三维脚型的敏捷测量技术与系统

摘要

鞋子在人们的生活中是不可或缺的，鞋子的舒适程度对人们的出行有着重要的影响。不合适的鞋子不但穿起来不舒服，还会对脚造成损伤，导致趾甲内陷、跟腱炎等疾病。为了提供符合消费者个人的鞋子，一些公司开展了针对广泛消费者的个性化定制服务，这种服务首先需要对消费者的脚型进行测量。传统的脚型测量使用皮尺、脚型测量器等工具，测量时多凭经验，没有统一的标准。随着计算机辅助产业的发展，人们将计算机立体重建等技术引入到脚型测量中，制造了脚型测量设备。
　　 但是，大多数的脚型测量设备为扫描提供了稳定的、往往是密闭的环境，存在体积大，携带不方便等特点。此外，激光、结构光等扫描方式也为数据的采集带来了限制，不利于推广。本文针对这一问题，提出了敏捷的脚型测量方案。敏捷脚型测量方法是希望脱离庞大的硬件设备，使用轻便、可携带的相机进行人脚采集工作。
　　 文中给出了两种敏捷脚型测量的设想，便携测量与面向电子商务的脚型测量，并对其中的关键环节，相机的自动定标与迭代重建做了详细的描述。相机自动定标希望无需人工交互便可进行相机的定标，文中选用了散乱点图案定标的方法来实现，而且为了进行精确的相机定标，在其基础上使用了结合重投影误差与校正误差的参数优化，得到了更精确的结果。此外，文中尝试将轮廓一致性做为评估相机参数准确与否的标准，应用到迭代重建中，得到了正确的脚型模型。由于面向自动测量的相机自动定标方法在相机精度上存在差异，只实现了便携测量系统的设计与开发，面向电子商务的脚型测量系统有待以后实现。