CN110973763B - 一种足部智能3d信息采集测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明的提供了一种足部智能3D信息采集测量设备，包括图像采集装置和背景板，其中图像采集装置和背景板相对设置，并且同步转动；背景板和图像采集装置在转动过程中保持相对设置，使得在采集时背景板成为图像采集装置所采集图像的背景图案；图像采集装置与背景板绕足部转动。首次提出通过增加背景板随相机一起旋转的方式来同时提高足部3D模型合成速度和合成精度。通过优化背景板的尺寸，在降低旋转负担的同时，保证能够同时提高足部3D合成速度和合成精度。

Description

一种足部智能3D信息采集测量设备

技术领域

本发明涉及形貌测量技术领域，特别涉及3D形貌测量技术领域。

背景技术

在进行足部3D测量时，通常采用一维、二维的测量方式，例如采用量具进行足部长度、宽度、高度的测量，这样得到的数据可以用来为用户选择合适尺码的鞋子。但是这样的鞋子是工厂流水线根据尺码规定而设计的，即使穿同一尺码鞋的用户，脚的大小也有区别。但目前行业并未进行如此细分。

为了给用户更好的穿着体验，应当为每个用户定制化地设计不同大小、形状的鞋。为了实现这一目的，必须对人体足部进行3D采集和测量。

对于足部3D信息采集而言，目前常用的方法包括使用机器视觉的方式，采集物体不同角度的图片，并将这些图片匹配拼接形成3D模型。在采集不同角度图片时，可以待测物不同角度设置多个相机，也可以通过单个或多个相机旋转从不同角度采集图片。但无论这两种方式哪一种，都涉及合成速度和合成精度的问题。而合成速度和合成精度在某种程度上是一对矛盾，合成速度的提高会导致最终3D合成精度下降；要提高3D合成精度则需要降低合成速度，通过更多的图片来合成。在现有技术中，为了同时提高合成速度和合成精度，通常通过优化算法的方法实现。并且本领域一直认为解决上述问题的途径在于算法的选择和更新，截止目前没有任何提出其他角度同时提高合成速度和合成精度的方法。然而，算法的优化目前已经达到瓶颈，在没有更优理论出现前，已经无法兼顾提高合成速度和合成的精度。

在现有技术中，也曾提出使用包括旋转角度、目标物尺寸、物距的经验公式限定相机位置，从而兼顾合成速度和效果。然而在实际应用中发现：除非有精确量角装置，否则用户对角度并不敏感，难以准确确定角度；目标物尺寸难以准确确定，特别是某些应用场合目标物需要频繁更换，每次测量带来大量额外工作量，并且需要专业设备才能准确测量不规则目标物。测量的误差导致相机位置设定误差，从而会影响采集合成速度和效果；准确度和速度还需要进一步提高。

因此，目前急需解决以下技术问题：①能够同时提高足部3D模型合成速度和合成精度；②降低足部3D采集建模成本，不增加过多设备复杂程度和体积。③方便操作，无需使用专业设备，无需过多测量。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的采集设备。

本发明的一方面提供了一种足部智能3D信息采集测量设备，包括图像采集装置和背景板，其中

图像采集装置和背景板相对设置，并且同步转动；

背景板和图像采集装置在转动过程中保持相对设置，使得在采集时背景板成为图像采集装置所采集图像的背景图案；

图像采集装置与背景板绕足部转动。

可选的，图像采集装置采集目标物时，相邻两个采集位置满足如下条件：

L为在相邻两个采集位置时图像采集装置光心的直线距离；f为图像采集装置的焦距；d为图像采集装置感光元件的矩形长度或宽度；T为图像采集装置感光元件沿着光轴到目标物表面的距离；δ为调整系数；

且δ<0.5955。

可选的，背景板满足：在垂直其被拍摄表面的方向进行投影，投影形状的水平方向上长度W₁、投影形状的垂直方向上长度W₂由下述条件决定：

其中，d₁为成像元件水平方向长度，d₂为成像元件垂直方向长度，T为沿光轴方向图像采集装置传感元件到背景板的垂直距离，f为图像采集装置的焦距，A₁、A₂为经验系数；

