非接觸式足部參數(shù)測(cè)量應(yīng)用研究.pdf

1、結(jié)合光學(xué)測(cè)量技術(shù)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論進(jìn)行逆向工程求解是上世紀(jì)90年代后興起的一向新技術(shù)，隨著應(yīng)用的推廣，該技術(shù)逐漸被應(yīng)用到足部三維外形輪廓的重構(gòu)研究上。然而，隨著足部生物力學(xué)研究的發(fā)展，科學(xué)工作者進(jìn)一步的將各種復(fù)雜的足部生理現(xiàn)象系統(tǒng)化、數(shù)字化，并進(jìn)行客觀(guān)的描述和分析，以便在運(yùn)動(dòng)與生活中進(jìn)一步探討現(xiàn)代化的多元健康觀(guān)。因此，當(dāng)前足部工程應(yīng)用研究的重點(diǎn)不僅限于足部外形輪廓的測(cè)量，而是與足部生物力學(xué)研究緊密結(jié)合起來(lái)，通過(guò)測(cè)量足部數(shù)字化后的生理特征參

2、數(shù)，指導(dǎo)更加利于人們運(yùn)動(dòng)與健康的鞋子設(shè)計(jì)，同時(shí)，收集生理特征參數(shù)數(shù)據(jù)樣本，推動(dòng)足部生理分析的研究。
　　 本文研究了用于生理分析和輔助鞋楦設(shè)計(jì)的足部特征參數(shù)的測(cè)量問(wèn)題，并設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了對(duì)足部生理特征參數(shù)自動(dòng)測(cè)量的系統(tǒng)。該系統(tǒng)從足部生物力學(xué)研究參數(shù)的特征出發(fā)，以光學(xué)測(cè)量與計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論為基礎(chǔ)，對(duì)傳統(tǒng)足部外形參數(shù)、足底壓力區(qū)域以及足面三維輪廓等足部相關(guān)生理參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。利用實(shí)際完成硬件系統(tǒng)，對(duì)人體足部進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果與傳

3、統(tǒng)手工測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)具有更高的精確度和實(shí)用性。論文具體研究工作如下：
　　 1.結(jié)合足部生物力學(xué)研究的特點(diǎn)，提出了一種更加科學(xué)、有效的足部參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，并給出了系統(tǒng)空間布局圖。系統(tǒng)將足部測(cè)量分成足底掃描與足面輪廓重構(gòu)兩部分，通過(guò)對(duì)足底掃描圖像處理，自動(dòng)計(jì)算腳長(zhǎng)、腳寬等傳統(tǒng)足部特征參數(shù)，并重點(diǎn)計(jì)算足底壓力分布區(qū)域；通過(guò)足面輪廓重構(gòu)，計(jì)算足部圍度特征參數(shù)，輔助鞋楦設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的足部外形三維重構(gòu)相比，系統(tǒng)能夠測(cè)量更

4、多足部信息參數(shù)，更加符合人們對(duì)現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)健康的需求。
　　 2.針對(duì)足底掃描圖像的處理，本文采用大津閾值法分割出足底輪廓區(qū)域，并將足底輪廓坐標(biāo)映射到世界坐標(biāo)，最后根據(jù)足部參數(shù)測(cè)量的定義求解腳長(zhǎng)、腳寬等傳統(tǒng)足部特征參數(shù)。在足底壓力區(qū)域分割計(jì)算中，將壓力等級(jí)分為三級(jí)，并使用大津閾值法自動(dòng)求解相應(yīng)等級(jí)的分割閾值，完成足底壓力區(qū)域的分割。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠快速、有效的計(jì)算部分足部特征參數(shù)，并完成足底壓力區(qū)域的分割。
　　 3