足部三維測量與儀器開發(fā)研究.pdf

1、個性化鞋楦設(shè)計是社會發(fā)展的必然趨勢，因此足部三維測量儀的研制有著重要的研究意義與廣泛的應(yīng)用價值。本文主要圍繞足部全周輪廓自動測量展開，基于激光掃描的三維腳型測量原理，論文在分析腳型測量特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有測量儀以及課題實際要求，制訂了詳細(xì)實施方案，設(shè)計控制系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)、及圖像采集模塊來實現(xiàn)快速足部掃描。經(jīng)過自行開發(fā)的軟件控制系統(tǒng)執(zhí)行圖像提取與數(shù)據(jù)分析，即可在短時間內(nèi)重建出所測量的足部輪廓。 實現(xiàn)了以單片機為核心的硬

2、件控制電路設(shè)計，包括MCU選型與基本外圍電路、步進電機驅(qū)動電路、CCD、激光器控制電路、電源選型與電路、以及RS-232通訊電路的實現(xiàn)。電路充分考慮了抗干擾設(shè)計，采取了許多提高電路的可靠性與電路性能的措施；并通過軟件仿真與電路實驗相結(jié)合，提高了電路設(shè)計與調(diào)試的效率。 提出了四組CCD搭配四組激光器，配合步進電機進行高速掃描的設(shè)計方案。步進電機驅(qū)動絲杠，用線性滑軌使平臺前后移動，進行快速足部掃描。經(jīng)適當(dāng)調(diào)整使此四條激光線相交圍繞成

3、一個近似圓的封閉區(qū)域，通過移動平臺的前后移動，實現(xiàn)四個CCD的同步取像，可得到激光線投射至足部各個部位的高度變化。完成了硬件系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)，包括光機盒子、光機底板、滑動平臺、量測物支撐架、外殼等，減小儀器體積，實現(xiàn)便攜式。 設(shè)計了控制系統(tǒng)軟件，包括單片機端下位機程序設(shè)計、PC端上位機組態(tài)軟件程序設(shè)計二大部分。下位機設(shè)計了基于A3972模塊的步進電機驅(qū)動控制，以及CCD、激光器的開關(guān)程序。上位機提供了一個友好的人機交互界面，極大