其中A₁>1.04，A₂>1.04。

可选的，δ<4524，或δ<0.3374。

可选的，旋转装置为转盘，转盘一端连接有图像采集装置，相对的另一端连接有背景板。

可选的，图像采集装置和背景板之间具有足部支撑装置。

可选的，足部支撑装置包括透光材料。

可选的，还包括座椅，座椅上设置有腿部支撑装置。

可选的，背景板为曲面。

本发明另一方面还提供了一种足部附属物制造方法及设备，使用上述设备及方法。

发明点及技术效果

1、首次提出通过增加背景板随相机一起旋转的方式来同时提高足部3D模型合成速度和合成精度。

2、通过优化背景板的尺寸，在降低旋转负担的同时，保证能够同时提高足部3D合成速度和合成精度。

3、通过优化相机采集图片的位置，保证能够同时提高足部3D合成速度和合成精度；且优化位置时，无需测量角度，无需测量目标尺寸，适用性更强。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例中足部3D信息采集装置结构示意图；

图2为本发明实施例中足部3D信息采集装置另一结构示意图；

附图标记与各部件的对应关系如下：

1图像采集装置、2背景板、3旋转装置、4足部支撑装置、5腿部支撑装置、6座椅、7底座。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

足部3D信息采集装置结构

为解决上述技术问题，本发明提供了一种足部3D信息采集装置，如图1，包括图像采集装置1、背景板2、旋转装置3、旋转驱动装置、足部支撑装置4、腿部支撑装置5、座椅6和底座7。

图像采集装置1与背景板2相对设置，分别安装于旋转装置3两端，由旋转驱动装置驱动旋转装置3转动，从而带动图像采集装置1与背景板2同步转动，保证在采集过程中图像采集装置1采集的图像均以背景板2为图像背景。足部支撑装置4位于底座7中间部位，且位于图像采集装置1与背景板2之间，从而使得用户足部放置在足部支撑装置4时，图像采集装置1转动时能够360°采集用户足部多张图像，为3D建模合成提供图像数据。图像采集装置1将采集到的多张图像发送至处理单元，并在处理单元中使用3D合成建模软件合成用户足部3D模型。

图像采集装置1包括至少两组相机，其中一组相机从上向下拍摄用户足部上部(脚面)，另一组相机从下向上拍摄用户足部下部(脚底)。图像采集装置1的两组相机均安装在转臂上，并通过转臂安装在旋转装置3上，从而旋转装置3在转动时带动转臂转动，从而使得两组相机绕用户足部旋转拍摄，采集用户足部各个位置的多组完整图像，包括脚面、脚底、脚多个侧面等。

处理单元根据上述多组图像中的多个图像得到用户足部的3D信息。处理单元，用以根据图像采集装置采集的多个图像，根据3D合成算法，合成目标物3D模型，得到目标物3D信息。

处理单元可以直接设置在图像采集装置1所在的壳体内，也可以通过数据线或通过无线方式与图像采集装置1连接。例如可以使用独立的计算机、服务器及集群服务器等作为处理单元，图像采集装置1采集到的图像数据传输至其上，进行3D合成。同时，也可以将图像采集装置1的数据传输至云平台，利用云平台的强大计算能力进行3D合成。

旋转装置3为转盘，安装于底座上，转盘一端连接转臂，另一端连接背景板2，转盘中央设有孔，使得足部支撑装置4能够通过该孔固定连接于底座。从而在转盘转动时，不影响足部支撑装置4。当然，旋转装置3也可以为其它形态，例如中间具有孔的转臂。

足部支撑装置4包括支撑板41和支柱42，如图2，其中支撑板41为透光材料制成，例如可以为玻璃板，或透镜树脂版。支撑板41也可以部分为透光材料制成，例如在中间放置用户足部的区域为透光材料。所述透光材料上还具有足部区域标记，指示用户将脚放置在透光材料中央。优选可以采用外加光源指示的方式：在用户准备阶段，通过外加光源在透光材料上投射出足部区域，帮助用户将脚放置在正确位置。但是在开始采集时，该光源关闭。这样可以防止足部区域的标记对后续3D合成建模的影响。另一种方法，该设备还具有显示器，和相机相连，能够显示相机拍摄到的足部图像。同时，显示器上显示足部区域的标记，相机采集到的足部的图像和这些标记在显示器上重合，通过观察显示器，可以调整足部的位置，从而使得足部与标记对齐。

