一种足部扫描装置的制作方法

本实用新型属于人体信息数据采集技术领域，具体是涉及一种足部扫描装置及方法。

背景技术：

一双合脚的鞋对人们的健康和舒适极为重要，合脚的有效方法需要根据每个特定的穿戴者来专门定制鞋的尺寸。用户在选取鞋子时，脚长、脚宽、脚面高等参数是选取鞋子的重要参考指标。但是日常购鞋中，用户很难使用尺子对脚宽、脚面高等数据进行测量，这也就导致了用户不时地会因为没有有效地采集到足部的其它参数而造成选取鞋子不当的问题。现有的虚拟试穿技术需要获取足部数据的场景，可以通过扫描足部来获取足部数据，但是现有的足部扫描装置体积大、成本高、用户体验差。

中国专利102034264A中涉及一种三维足部扫描仪，包括足部扫描装置，该装置利用多个摄像头拍摄足部内侧、外侧和底部的图像，再对图像进行校正和拼接，并完整的足部内侧、外侧和底部轮廓，生成足部三维模型。该实用新型虽扫描时间较短，但结构相对复杂，需要配合多个摄像头才能实现对整个足部信息的数据采集，成本较高。

中国专利205162108U涉及一种便携式三维足部扫描仪，包括激光头、镜头、CCD图像传感器、丝杆、电机和电机控制器。镜头和CCD传感器安装在丝杆上，电机控制器控制电机带动丝杆移动，可以实现获取足部数据采集。但是，该实用新型为现有足部扫描装置对全足进行扫描，且没有对足部进行限位，因此需要较长的纵向扫描距离。需要将激光头、镜头、CCD传感器等扫描设备置于在装置的两侧，导致装置的横向长度增加。该装置体积大、成本高、扫描时间长， 用户进行足部扫描时的体验较差。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种足部扫描装置及方法，本实用新型结构简单、成本较低，仅扫描前脚掌从而减少了现有技术中传统的脚长数据测量时间，提高了进行足部扫描的用户体验。

本实用新型的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供的一种足部扫描装置，包括底板、支架、光学成像部件，所述装置还包括足跟限位部件，所述底板分为前脚掌扫描区域和后脚跟放置区域，所述足跟限位部件固定安装在后脚跟放置区域，所述光学成像部件的扫描范围仅限于前脚掌扫描区域。

由上述技术方案可知，本装置在使用时，先由足跟限位部件锁定后脚跟位置，本装置增加的足跟限位部件可以起到固定足部的作用，控制脚在装置中的位置，明确划分前脚掌扫描区间，只扫描前脚掌，缩短扫描行程，从而缩短装置的长度。

可选地所述底板的上下两侧分别设置有折射镜面部件，所述折射镜面部件包括矩形镜面及楔形托架，所述矩形镜面平置于楔形托架的斜面上，所述楔形托架与水平面的倾角在15°至75°间调节。

由于本装置增加了折射镜面部件，将折射镜面部件固定设置在脚两侧，在利用拍照分析脚型的方式中，脚掌上方的照片中会拍上两侧矩形镜面折射出的脚背轮廓，进而配合后期图像处理计算出的脚长、长度方向上的脚面切片宽度以及补充的长度方向上的脚面切片高度数据，实现单张的平面照片记录脚型立体信息的功能。

可选地所述足部扫描装置还包括连杆，所述连杆跨接在所述支架的两端，所述光学成像部件连接在所述连杆上。

由于本装置增加了连杆，方便对不同类型的光学成像部件进行可拆卸地连 接，可以实现用户更加方便地操作光学成像部件对足部进行扫描或拍照。

可选地所述光学成像部件为红外光部件或相机部件或结构光部件。

可选地所述红外光部件包括至少一个红外光发射器和至少一个红外光接收器，所述红外光部件包括至少一个红外光发射器和至少一个红外光接收器；所述红外光发射器及所述红外光接收器通过连接部件可拆卸地连接在所述连杆上。

