本发明专利技术涉及人体数据获取设备领域，具体的涉及一种足部压力分布构建装置及方法。该装置包括壳体、压力感应器、透明基板、柔性压感板、上部相机、下部相机、处理器；透明基板置于压力感应器上的设于壳体内，柔性压感板设于透明基板上侧，包括透明底层、拟态凸起层、标记纹理、拟粗糙度表层，所述拟态凸起层由透明底层向上凸起形成鞋底结构，所述标记纹理设于拟态凸起层表面，所述拟粗糙度表层设于拟态凸起层表面；各上部相机、下部相机设于壳体上。柔性压感板可模拟鞋底形状、材质弹性、表面粗糙度，拟真度高，获取的足部压力分布数据与实际应用所需数据一致度高，为研发提供完整及准确的基础数据，提高研发速度。提高研发速度。提高研发速度。
【技术实现步骤摘要】
一种足部压力分布构建装置及方法
[0001]本专利技术涉及人体数据获取设备领域，具体的涉及一种足部压力分布构建装置及方法。
技术介绍
[0002]足部压力数据的采集以电阻式应变片、压电材料等硬质传感器为主，首先硬度较大，加工形状受限，直接踩踏舒适性较差且容易加速元件损坏；其次，采用该种方式获得的压力精度取决于传感器的密度，受限于设备布局空间的限制，最大精度十分有限，并且传感器的密度布局越密，则成本呈指数级增加，相邻的两传感器间若布局距离过近亦会发生相互干扰，如电磁干扰、布线复杂及串扰等问题。现有的足部压力数据的采集一般也只能测量平面状态数据，而实际应用场景中，如制鞋领域，足部置于不规则形状的鞋底上，足部不同位置施加的压力及受到的反作用力与鞋底形状相关，传统的平面压力采集与实际应用所需数据存在一定偏差。
技术实现思路
[0003]为克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种高精度、低成本、具备鞋底拟态的足部压力分布构建装置及方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种足部压力分布构建装置，其特征在于：包括壳体、压力感应器、透明基板、柔性压感板、上部相机、下部相机、处理器；
[0005]压力感应器设于壳体上，所述透明基板置于压力感应器上的设于壳体内，并使壳体在透明基板下方形成一容纳空腔；
[0006]柔性压感板设于透明基板上侧，包括透明底层、拟态凸起层、标记纹理、拟粗糙度表层，所述透明底层具有与透明基板贴合的底面，所述拟态凸起层由透明底层向上凸起形成鞋底结构，所述标记纹理设于拟态凸起层表面，标记纹理包括若干标记点，各标记点在俯视投影面形成等间距分布的网格状，所述拟粗糙度表层设于拟态凸起层表面；
[0007]上部相机设有若干组，各上部相机固定设于壳体上并位于透明基板上方位置，且分别朝向柔性压感板方向；下部相机设有若干组，各下部相机固定设于壳体上并位于透明基板下方的容纳空腔内，且分别朝向柔性压感板方向；
[0008]处理器连接压力感应器、各上部相机、各下部相机。
[0009]进一步的，壳体边缘设有若干向上延伸的第一支撑臂，各上部相机设于各第一支撑臂上，所述壳体的容纳空腔的边缘位置内设有若干第二支撑臂，各下部相机设于第二支撑臂上。
[0010]进一步的，还包括补光灯，所述补光灯设于容纳空腔内，补光灯处于各第二支撑臂之间并竖直朝上照射。
[0011]进一步的，所述透明底层、拟态凸起层为一体结构。
[0012]进一步的，所述透明底层、拟态凸起层为透明硅胶材质。
[0013]进一步的，所述拟粗糙度表层为半透明磨砂喷漆料。
[0014]一种足部压力分布构建方法，其特征在于：包括
[0015]步骤一，初始状态，柔性压感板为空置状态，各上部相机、下部相机拍摄形成多张基准图像，并将图像信息传输给处理器；
[0016]步骤二，处理器中，对各基准图像进行图像降噪处理，增强标记点特征，对各张基准图像基于SIFT算法提取各标记点的特征，根据特征向量进行特征标记点匹配，采用重建算法对匹配后的图像进行重建，根据插值计算生成各标记点的坐标，输出重建基准模型的各标记点坐标；
[0017]步骤三，测量状态，用户站立于柔性压感板并使足部对应于拟态凸起层形成的鞋底结构上，压力感应器获取用户施加总压力值，用户足部所施加的压力使得柔性压感板发生形变，即标记纹理各标记点位置发生变化；各上部相机、下部相机拍摄形成形成多张检测图像，并将图像信息传输给处理器；
[0018]步骤四，处理器中，对各检测图像进行图像降噪处理，增强标记点特征，对各张检测图像基于SIFT算法提取各标记点的特征，根据特征向量进行特征标记点匹配，采用重建算法对匹配后的图像进行重建，根据插值计算生成各标记点的坐标，输出重建检测模型的各标记点坐标；
[0019]步骤五，根据标记点在重建基准模型的坐标和重建检测模型的坐标进行计算，获得该标记点的位移量，各标记点的位移量整合形成标记点位移量分布图，根据每个点的位移量按比例分配总压力值形成压力值分布图。
[0020]进一步的，所述柔性压感板的制作方法如下：
[0021]定制模具容器，容器底部形成有鞋底结构的凹陷；配置柔性基底材料溶液并放入真空箱内进行气泡去除；将柔性基底材料溶液倒入模具容器内填充凹陷并继续倒入至设定的液位高度，此时柔性基底材料顶面自然流平直水平面；静置至材料凝固，取出翻转后即形成一体的透明底层、拟态凸起层；通过透明底层底面放置于透明基板上，在拟态凸起层上表面设置若干标记点，各标记点在俯视投影面形成等间距分布的网格状，形成标记纹理；在拟态凸起层上表面均匀喷涂半透明磨砂喷漆料，形成拟粗糙度表层。