但是，透光材料与空气的折射率不同，会有部分光线被透光材料反射、或散射，这些反射或散射的光线也会被图像采集装置采集到，在采集的图像上形成目标物倒影，成为了噪声图像。为解决该问题，可以在透明材料上设置一层增透膜/减反膜，使得足部的光全部透射至下面而不会被反射，防止出现噪声图像。但增透膜和减反膜都存在工作波长，因此在使用上述膜系的时候，应当选择对应波长的光源。当然这些噪音图像也可以通过后续图像的预处理去掉。

背景板2全部为纯色，或大部分(主体)为纯色。特别是可以为白色板或黑色板，具体颜色可以根据目标物主体颜色来选择。背景板2通常为平板，优选也可以为曲面板，例如凹面板、凸面板、球形板，甚至在某些应用场景下，可以为表面为波浪形的背景板2；也可以为多种形状拼接板，例如可以用三段平面进行拼接，而整体呈现凹形，或用平面和曲面进行拼接等。除了背景板2 表面的形状可以变化外，其边缘形状也可以根据需要选择。通常情况下为直线型，从而构成矩形板。但是在某些应用场合，其边缘可以为曲线。

背景板的尺寸计算

优选的，背景板3为曲面板，这样可以使得在获得最大背景范围的情况下，使得背景板3投影尺寸最小。这使得背景板在转动时需要的空间更小，有利于缩小设备体积，并且减少设备重量，避免转动惯性，从而更有利于控制转动。

无论背景板3的表面形状和边缘形状如何，在垂直其被拍摄表面的方向进行投影，投影形状的水平方向上长度W₁、投影形状的垂直方向上长度W₂由下述条件决定：

其中，d₁为成像元件水平方向长度，d₂为成像元件垂直方向长度，T为沿光轴方向图像采集装置传感元件到背景板的垂直距离，f为图像采集装置的焦距，A₁、A₂为经验系数。

经过大量实验，优选，A₁>1.04，A₂>1.04；更优选的2>A₁>1.1，2>A₂>1.1。

在一些应用场景下，背景板边缘为非直线形，导致其投影后投影图形边缘也为非直线。此时不同位置测量W₁、W₂均不同，因此实际计算时W₁、W₂不易确定。因此，可以在背景板3相对两侧分别边缘取3-5个点，测量相对两点的直线距离，再取测量的平均值作为上述条件中的W₁、W₂。

下表为实验对照结果：

实验条件：

采集对象：人体足部

经验系数	合成时间	合成精度
			A<sub>1</sub>＝1.2，A<sub>2</sub>＝1.2	3.1分钟	高
A<sub>1</sub>＝1.4，A<sub>2</sub>＝1.4	3.2分钟	高
			A<sub>1</sub>＝0.9，A<sub>2</sub>＝0.9	3.91分钟	中高
无	6.8分钟	中

座椅6设置在足部支撑装置4后面，从而使得用户坐在座椅6上时，足部能够自然地放置在足部支撑装置4上。由于每个人身高、腿长不同，此时可以通过调节座椅的高度来调整用户足部的位置，从而使其能够自然放置在足部支撑装置4上。调节座椅6可以通过手动调节装置，例如座椅6通过丝杆与底座连接，通过旋转丝杆调节座椅6高度。优选的，具有升降驱动装置，升降驱动装置与控制器数据连接，通过控制器控制升降装置高度，从而调节座椅6高度。控制器可以直接连接在足部3D采集设备中，例如可以防止在座椅6扶手附近，以方便用户调节。但控制器也可以为移动终端，例如手机。这样通过移动终端与足部3D采集连接，在移动终端中就能够通过控制升降驱动装置从而控制座椅高度。移动终端可以由操作员进行操作，也可以由用户进行操作，更加方便，且不受位置限制。当然，控制器也可以由上位机承担，或由服务器、集群服务器承担。当然也可以通过网络由云平台承担。这些上位机、服务器、集群服务器、云平台可以与进行3D合成处理的上位机、服务器、集群服务器、云平台共用，即完成控制和3D合成双重功能。

座椅6上设置有腿部支撑装置5，用于限定用户腿部，保证采集过程中足部位置固定，防止由于腿部运动导致用户脚与足部支撑装置相对移动。该腿部支撑装置5可以为半圆柱型凹槽。

