三維足部和鞋楦掃描儀及掃描模塊的制作方法
【專利說明】三維足部和鞋楦掃描儀及掃描模塊
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及一種掃描儀，具體涉及一種三維足部和鞋楦掃描儀及掃描模塊。
[0003]
【背景技術】
[0004]隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提高，人們對服飾穿著的舒適度要求也越來越高，特別是穿著在腳部的鞋子，其舒適度直接影響到人的出行和日常生活，因而選擇一雙合適的鞋子是十分重要的。隨著科學技術的飛速發(fā)展，尤其是計算機輔助設計和機械自動化的快速發(fā)展，使得制鞋業(yè)由傳統(tǒng)的手工業(yè)向現(xiàn)代化的計算機輔助及機械化自動制鞋方向變革，原有人工測量工作，已經轉向自動掃描測量。
[0005]在整個鞋類自動化設計制造流程中，使用三維掃描儀獲取人的足部和鞋楦的三維信息是至關重要的一環(huán)。只有準確而快速地獲取到足部的三維數據，才能準確地得到足部的各項特征及參數，其后的鞋楦設計及制造等工序才能順利完成，而制作出來的鞋也會更加適合使用者。
[0006]現(xiàn)在的激光、白光、紅外光源的非接觸三維掃描技術已經相對成熟。已經有不少包括國內外的公司推出了基于激光的三維足部和鞋楦掃描儀?；谌俗愫托傅男螤钐卣?，為了達到足夠的三維測量精度并獲取完整的曲面，此類掃描儀需使用八個相機和四個激光線發(fā)射器。每兩個相機和一個激光線發(fā)射器組成一個方向上的掃描模塊，共有四個掃描模塊從四個方向獲取三維數據，四個激光線發(fā)射器發(fā)出的激光線共面，和導軌方向垂直，四個掃描模塊安裝在直線導軌上，從導軌一端運動到另一端進行掃描，八臺相機同時拍攝多幅圖像，一般是每I毫米或0.5毫米一副，行程約400毫米。每個掃描模塊獲得幾百到上千幅圖像，將圖像上傳到電腦，使用圖像處理算法，提取激光線，使用三角測量原理，計算獲得三維曲面。其中四個掃描模塊獲得的三維曲面，需要拼接成一個完整的足型或鞋楦三維曲面。此類三維掃描儀，由于采用八個相機必然帶來較高成本。同時，八個相機也會大大增加數據采集量，使采集的圖像處理復雜性增大，也增加了系統(tǒng)故障率。
[0007]現(xiàn)有的一種三維激光足型掃描儀中采用三個相機配合三個激光線發(fā)射器的足型掃描方案，此方案雖然相機數量減少，但付出的代價是足部兩側和腳趾部分都會出現(xiàn)曲面缺失。雖然可以用曲面補洞算法修補，但修補的部分不是真實測量的三維數據。
[0008]

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，提供一種三維足部和鞋楦掃描儀。
[0010]本發(fā)明提出的三維足部和鞋楦掃描儀，包括: 限定框架，用于限定待掃描物品的位置；
直線運動機構，能在所述限定框架內進行往復直線運動；
直線運動機構上固定安裝有支架，所述支架上設置有若干個掃描模塊，所述掃描模塊由相機和分別設置在相機兩側的激光線發(fā)射器組成。
[0011 ] 上述技術方案中，所述支架中間設置有一個掃描模塊。
[0012]上述技術方案中，所述支架由橫桿和橫桿兩端分別設置的立桿組成，所述橫桿中間設置有一個掃描模塊，每個立桿上均設置有一個掃描模塊。
[0013]上述技術方案中，所述支架由橫桿和橫桿兩端分別設置的立桿組成，所述橫桿兩端分別設置有一個掃描模塊，每個立桿上均設置有一個掃描模塊。
[0014]上述技術方案中，所述支架由橫桿和橫桿兩端分別設置的立桿組成，所述橫桿兩端分別設置有一個掃描模塊，每個立桿上均設置有一面反射鏡。
[0015]上述技術方案中，所述支架的兩端分別設置有一個掃描模塊，所述支架的兩側分別設置有反射鏡，所述反射鏡的長度大于或等于直線運動機構的運行長度。
[0016]上述技術方案中，所述相機鏡頭的軸線與直線運動機構的運動方向夾角為0-90度。
[0017]上述技術方案中，所述直線運動機構為導軌和設置在導軌上的滑塊，所述支架固定安裝在滑塊上。
[0018]本發(fā)明還公開了一種三維足部和鞋楦掃描模塊，包括:
相機，用于拍攝圖像；
分別位于相機兩側的激光線發(fā)射器，用于投射激光線到物體表面進行定位；
所述相機鏡頭的軸線與激光線發(fā)射器的軸線的夾角為0-90度。