可选地所述相机部件包括至少一个摄像头，所述摄像头通过连接部件可拆卸地安装在所述连杆上。

可选地所述结构光部件包括至少一个结构光发射器和至少一个结构光接收器；所述结构光发射器及所述结构光接收器通过连接部件可拆卸地连接在连杆上。

可选地所述红外光发射器的滑动范围仅限于所述前脚掌扫描区域。

可选地所述结构光发射器的移动范围仅限于所述前脚掌扫描区域。

第二方面，本实用新型提供的一种足部扫描方法，包括：

步骤一：当后脚跟已卡接于足跟限位部件时，将光学成像部件移至初始位置准备对前脚掌扫描或拍照成像；

步骤二：在底板的前脚掌扫描区域内操作光学成像部件对前脚掌进行扫描或拍照成像；

步骤三：当成像完毕后停止扫描或拍照，并将光学成像部件归位；

步骤四：根据脚跟的位置信息以及对前脚掌扫描或拍照成像得到的脚尖位置信息计算出足长数据。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的足部扫描方法是基于足部扫描装置进行前脚掌扫描成像后得到各种足部数据的过程。在使用时，先由足跟限位部件锁定后脚跟位置，扫描或拍照过后，可利用通信模块上传至计算机或上传至云端服务器进行建模，利用足跟限位部件的位置以及扫描后得到的前脚掌信息配合图像处理算法可分析脚长、长度方向上的脚面切片宽度、长度方向上的 脚面切片高度等足部数据。

本实用新型的有益效果如下：

本装置增加了足跟限位部件，既可以起到固定足部的作用，控制脚在装置中的位置，从而明确划分前脚掌扫描区间，只扫描前脚掌，缩短扫描行程，从而缩短装置的长度。

本装置的操作方法利用较少的部件进行扫描，又可以获取足跟位置，实现足长测量，提高用户测量时的体验；扫描或拍照时不需要将光学成像部件设置在装置两侧，从而可以缩短装置的宽度，进一步减小装置体积及成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本实用新型使用红外光部件或结构光部件时的一种足部扫描装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型使用相机部件时的足部扫描装置的结构示意图；

图3示出了本实用新型使用相机部件时的一种足部扫描装置的正视图；

图4示出了本实用新型提供的一种足部扫描方法的流程图。

附图标记：

1-底板；2-支架；3-连杆；4-光学成像部件；5-足跟限位部件；6-连接部件；7-前脚掌；8-后脚跟；9-折射镜面部件；11-后脚跟放置区域；12-前脚掌扫描区域。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的足部扫描装置做进一步说明：参见 附图1，所述的扫描装置包括底板1、支架2、连杆3、光学成像部件4、足跟限位部件5，所述底板1分为前脚掌扫描区域11和后脚跟放置区域12，所述足跟限位部件5固定安装在后脚跟放置区域11上，所述连杆3跨接在所述支架2的两端，所述光学成像部件4通过连接部件6卡接在所述连杆3上。所述连杆3为两根平行设置，所述连接部件6在连杆3上滑动。所述装置还包括PC机和通信模块用于采集和上传所述光学成像部件4采集到的信息数据。所述光学成像部件4的扫描范围仅限于前脚掌扫描区域。为满足上述功能，本实用新型分别采用红外光部件或相机部件或结构光部件三个实施例分别实现本实用新型的技术方案：

参见附图1、附图4，在第一个具体实施方式中利用红外光部件进行扫描成像，所述红外光部件包括一个红外光发射器和一个红外光接收器，由于仅需要扫描前脚掌7，因此，红外光发射器和红外光接收器可以不设置在足部扫描装置两侧，而是设置在足部扫描装置的任意位置。所述红外光发射器和红外光接收器优选地设置在连杆3上。本实施例中，所述红外光发射器及红外光接收器通过连接部件6可拆卸地卡接在所述连杆3上，通过机械传动方式或手动方式使所述红外光发射器及红外光接收器在连杆3上滑动对前脚掌7扫描成像。

本实用新型的足部扫描装置在本实施例中具体应用时，按如下步骤操作：

步骤一：当后脚跟8已卡接于足跟限位部件5时，将光学成像部件4移至初始位置准备对前脚掌7扫描成像；

本步骤中使用的光学成像部件4为一个红外光发射器和一个红外光接收器。将红外光发射器及红外光接收器分别卡接在连杆3上，红外光接收器安装在红外光发射器的外侧，两者相距5-15cm均可，但均在前脚掌扫描区域12内，本实施例中设置为10cm，使其可以在连杆3上滑动时保持相对静止。

步骤二：在底板的前脚掌扫描区域12内移动光学成像部件4对前脚掌7进行扫描成像；

本步骤中在扫描成像时，将红外光接收器和红外光发射器在连杆上通过机 械传动方式以相同的速率移动对前脚掌7进行扫描成像，红外光发射器的扫描范围仅限于前脚掌扫描区域12内。