[0022]进一步的，标记纹理的形成具体步骤为，通过激光雕刻在拟态凸起层上形成若干点状凹坑，各点状凹坑在俯视投影面形成等间距分布的网格状，通过有色颜料填充各点状凹坑，形成由若干标记点组成的标记纹理。
[0023]进一步的，标记纹理的形成具体步骤为，通过点漆机于拟态凸起层上点涂若干标记点，各标记点在俯视投影面形成等间距分布的网格状，形成由若干标记点组成的标记纹理。
[0024]由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术提供的一种足部压力分布构建装置及方法，用户足部的压力由柔性压感板的形变所体现，标记纹理组成网格的标记点的坐标变化，可精细化的将柔性压感板每个位置的受压情况通过具象数字化形式展现出来，经由上部相机及下部相机的拍摄及处理器的处理，可获得准确且精细的压力信息；柔性压感板可模拟实际研发或生产的鞋底形状、材质弹性、表面粗糙度，拟真度高，获取的足部压力分布数据与实际应用所需数据一致度高，为研发提供完整及准确的基础数据，提高研发速度，并且可实现定制化产品的设计；柔性压感板上无电子元件，不包含电子元件，不容
易受到温度或电磁干扰等外界环境的影响，适应性及可靠性高；柔性压感板制作简单，成本低，跟换容易，使得该装置的适应性高，维护成本低。
附图说明
[0025]图1为本专利技术一种足部压力分布构建装置结构示意图。
[0026]图2为本专利技术柔性压感板俯视示意图。
[0027]图3为本专利技术柔性压感板制作流程示意图一。
[0028]图4为本专利技术柔性压感板制作流程示意图二。
[0029]图5为本专利技术柔性压感板制作流程示意图三。
[0030]图6为本专利技术一种足部压力分布构建方法过程框图。
[0031]图中标识对应如下：1.壳体、11.容纳空腔、12.第一支撑臂、13.第二支撑臂、2.压力感应器、3.透明基板、4.柔性压感板、41.透明底层、42.拟态凸起层、43.标记纹理、431.标记点、44.拟粗糙度表层、5.上部相机、6.下部相机、7.补光灯。
具体实施方式
[0032]以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。
[0033]参照图1至图6所示，一种足部压力分布构建装置，包括壳体1、压力感应器2、透明基板3、柔性压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种足部压力分布构建装置，其特征在于：包括壳体、压力感应器、透明基板、柔性压感板、上部相机、下部相机、处理器；压力感应器设于壳体上，所述透明基板置于压力感应器上的设于壳体内，并使壳体在透明基板下方形成一容纳空腔；柔性压感板设于透明基板上侧，包括透明底层、拟态凸起层、标记纹理、拟粗糙度表层，所述透明底层具有与透明基板贴合的底面，所述拟态凸起层由透明底层向上凸起形成鞋底结构，所述标记纹理设于拟态凸起层表面，标记纹理包括若干标记点，各标记点在俯视投影面形成等间距分布的网格状，所述拟粗糙度表层设于拟态凸起层表面；上部相机设有若干组，各上部相机固定设于壳体上并位于透明基板上方位置，且分别朝向柔性压感板方向；下部相机设有若干组，各下部相机固定设于壳体上并位于透明基板下方的容纳空腔内，且分别朝向柔性压感板方向；处理器连接压力感应器、各上部相机、各下部相机。2.根据权利要求1所述一种足部压力分布构建装置，其特征在于：所述壳体边缘设有若干向上延伸的第一支撑臂，各上部相机设于各第一支撑臂上，所述壳体的容纳空腔的边缘位置内设有若干第二支撑臂，各下部相机设于第二支撑臂上。3.根据权利要求2所述一种足部压力分布构建装置，其特征在于：还包括补光灯，所述补光灯设于容纳空腔内，补光灯处于各第二支撑臂之间并竖直朝上照射。4.根据权利要求1所述一种足部压力分布构建装置，其特征在于：所述透明底层、拟态凸起层为一体结构。5.根据权利要求4所述一种足部压力分布构建装置，其特征在于：所述透明底层、拟态凸起层为透明硅胶材质。6.根据权利要求1所述一种足部压力分布构建装置，其特征在于：所述拟粗糙度表层为半透明磨砂喷漆料。7.一种足部压力分布构建方法，其特征在于：包括步骤一，初始状态，柔性压感板为空置状态，各上部相机、下部相机拍摄形成多张基准图像，并将图像信息传输给处理器；步骤二，处理器中，对各基准图像进行图像降噪处理，增强标记点特征，对各张基准图像基于SIFT算法提取各标记点的特征，根据特征向量进行特征标记点匹配，采用重建算法对匹配后的图像进行重建，根据插值计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永红，陈清霞，吴凡，胡亚凡，
申请(专利权)人：泉州湖南大学工业设计与机器智能创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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