光源可以设置于图像采集装置1上或转臂上。光源可以为LED光源，也可以为智能光源，即根据目标物及环境光的情况自动调整光源参数。通常情况下，光源位于图像采集装置的镜头周边分散式分布，例如光源为在镜头周边的环形 LED灯。特别是可以在光源的光路上设置柔光装置，例如为柔光外壳。或者直接采用LED面光源，不仅光线比较柔和，而且发光更为均匀。更佳地，可以采用OLED光源，体积更小，光线更加柔和，并且具有柔性特性，可以贴附于弯曲的表面。

为了方便用户足部的实际尺寸测量，可在图像采集装置1能够拍摄到的位置设置已知坐标的标记点。例如可以设置在足部支撑装置4上。通过采集标记点，并结合其坐标，获得3D合成模型的绝对尺寸。

该足部3D信息采集设备使用过程中，用户坐在座椅6上，腿部放置在腿部支撑装置5上，并受其限制。用户足部自然放置在足部支撑装置4的透光材料部。旋转驱动装置驱动旋转装置3转动，从而带动图像采集装置1和背景板2一起同步旋转。每当图像采集装置1转过一定的距离，图像采集装置1的上下两组相机均采集一幅目标物的图像，当旋转装置3旋转完成一周，图像采集装置1也绕用户足部旋转了一周。此时，图像采集装置1可采集到目标物360°的一组图像。由于图像采集装置1可以包括多组相机，因此每组相机都会得到相应的一组图像。上述图像采集过程可以和旋转同步完成，此时需要对相机快门进行设置，需要较高的快门。也可以转转动一定距离后停止，拍摄完再继续转动，以此类推。上述多组图像传递至处理单元，并在处理单元中使用3D合成建模算法进行用户足部自然不受力状态下的3D模型的构建。

采集完用户足部在自然状态下的图像后，可使得用户站立，重复上述拍摄过程，从而得到用户足部在日常受力情况下的图像，并最终构建用户足部日常受力状态下的3D模型。

图像采集装置采集位置优化

根据大量实验，采集的间隔距离优选满足如下经验公式：

在进行3D采集时，图像采集装置1相邻两个采集位置满足如下条件：

其中L为在相邻两个采集位置时图像采集装置1光心的直线距离；f为图像采集装置1的焦距；d为图像采集装置1感光元件(CCD)的矩形长度或宽度；T为图像采集装置1感光元件沿着光轴到目标物表面的距离；δ为调整系数，δ<0.5955。

当上述两个位置是沿图像采集装置1感光元件长度方向时，d取矩形长度；当上述两个位置是沿图像采集装置1感光元件宽度方向时，d取矩形宽度。

图像采集装置1在两个位置中的任何一个位置时，感光元件沿着光轴到目标物表面的距离作为T。除了这种方法外，在另一种情况下，L为A_n、A_n+1两个图像采集装置1光心的直线距离，与A_n、A_n+1两个图像采集装置1相邻的 A_n-1、A_n+2两个图像采集装置1和A_n、A_n+1两个图像采集装置1各自感光元件沿着光轴到目标物表面的距离分别为T_n-1、T_n、T_n+1、T_n+2，T＝(T_n-1+T_n+T_n+1+T_n+2)/4。当然可以不只限于相邻4个位置，也可以用更多的位置进行平均值计算。

L应当为两个图像采集装置1光心的直线距离，但由于图像采集装置光心位置在某些情况下并不容易确定，因此在某些情况下也可以使用图像采集装置 1的感光元件中心、图像采集装置1的几何中心、图像采集装置1与云台(或平台、支架)连接的轴中心、镜头近端或远端表面的中心替代，经过试验发现由此带来的误差是在可接受的范围内的。

