本发明涉及数据采集技术领域，尤其是涉及一种足部建模装置和方法。
背景技术：
鞋作为人们日常穿着的必需品，随着经济的快速发展，人们物质生活水平的提高，人们对鞋的要求已经不在满足于保暖、护脚等基本需求，人们更多的追求是健康、舒适，而且随着多元化社会的发展，人们个性化需求也越来越多。在制鞋领域中，随着生活水平的提高，家长对孩子的成长发育更加关注，一双适合并有助于孩子茁壮成长的鞋至关重要。
脚型测量又分为传统手工测量和现代数字化测量两种。目前对于足型研究所采用的方法有：脚型、印泥、三维扫描、拍照等。虽然手工测量的方法资金上投入少、测量上方便灵活，但是存在效率低、重复再现性差、可检查核对性差等缺点。随着时代的进步、科技的发展，三维脚型测量方法作为近年来逐渐发展的脚型测量技术，具有高效、准确、重复性好的特点，并且可以直接得到脚的三维模型。目前市场上采用的三维扫描技术主要是基于激光的三维扫描技术，通过来回扫描耗时而且精度不高。除此之外，市场上目前的脚型测量仪主要是应用于采集脚型数据领域。但是，市场并没有能根据脚型数据逆向建模生成定制鞋的模型，进行一对一定制的脚型测量仪，因此精准定制化鞋类制作缺少数据入口。而精准的脚型数据对于鞋类生产以及足部病患研究具有着极高的指导意义。
针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种足部建模装置和方法，以缓解了现有技术中对目标对象的足部数据的采集一般采用手工测量，但手工测量的效率较低，准确性较低，以及现有的足部数据采集设备无法根据采集到的足部数据进行建模的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种足部建模装置，该足部建模装置包括：数据采集模块，处理器和调整模块，其中，所述处理器分别与所述数据采集模块和所述调整模块相连接；所述数据采集模块用于采集目标对象的足部数据，得到初始足部数据，并将所述初始足部数据发送给所述处理器，其中，所述初始足部数据包括：足底压力分布数据对应的二维数组，足弓高度数据，足部外形数据；所述处理器用于对所述初始足部数据进行处理，得到所述目标对象的初始足部模型，并将所述初始足部数据和所述初始足部模型发送给所述调整模块；所述调整模块用于在用户的操作下对所述初始足部模型和/或所述初始足部数据行调整，调整后得到目标足部模型和目标足部数据，并将所述目标足部模型和所述目标足部数据发送给所述处理器。
进一步地，所述数据采集模块包括：压力采集系统，测距单元和识别单元，其中，所述压力采集系统、所述测距单元、所述识别单元分别与所述处理器相连接；所述压力采集系统用于采集所述足底压力分布数据，并将所述足底压力分布数据转化为二维数组发送给所述处理器；所述测距单元用于采集所述足弓高度数据，并将所述足弓高度数据发送给所述处理器；所述识别单元用于采集所述足部外形数据，并将所述足部外形数据发送给所述处理器。
进一步地，所述压力采集系统包括：压力传感器和主控板，其中，所述压力传感器和所述主控板相连接，所述主控板与所述处理器相连接；所述压力传感器用于采集所述足底压力分布数据，并将所述足底压力分布数据发送给所述主控板；所述主控板用于将所述足底压力分布数据转化为所述二维数组发送给所述处理器。
进一步地，所述足部建模装置还包括：第一端口，所述压力传感器通过所述第一端口将所述足底压力分布数据发送给所述主控板；垫板，所述垫板设置在所述压力传感器的底端，用于支撑所述压力传感器；弹性板，所述弹性板设置在所述压力传感器的顶端，用于为所述目标对象提供踩踏功能。
进一步地，所述测距单元采用线激光测距模块对所述目标对象的足弓高度数据进行采集。
进一步地，所述识别单元包括：摄像头，所述摄像头用于对所述目标对象的足部进行识别，得到识别结果，其中，所述识别结果中包括所述足部外形数据。
进一步地，所述调整模块包括：显示单元和交互单元，其中，所述交互单元和所述显示单元相连接；所述显示单元用于显示所述足部模型和所述足部数据；所述交互单元用于为用户提供人机交互功能，以使用户对所述足部模型和/或所述足部数据进行调整。
进一步地，所述足部建模装置还包括：第二端口，所述第二端口为电源端口，用于接入外部电源为所述足部建模装置供电。
第二方面，本发明实施例提供了一种足部建模方法，该方法应用于上述足部建模装置，包括：采集目标对象的足部数据，得到初始足部数据，其中，所述初始足部数据包括：足底压力分布数据对应的二维数组，足弓高度数据，足部外形数据；对所述初始足部数据进行处理，得到所述目标对象的初始足部模型；对所述初始足部模型和/或所述初始足部数据行调整，调整后得到目标足部模型和/或目标足部数据。
