人体脚型足弓检测方法技术

本发明专利技术涉及人体脚型检测技术领域，提供了人体脚型足弓检测方法，包括：利用实物数字化装置获取待检测足部的离散点云数据；生成网格曲面；使网格曲面生成为一个封闭曲面；建立局部坐标系；求取封闭曲面与方程z-5=0的平面交点，将所得的交点进行首位相连，生成封闭曲线；以x=a为分割面，a表示实数，分割为2个点集合；找到y坐标的最大交点A和B；记A、B点连线的中点为E，作垂直于直线AB的直线，并计算该垂直直线与封闭曲线的2个交点F和G；计算线段EF和FG的长度比值r；将长度比值r与足弓判断标准进行比较，判定足弓类型。本发明专利技术提高了人体脚型足弓检测的可靠性，精确度高，0误诊率，效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人体脚型检测
，特别涉及人体脚型足弓检测方法。
技术介绍
健壮的脚明显的特点是脚趾舒展没有挤压、灵活而有力量，脚掌前部肌肉发达，足弓完全形成，有弹性、有力量感。这种脚型抓地力强，平衡稳定性很好，不容易摔倒。而现代许多城市儿童的脚细长，脚掌肌肉软弱无力，足底扁平，抓地无力，平衡稳定性及抗震能力都很差，很容易跌倒受伤，甚至伤及身体其他部位，所以能够准确的检测出足弓类型，进而通过矫正拥有一双强健的脚，对提高孩子的生活素质和身体发育健康非常有意义。目前，任何检测机构都是通过人工肉眼对足底进行观察确定足弓脚型，存在误差大，花费时间长，效率低，误诊率高的问题。因此，人体脚型检测
急需一种通过三维扫描自动判定足弓类型，效率高，精准度高，0误诊率的人体脚型足弓检测方法。
技术实现思路
本专利技术提供了人体脚型足弓检测方法，技术方案如下：人体脚型足弓检测方法，包括如下步骤：步骤一，利用实物数字化装置获取待检测足部的离散点云数据；步骤二，采用移动立方体Marching Cub方法对获得的足部离散点云数据进行三角化，生成网格曲面；步骤三，对所得网格曲面进行孔洞修复，使通过三角化生成的网格曲面为一个封闭曲面；步骤四，建立局部坐标系，为三维坐标系，并使全局坐标系与局部坐标系重合；步骤五，求取步骤三所得的封闭曲面与方程z-5=0的平面交点，将所得的交点进行首位相连，生成封闭曲线；步骤六，以x=a为分割面，a表示实数，将步骤五所得交点分割为2个点集合；步骤七，分别在2个点集中找到y坐标的最大交点，分别记为点A和点B；步骤八，记A、B点连线的中点为E，作垂直于直线AB的直线，并计算该垂直直线与步骤五所得封闭曲线的2个交点F和G；步骤九，计算线段EF和FG的长度比值r，即r = EF/FG；步骤十，将步骤九求得的长度比值r与足弓判断标准进行比较，进而判定足弓类型。优选的，在上述人体脚型足弓检测方法中，步骤一中的实物数字化装置为白光扫描仪或激光扫描仪。优选的，在上述人体脚型足弓检测方法中，步骤四中局部坐标系建立方法的具体步骤为：取足底平面为XOY平面，由足底指向小腿的一侧的XOY平面法向量为局部坐标系z轴正方向，位于XOY平面内并由足底指向脚尖方向的单位向量为x轴正方向，y轴垂直于X轴，y轴正方向根据右手坐标系规则确定。优选的，在上述人体脚型足弓检测方法中，步骤五中求取步骤三所得的封闭曲面与方程z-5=0的平面交点的具体步骤为：首先，将网格曲面中的每一个三角形的三个顶点带入方程z-5并判定结果的正负号；进一步地，如果三个顶点同号，则证明当前三角形与平面不相交，退出流程；如果异号，则分别计算三角形三条边与平面的交点，必有两个交点落在三角形上。优选的，在上述人体脚型足弓检测方法中，步骤十中足弓的判定标准为：FG=0为拱形足，r＞1.5为常态足，1＜r≤1.5为中间型，2/3＜r≤1为轻度扁平足，0.5＜r≤2/3为中度扁平足，1/3＜r≤0.5与EF=0都为重度扁平足。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过实物数字化装置对足底进行数据采集，再采用移动立方体Marching Cub方法对足弓进行判断，实现自动判断足弓类型的目的，相对于现有技术通过肉眼判断足弓而言，克服了肉眼诊断的操作复杂、步骤繁琐的缺点。本专利技术属于工业级精度，坐标数据更加稠密准确，提高了人体足弓检测的可靠性，精确度高，0误诊率，效率高，广泛用于校正鞋量脚定制，足弓检测，科研单位研究等方面，具有广泛的适用性。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本专利技术：图1是本专利技术封闭曲面与方程z-5=0的平面交点结构示意图。具体实施方式本专利技术的核心为提供一种人体脚型足弓检测方法，解决了肉眼诊断的操作复杂、步骤繁琐、误差率大，误诊率高、效率低的问题。为了使本专利技术技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。图1是本专利技术封闭曲面与方程z-5=0的平面交点结构示意图，如图1所示，人体脚型足弓检测方法，包括如下步骤：步骤一，利用实物数字化装置获取待检测足部的离散点云数据；步骤二，采用移动立方体Marching Cub方法对获得的足部离散点云数据进行三角化，生成网格曲面；步骤三，对所得网格曲面进行孔洞修复，使通过三角化生成的网格曲面为一个封闭曲面；步骤四，建立局部坐标系，为三维坐标系，并使全局坐标系与局部坐标系重合；步骤五，求取步骤三所得的封闭曲面与方程z-5=0的平面交点，将所得的交点进行首位相连，生成封闭曲线；步骤六，以x=a为分割面，a表示实数，将步骤五所得交点分割为2个点集合；步骤七，分别在2个点集中找到y坐标的最大交点，分别记为点A和点B；步骤八，记A、B点连线的中点为E，作垂直于直线AB的直线，并计算该垂直直线与步骤五所得封闭曲线的2个交点F和G；步骤九，计算线段EF和FG的长度比值r，即r = EF/FG；步骤十，将步骤九求得的长度比值r与足弓判断标准进行比较，进而判定足弓类型。优选的，本实施例步骤一中的实物数字化装置为白光扫描仪或激光扫描仪。优选的，本实施例步骤四中局部坐标系建立方法的具体步骤为：取足底平面为XOY平面，由足底指向小腿的一侧的XOY平面法向量为局部坐标系z轴正方向，位于XOY平面内并由足底指向脚尖方向的单位向量为x轴正方向，y轴垂直于X轴，y轴正方向根据右手坐标系规则确定。优选的，本实施例步骤五中求取步骤三所得的封闭曲面与方程z-5=0的平面交点的具体步骤为：首先，将网格曲面中的每一个三角形的三个顶点带入方程z-5并判定结果的正负号；进一步地，如果三个顶点同号，则证明当前三角形与平面不相交，退出流程；如果异号，则分别计算三角形三条边与平面的交点，必有两个交点落在三角形上。优选的，本实施例步骤十中足弓的判定标准为：FG=0为拱形足，r＞1.5为常态足，1＜r≤1.5为中间型，2/3＜r≤1为轻度扁平足，0.5＜r≤2/3为中度扁平足，1/3＜r≤0.5与EF=0都为重度扁平足。本专利技术通过实物数字化装置对足底进行数据采集，再采用移动立方体Marching Cub方法对足弓进行判断，实现自动判断足弓类型的目的，相对于现有技术通过肉眼判断足弓而言，克服了肉眼诊断的操作复杂、步骤繁琐的缺点。本专利技术属于工业级精度，坐标数据更加稠密准确，提高了人体足弓检测的可靠性，精确度高，0误诊率，效率高，广泛用于校正鞋量脚定制，足弓检测，科研单位研究等方面，具有广泛的适用性。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落本文档来自技高网...