通常情况下，现有技术中均采用物体尺寸、视场角等参数作为推算相机位置的方式，并且两个相机之间的位置关系也采用角度表达。由于角度在实际使用过程中并不好测量，因此在实际使用时较为不便。并且，物体尺寸会随着测量物体的变化而改变。例如，在进行一个成年人头部3D信息采集后，再进行儿童头部采集时，就需要重新测量头部尺寸，重新推算。上述不方便的测量以及多次重新测量都会带来测量的误差，从而导致相机位置推算错误。而本方案根据大量实验数据，给出了相机位置需要满足的经验条件，不仅避免测量难以准确测量的角度，而且不需要直接测量物体大小尺寸。经验条件中d、f均为相机固定参数，在购买相机、镜头时，厂家即会给出相应参数，无需测量。而T 仅为一个直线距离，用传统测量方法，例如直尺、激光测距仪均可以很便捷的测量得到。因此，本发明的经验公式使得准备过程变得方便快捷，同时也提高了相机位置的排布准确度，使得相机能够设置在优化的位置中，从而在同时兼顾了3D合成精度和速度，具体实验数据参见下述。

利用本发明装置，进行实验，得到了如下实验结果。

相机：MER-2000-19U3M/C

镜头：OPT-C1616-10M

从上述实验结果及大量实验经验可以得出，δ的值应当满足δ<0.5955，此时已经能够合成部分3D模型，虽然有一部分无法自动合成，但是在要求不高的情况下也是可以接受的，并且可以通过手动或者更换算法的方式弥补无法合成的部分。特别是δ的值满足δ<0.453时，能够最佳地兼顾合成效果和合成时间的平衡；为了获得更好的合成效果可以选择δ<0.338，此时合成时间会上升，但合成质量更好。而当δ为0.7053时，已经无法合成。但这里应当注意，以上范围仅仅是最佳实施例，并不构成对保护范围的限定。

并且从上述实验可以看出，对于相机拍照位置的确定，只需要获取相机参数(焦距f、CCD尺寸)、相机CCD与物体表面的距离T即可根据上述公式得到，这使得在进行设备设计和调试时变得容易。由于相机参数(焦距f、CCD 尺寸)在相机购买时就已经确定，并且是产品说明中就会标示的，很容易获得。因此根据上述公式很容易就能够计算得到相机位置，而不需要再进行繁琐的视场角测量和物体尺寸测量。特别是在一些场合中，需要更换相机镜头，那么本发明的方法直接更换镜头常规参数f计算即可得到相机位置；同理，在采集不同物体时，由于物体大小不同，对于物体尺寸的测量也较为繁琐。而使用本发明的方法，无需进行物体尺寸测量，能够更为便捷地确定相机位置。并且使用本发明确定的相机位置，能够兼顾合成时间和合成效果。因此，上述经验条件是本发明的发明点之一。

以上数据仅为验证该公式条件所做实验得到的，并不对发明构成限定。即使没有这些数据，也不影响该公式的客观性。本领域技术人员可以根据需要调整设备参数和步骤细节进行实验，得到其他数据也是符合该公式条件的。

足部附属物的制作

为了给用户制作适合脚型的鞋，可以通过采集用户足部的3D信息，合成 3D模型，从而根据足部3D模型尺寸来设计或选择合适的鞋。上述制作应当参考用户足部自然不受力状态下的3D模型尺寸以及用户足部日常受力状态下的 3D模型尺寸。

除了鞋的制作，也可以根据上述数据制作义肢。例如病人足部需要截肢，在截肢前进行该足部3D模型的采集和构建，从而在截肢后能够为该足部提供尺寸适合的义肢。

除此之外，任何使用足部数据可以进行的加工、制作都是可以进行的，本发明并不限定。

本发明所述的转动运动，为在采集过程中前一位置采集平面和后一位置采集平面发生交叉而不是平行，或前一位置图像采集装置光轴和后一位置图像采集位置光轴发生交叉而不是平行。也就是说，图像采集装置的采集区域环绕或部分环绕目标物运动，均可以认为是两者相对转动。虽然本发明实施例中列举更多的为有轨道的转动运动，但是可以理解，只要图像采集设备的采集区域和目标物之间发生非平行的运动，均是转动范畴，均可以使用本发明的限定条件。本发明保护范围并不限定于实施例中的有轨道转动。

本发明所述的相邻采集位置是指，在图像采集装置相对目标物移动时，移动轨迹上的发生采集动作的两个相邻位置。这通常对于图像采集装置运动容易理解。但对于目标物发生移动导致两者相对移动时，此时应当根据运动的相对性，将目标物的运动转化为目标物不动，而图像采集装置运动。此时再衡量图像采集装置在转化后的移动轨迹中发生采集动作的两个相邻位置。