进一步地，所述方法还包括：将所述目标足部模型和所述目标足部数据发送给服务器进行存储。
在本发明实施例中，首先，通过数据采集模块用于采集目标对象的初始足部数据；接着，处理器用于对所述初始足部数据进行处理，得到所述目标对象的初始足部模型；最后通过所述调整模块用于在用户的操作下对所述初始足部模型和/或所述初始足部数据行调整，调整后得到目标足部模型和目标足部数据，从而解决了现有技术中对目标对象的足部数据的采集一般采用手工测量，但手工测量的效率较低，准确性较低，以及现有的足部数据采集设备无法根据采集到的足部数据进行建模的技术问题，进而实现了能够得到快速得到精准的足部数据和基于足部数据建模的技术效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种足部建模装置的示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种足部建模装置的示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种足部建模装置的示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种足部建模装置的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种足部建模方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的另一种足部建模方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
图1是根据本发明实施例的一种足部建模装置，如图1所示，该足部建模装置包括：数据采集模块10，处理器20和调整模块30，其中，所述处理器20分别与所述数据采集模块10和所述调整模块30相连接。
所述数据采集模块10用于采集目标对象的足部数据，得到初始足部数据，并将所述初始足部数据发送给所述处理器，其中，所述初始足部数据包括：足底压力分布数据对应的二维数组，足弓高度数据，足部外形数据；
所述处理器20用于对所述初始足部数据进行处理，得到所述目标对象的初始足部模型，并将所述初始足部数据和所述初始足部模型发送给所述调整模块。
所述调整模块30用于在用户的操作下对所述初始足部模型和/或所述初始足部数据行调整，调整后得到目标足部模型和目标足部数据，并将所述目标足部模型和所述目标足部数据发送给所述处理器。
在本发明实施例中，首先，通过数据采集模块用于采集目标对象的初始足部数据；接着，处理器用于对所述初始足部数据进行处理，得到所述目标对象的初始足部模型；最后通过所述调整模块用于在用户的操作下对所述初始足部模型和/或所述初始足部数据行调整，调整后得到目标足部模型和目标足部数据，从而解决了现有技术中对目标对象的足部数据的采集一般采用手工测量，但手工测量的效率较低，准确性较低，以及现有的足部数据采集设备无法根据采集到的足部数据进行建模的技术问题，进而实现了能够得到快速得到精准的足部数据，以及基于足部数据建模的技术效果。
可选地，处理器20可以采用多块stm32系列的芯片，通过芯片上的接口结合数据采集模块实现对初始足部数据的采集功能，同时，为降低测量误差，消除噪点，处理器采用了加权平均滤波法结合中值滤波的处理方法，并使用黑帽算法去除离散噪点，增强初始足部数据精确性，并基于初始足部数据建立目标对象的足部模型。
在本发明实施例中，如图2所示，所述数据采集模块10包括：压力采集系统11，测距单元12和识别单元13，其中，所述压力采集系统11、所述测距单元12、所述识别单元13分别与所述处理器20相连接；
所述压力采集系统11用于采集所述足底压力分布数据，并将所述足底压力分布数据转化为二维数组发送给所述处理器。
所述测距单元12用于采集所述足弓高度数据，并将所述足弓高度数据发送给所述处理器。
所述识别单元13用于采集所述足部外形数据，并将所述足部外形数据发送给所述处理器。
在本发明实施例中，压力采集系统11可以采用阵列式压力采集系统，通过多块mcu并行采集方式，能够实现短时间内的对多点足底压力分布数据进行稳定采集，从而减少时间因素带来的压力采集误差。
测距单元12可以采用线激光测距的方式测量目标对象足弓处弯曲情况，从而得到目标对象的足弓高度数据，进而解决传统拍照方式无法精确采集足弓高度数据的问题。
识别单元13可以采用摄像头识别方式来识别目标对象的足部外形，从而获得目标对象的足部外形数据。