步骤三：当成像完毕后停止扫描，并将光学成像部件4归位；

本步骤中在扫描完毕后，将红外光接收器和红外光发射器返回至初始位置。

步骤四：根据后脚跟8的位置信息以及对前脚掌7扫描成像得到的脚尖位置信息计算出足长数据。

本步骤中，可利用通信模块将上述扫描成像得到的足部信息上传至PC机或云端服务器对足部数据进行图像处理和建模分析。

参见附图1、附图4，在第二个具体实施方式中利用结构光部件进行扫描成像，所述结构光部件包括一个结构光发射器和一个结构光接收器。由于仅需要扫描前脚掌7，因此，结构光发射器和结构光接收器可以不设置在装置两侧，而是设置在装置的任意位置。所述结构光发射器和结构光接收器优选地设置在连杆3上。本实施例中，所述结构光发射器及结构光接收器通过连接部件6可拆卸地卡接在所述连杆3上，通过机械传动方式或手动方式操作所述结构光发射器及结构光接收器在连杆3上滑动对前脚掌7扫描成像。

本实用新型的足部扫描装置在本实施例中具体应用时，按如下步骤操作：

步骤一：当后脚跟已卡接于足跟限位部件5时，将光学成像部件4移至初始位置准备对前脚掌扫描成像；

本步骤中使用的光学成像部件4为一个结构光发射器和一个结构光接收器。将结构光发射器及结构光接收器分别卡接在连杆3上，结构光接收器安装在结构光发射器的外侧，两者相距5-15cm均可，但均在前脚掌扫描区域12内，本实施例中设置为10cm，使其可以在连杆3上滑动时保持相对静止。

步骤二：在底板的前脚掌扫描区域内移动光学成像部件对前脚掌7进行扫描成像；

在扫描成像时，将结构光接收器和结构光发射器在连杆上通过机械传动方 式以相同的速率移动对前脚掌7进行扫描成像，结构光发射器的扫描范围仅限于前脚掌7扫描区域。

步骤三：当成像完毕后停止扫描，并将光学成像部件4归位；

本步骤中在扫描完毕后，将结构光接收器和结构光发射器返回至初始位置。

步骤四：根据后脚跟8的位置信息以及对前脚掌7扫描成像得到的脚尖位置信息计算出足长数据。

本步骤中，可利用通信模块将上述扫描成像得到的足部信息上传至PC机或云端服务器对足部数据进行图像处理和建模分析。

参见附图2至附图4，在第三个具体实施方式中利用相机部件进行扫描成像，所述相机部件包括一个摄像头，所述摄像头通过连接部件6可拆卸地卡接在连杆3上。与红外成像技术及结构光成像技术不同。采用摄像头拍照时，摄像头不需要移动。底板1的上下两侧分别设置有折射镜面部件9，折射镜面部件9包括矩形镜面及楔形托架，矩形镜面平置于楔形托架的斜面上，楔形托架与水平面的倾角可在15°至75°间调节。

本实用新型的足部扫描装置在本实施例中具体应用时，按如下步骤操作：

步骤一：当后脚跟8已卡接于足跟限位部件5时，将光学成像部件4移至初始位置准备对前脚掌7拍照成像；

本步骤中使用的光学成像部件5为相机部件，相机部件包括一个摄像头，摄像头通过连接部件6可拆卸地卡接在连杆3上。与红外成像技术及结构光成像技术不同。采用摄像头拍照时，摄像头不需要移动。

步骤二：在底板1的前脚掌扫描区域12内操作光学成像部件4对前脚掌7进行拍照成像；

本步骤中由于增加了折射镜面部件9，将折射镜面部件9固定设置在脚两侧，调整其与水平面的倾角至45°。在利用拍照成像进行脚型分析的方式中，在脚掌上方对前脚掌7拍照成像，利用两侧的矩形镜面折射出脚背轮廓，配合 后期图像处理计算出的脚长、长度方向上的脚面切片宽度，长度方向上的脚面切片高度数据，进而实现单张的平面照片记录脚型立体信息的功能。

步骤三：当成像完毕后停止拍照，并将光学成像部件归位；

步骤四：根据后脚跟8的位置信息以及对前脚掌7拍照成像得到的脚尖位置信息计算出足长数据。

本步骤中，可利用通信模块将上述拍照成像得到的足部信息上传至PC机或云端服务器对足部数据进行图像处理和建模分析。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。