍長等足面腳型參數(shù)。
　　 (4)足跟的擬合修復(fù)。采用最小二乘擬合曲線的方法，對足跟部位的盲區(qū)部分進(jìn)行擬合修復(fù)。
　　 3.通過腳型數(shù)據(jù)的采集以及統(tǒng)計分析方法和誤差校正方法的運(yùn)用，分別實現(xiàn)了腳型參數(shù)測量可靠性的驗證和測量誤差的校正。實驗結(jié)果表明，該腳型測量系統(tǒng)具有很好的可靠性和精度，滿足腳型測量的需求。
　　 4.研究分析了腳型測量系統(tǒng)在腳型分類和個性化制鞋上的