在本发明实施例中，如图3所示，所述压力采集系统包括：压力传感器111和主控板112，其中，所述压力传感器111和所述主控板112相连接，所述主控板112与所述处理器20相连接。
所述压力传感器111用于采集所述足底压力分布数据，并将所述足底压力分布数据发送给所述主控板112。
所述主控板112用于将所述足底压力分布数据转化为所述二维数组发送给所述处理器20。
在本发明实施例中，压力传感器11可以采用阵列式薄膜压力传感器板，将两千多个压力测量点以阵列式的形式进行排列，当用户踩上去时，相应的阻值会发生改变，读取这些阻值数据便能获得用户足底压力分布状况，从而实现对于足底压力的精确测量，获得更加精确的足底数据。
主控板112在接收到压力传感器11发送的足底压力分布数据后，将该数据转化为对应的二维数组，并将该二维数组发送给处理器20。
在本发明实施例中，如图4所示，所述足部建模装置还包括：
第一端口40，所述压力传感器111通过所述第一端口40将所述足底压力分布数据发送给所述主控板112。
垫板50，所述垫板50设置在所述压力传感器111的底端，用于支撑所述压力传感器111。
弹性板60，所述弹性板60设置在所述压力传感器的顶端，用于为所述目标对象提供踩踏功能。
在本发明实施例中，第一端口40为数据传输端口，压力传感器111通过第一端口40将所述足底压力分布数据发送给所述主控板112。
垫板50设置在所述压力传感器111的底端，从而支撑压力传感器111，防止出现压力传感器111因受力过大而导致损坏的情况。
弹性板60设置在压力传感器111的顶端，可以在用户踩在弹性板60上时，提升用户的脚感，不会产生不适感。
在本发明实施例中，如图2所示，所述调整模块30包括：显示单元31和交互单元32，其中，所述交互单元32和所述显示单元32相连接；
所述显示单元31用于显示所述足部模型和所述足部数据；
所述交互单元32用于为用户提供人机交互功能，以使用户对所述足部模型和/或所述足部数据进行调整。
在本发明实施例中，显示单元32采用树莓派驱动电容触摸屏，通过串口接收到处理器20发送的初始足部数据和初始足部模型，以可视化的方式对初始足部数据和初始足部模型进行显示。
交互单元32采用触摸屏交互组件，为用户提供人机交互功能，以使用户可以在显示单元31上根据目标对象的足部实际情况对足部模型和足部数据进行调整。
在本发明实施例中，所述足部建模装置还包括：
第二端口70，所述第二端口70为电源端口，用于接入外部电源为所述足部建模装置供电。
下面将结合图1至图4，对上述足部建模装置的工作流程进行详细说明。
足部建模装置接通外部电源后，目标对象将足部踩在弹性板70上，数据采集模块10开始工作，采集目标对象的初始足部数据，并将初始足部数据发送给处理器20。
处理器20接收到初始足部数据后，对初始足部数据进行滤波和降噪的处理，增强初始足部数据的准确性；然后，根据处理后的足部数据建立目标对象的初始足部模型；最后，将初始足部数据和初始足部模型发送给调整模块30。
调整模块30接收到初始足部数据和初始足部模型后，显示单元31对初始足部数据和初始足部模型进行可视化的显示，如果，用户对初始足部数据和/或初始足部模型不满意，则用户可以通过交互单元32对初始足部数据和/或初始足部模型进行处理，从而得到目标足部模型和目标足部数据。
实施例二：
本发明实施例还提供了一种足部建模方法，该方法应用于足部建模装置，如图5所示，该足部建模方法包括：
步骤s102，采集目标对象的足部数据，得到初始足部数据，其中，所述初始足部数据包括：足底压力分布数据对应的二维数组，足弓高度数据，足部外形数据。
步骤s104，对所述初始足部数据进行处理，得到所述目标对象的初始足部模型。
步骤s106，在用户的操作对所述初始足部模型和/或所述初始足部数据行调整，调整后得到目标足部模型和/或目标足部数据。
在本发明实施例中，首先，获取初始足部数据；接着，对所述初始足部数据进行处理，得到所述目标对象的初始足部模型；最后，对所述初始足部模型和/或所述初始足部数据行调整，调整后得到目标足部模型和目标足部数据，从而解决了现有技术中对目标对象的足部数据的采集一般采用手工测量，但手工测量的效率较低，准确性较低，以及现有的足部数据采集设备无法根据采集到的足部数据进行建模的技术问题，进而实现了能够得到快速得到精准的足部数据和基于足部数据建模的技术效果。
可选地，所述足部建模方法还包括：
步骤s108，将所述目标足部模型和所述目标足部数据发送给服务器进行存储。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。