【技术保护点】
人体脚型足弓检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，利用实物数字化装置获取待检测足部的离散点云数据； 步骤二，采用移动立方体Marching Cub方法对获得的足部离散点云数据进行三角化，生成网格曲面；步骤三，对所得网格曲面进行孔洞修复，使通过三角化生成的网格曲面为一个封闭曲面；步骤四，建立局部坐标系，为三维坐标系，并使全局坐标系与局部坐标系重合；步骤五，求取所述步骤三所得的封闭曲面与方程z‑5=0的平面交点，将所得的交点进行首位相连，生成封闭曲线；步骤六，以x=a为分割面，a表示实数，将所述步骤五所得交点分割为2个点集合；步骤七，分别在2个点集中找到y坐标的最大交点，分别记为点A和点B；步骤八，记A、B点连线的中点为E，作垂直于直线AB的直线，并计算该垂直直线与步骤五所得封闭曲线的2个交点F和G；步骤九，计算线段EF和FG的长度比值r，即r = EF/FG；步骤十，将所述步骤九求得的长度比值r与足弓判断标准进行比较，进而判定足弓类型。

【技术特征摘要】
1.人体脚型足弓检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，利用实物数字化装置获取待检测足部的离散点云数据； 
步骤二，采用移动立方体Marching Cub方法对获得的足部离散点云数据进行三角化，生成网格曲面；
步骤三，对所得网格曲面进行孔洞修复，使通过三角化生成的网格曲面为一个封闭曲面；
步骤四，建立局部坐标系，为三维坐标系，并使全局坐标系与局部坐标系重合；
步骤五，求取所述步骤三所得的封闭曲面与方程z-5=0的平面交点，将所得的交点进行首位相连，生成封闭曲线；
步骤六，以x=a为分割面，a表示实数，将所述步骤五所得交点分割为2个点集合；
步骤七，分别在2个点集中找到y坐标的最大交点，分别记为点A和点B；
步骤八，记A、B点连线的中点为E，作垂直于直线AB的直线，并计算该垂直直线与步骤五所得封闭曲线的2个交点F和G；
步骤九，计算线段EF和FG的长度比值r，即r = EF/FG；
步骤十，将所述步骤九求得的长度比值r与足弓判断标准进行比较，进而判定足弓类型。
2.根据权利要求1所述的人体脚型足弓检测方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建斌，
申请(专利权)人：上海斯乃纳儿童用品有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31