上述目标物体、目标物、及物体皆表示预获取三维信息的对象。可以为一实体物体，也可以为多个物体组成物。例如可以为头部、手部等。所述目标物的三维信息包括三维图像、三维点云、三维网格、局部三维特征、三维尺寸及一切带有目标物三维特征的参数。本发明里所谓的三维是指具有XYZ三个方向信息，特别是具有深度信息，与只有二维平面信息具有本质区别。也与一些称为三维、全景、全息、三维，但实际上只包括二维信息，特别是不包括深度信息的定义有本质区别。

本发明所说的采集区域是指图像采集装置(例如相机)能够拍摄的范围。本发明中的图像采集装置可以为CCD、CMOS、相机、摄像机、工业相机、监视器、摄像头、手机、平板、笔记本、移动终端、可穿戴设备、智能眼镜、智能手表、智能手环以及带有图像采集功能所有设备。

以上实施例获得的目标物多个区域的3D信息可以用于进行比对，例如用于身份的识别。首先利用本发明的方案获取人体面部和虹膜的3D信息，并将其存储在服务器中，作为标准数据。当使用时，例如需要进行身份认证进行支付、开门等操作时，可以用3D获取装置再次采集并获取人体面部和虹膜的3D 信息，将其与标准数据进行比对，比对成功则允许进行下一步动作。可以理解，这种比对也可以用于古董、艺术品等固定财产的鉴别，即先获取古董、艺术品多个区域的3D信息作为标准数据，在需要鉴定时，再次获取多个区域的3D信息，并与标准数据进行比对，鉴别真伪。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的基于本发明装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序 (例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (19)

1.一种足部3D信息采集测量设备，其特征在于：包括图像采集装置和背景板，其中

图像采集装置和背景板相对设置，并且同步转动；

背景板和图像采集装置在转动过程中保持相对设置，使得在采集时背景板成为图像采集装置所采集图像的背景图案；

图像采集装置与背景板绕足部转动；

图像采集装置采集目标物时，相邻两个采集位置满足如下条件：

L为在相邻两个采集位置时图像采集装置光心的直线距离；f为图像采集装置的焦距；d为图像采集装置感光元件的矩形长度或宽度；T为图像采集装置感光元件沿着光轴到目标物表面的距离；δ为调整系数；

且δ<0.5955。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：δ<0.452。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：δ<0.3374。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：δ<0.2159。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于：旋转装置为转盘，转盘一端连接有图像采集装置，相对的另一端连接有背景板。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于：图像采集装置和背景板之间具有足部支撑装置。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于：足部支撑装置包括透光材料。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于：还包括座椅，座椅上设置有腿部支撑装置。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于：背景板为曲面。

10.一种足部附属物制造设备，其特征在于，使用权利要求1-9任一所述的设备。

11.一种足部附属物制造方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一所述的设备。

12.一种足部3D信息采集测量设备，其特征在于：包括图像采集装置和背景板，其中

图像采集装置和背景板相对设置，并且同步转动；

背景板和图像采集装置在转动过程中保持相对设置，使得在采集时背景板成为图像采集装置所采集图像的背景图案；

图像采集装置与背景板绕足部转动；

背景板满足：在垂直其被拍摄表面的方向进行投影，投影形状的水平方向上长度W₁、投影形状的垂直方向上长度W₂由下述条件决定：

其中，d₁为成像元件水平方向长度，d₂为成像元件垂直方向长度，T为沿光轴方向图像采集装置传感元件到背景板的垂直距离，f为图像采集装置的焦距，A₁、A₂为经验系数；

其中A₁>1.04，A₂>1.04。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于：旋转装置为转盘，转盘一端连接有图像采集装置，相对的另一端连接有背景板。

14.如权利要求12所述的设备，其特征在于：图像采集装置和背景板之间具有足部支撑装置。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于：足部支撑装置包括透光材料。

16.如权利要求12所述的设备，其特征在于：还包括座椅，座椅上设置有腿部支撑装置。

17.如权利要求12所述的设备，其特征在于：背景板为曲面。

18.一种足部附属物制造设备，其特征在于，使用权利要求12-17任一所述的设备。

19.一种足部附属物制造方法，其特征在于，使用权利要求12-17任一所述的设备。

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