[0019]上述技術方案中，所述激光線發(fā)射器為一字線激光器。
[0020]本發(fā)明對傳統(tǒng)的掃描足部和鞋楦的激光掃描模塊進行了改進:原有的技術中，每個掃描模塊包含兩個個相機和一個激光器。本發(fā)明中的每個掃描模塊包含一個個相機和兩個激光器，由于相機成本遠高于激光器，所以本方案可大幅降低成本，減少相機數量也降低了圖像采集傳輸的成本復雜性和故障率，同時視場相對于傳統(tǒng)的方案沒有損失，通過采用一個相機和位于相機兩側的激光線發(fā)射器組成一個掃描模塊，每個相機分別獲取左右兩個激光線發(fā)射器掃描時照相得到的圖片信息，從而做到一個相機就能同時滿足兩個視角的要求；其中激光線發(fā)射器優(yōu)選一字線激光器；激光線發(fā)射器的軸線和相機鏡頭軸線之間成0-90度之間的某個夾角，且兩者可共平面也可位于不同的平面，同時兩側的激光線發(fā)射器的軸線和相機鏡頭軸線的夾角可相同也可不相同；其中當激光線發(fā)射器的軸線和相機鏡頭軸線的夾角接近O度時，相機鏡頭軸線和激光發(fā)射器的軸線接近平行，每個相機分別獲得左右兩個激光發(fā)射器的圖像信息。且兩個激光線在相機感光芯片上距離較遠，不會干擾；當上述夾角慢慢增大時(相機兩側激光頭都向中間旋轉)，兩側激光發(fā)射器在待掃描物體上形成的激光線在相機感光芯片上的成像也慢慢靠近。當夾角大到一定程度，兩側激光線在感光芯片上的成像會交叉，導致圖像識別算法無法分辨，此時可以控制左右激光發(fā)射器分開工作，兩側激光發(fā)射器不同時打開，幫助區(qū)分左右兩側激光器在物體上形成的激光線，或通過兩側激光器使用不同顏色的激光，幫助區(qū)分，避免干擾。
[0021]本發(fā)明中的三維足部和鞋楦掃描儀通過采用若干個掃描模塊，做到對放置在限定框架中的物品精確掃描的功能，可以選用二至四個掃描模塊對物品進行全方位的掃描；其中選用三個掃描模塊時，安裝在支架上的三個掃描模塊分別位于被掃描物體的底部和上部兩側；當采用四個掃描模塊時，掃描模塊分別設置在支架兩端和支架兩端分別設置的立桿上；采用兩個掃描模塊時，用反射鏡代替另外兩個掃描模塊，這樣每一個掃描模塊的視場都分成上下兩部分，經過反射鏡反射相機視場和激光線，獲得上面的視角，使每個相機被分割成四個虛擬相機，從而做到只用兩個相機就能對物品進行全面掃描的功能；采用兩個掃描模塊時，還還可以在支架兩側分別設置反射鏡，反射鏡可以固定設置在限定框架上，也可以獨立設置，反射鏡的長度大于或者等于直線運動機構直線運動的長度；還可以只在支架中間設置一個相機，專門用來掃描足底的圖像。
[0022]綜上所述，本發(fā)明中的三維足部和鞋楦掃描儀在減少相機數量的同時，做到全面、精確的掃描，結構簡單，使用方便，掃描精度高，成本低。
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【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實施例1的三維足部和鞋楦掃描儀的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例2的三維足部和鞋楦掃描儀的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例3的三維足部和鞋楦掃描儀的結構示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例4的三維足部和鞋楦掃描儀的結構示意圖；
圖5為本發(fā)明實施例5的三維足部和鞋楦掃描儀的結構示意圖；
圖6為本發(fā)明實施例6中掃描模塊的結構示意圖；
圖7為本發(fā)明實施例7中掃描模塊的結構示意圖。
[0025]圖中:1-限定框架；2_直線運動機構；3_支架；
4-掃描模塊；5_相機；6_激光線發(fā)射器；
7-橫桿；8_立桿；9_反射鏡；
10-導軌；11-滑塊。
[0026]
【具體實施方式】
[0027]以下結合具體實施例進行說明:
實施例1
一種三維足部和鞋楦掃描儀，如圖1和圖7所示，包括限定框架1、直線運動機構2，直線運動機構2上固定安裝有支架3，支架3中間設置有一個掃描模塊4 ;掃描模塊4的結構如圖6所不，掃描模塊4由相機5和分別設置在相機5兩側的激光線發(fā)射器6組成，相機5鏡頭的軸線與激光線發(fā)射器6的軸線共平面，且兩者之間的