本實(shí)用新型屬于人體信息數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種足部掃描裝置及方法。

背景技術(shù)：

一雙合腳的鞋對(duì)人們的健康和舒適極為重要，合腳的有效方法需要根據(jù)每個(gè)特定的穿戴者來(lái)專門定制鞋的尺寸。用戶在選取鞋子時(shí)，腳長(zhǎng)、腳寬、腳面高等參數(shù)是選取鞋子的重要參考指標(biāo)。但是日常購(gòu)鞋中，用戶很難使用尺子對(duì)腳寬、腳面高等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，這也就導(dǎo)致了用戶不時(shí)地會(huì)因?yàn)闆]有有效地采集到足部的其它參數(shù)而造成選取鞋子不當(dāng)?shù)膯栴}。現(xiàn)有的虛擬試穿技術(shù)需要獲取足部數(shù)據(jù)的場(chǎng)景，可以通過掃描足部來(lái)獲取足部數(shù)據(jù)，但是現(xiàn)有的足部掃描裝置體積大、成本高、用戶體驗(yàn)差。

中國(guó)專利102034264A中涉及一種三維足部掃描儀，包括足部掃描裝置，該裝置利用多個(gè)攝像頭拍攝足部?jī)?nèi)側(cè)、外側(cè)和底部的圖像，再對(duì)圖像進(jìn)行校正和拼接，并完整的足部?jī)?nèi)側(cè)、外側(cè)和底部輪廓，生成足部三維模型。該實(shí)用新型雖掃描時(shí)間較短，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，需要配合多個(gè)攝像頭才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)足部信息的數(shù)據(jù)采集，成本較高。

中國(guó)專利205162108U涉及一種便攜式三維足部掃描儀，包括激光頭、鏡頭、CCD圖像傳感器、絲桿、電機(jī)和電機(jī)控制器。鏡頭和CCD傳感器安裝在絲桿上，電機(jī)控制器控制電機(jī)帶動(dòng)絲桿移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)獲取足部數(shù)據(jù)采集。但是，該實(shí)用新型為現(xiàn)有足部掃描裝置對(duì)全足進(jìn)行掃描，且沒有對(duì)足部進(jìn)行限位，因此需要較長(zhǎng)的縱向掃描距離。需要將激光頭、鏡頭、CCD傳感器等掃描設(shè)備置于在裝置的兩側(cè)，導(dǎo)致裝置的橫向長(zhǎng)度增加。該裝置體積大、成本高、掃描時(shí)間長(zhǎng)， 用戶進(jìn)行足部掃描時(shí)的體驗(yàn)較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種足部掃描裝置及方法，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，僅掃描前腳掌從而減少了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的腳長(zhǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)間，提高了進(jìn)行足部掃描的用戶體驗(yàn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

第一方面，本實(shí)用新型提供的一種足部掃描裝置，包括底板、支架、光學(xué)成像部件，所述裝置還包括足跟限位部件，所述底板分為前腳掌掃描區(qū)域和后腳跟放置區(qū)域，所述足跟限位部件固定安裝在后腳跟放置區(qū)域，所述光學(xué)成像部件的掃描范圍僅限于前腳掌掃描區(qū)域。

由上述技術(shù)方案可知，本裝置在使用時(shí)，先由足跟限位部件鎖定后腳跟位置，本裝置增加的足跟限位部件可以起到固定足部的作用，控制腳在裝置中的位置，明確劃分前腳掌掃描區(qū)間，只掃描前腳掌，縮短掃描行程，從而縮短裝置的長(zhǎng)度。

可選地所述底板的上下兩側(cè)分別設(shè)置有折射鏡面部件，所述折射鏡面部件包括矩形鏡面及楔形托架，所述矩形鏡面平置于楔形托架的斜面上，所述楔形托架與水平面的傾角在15°至75°間調(diào)節(jié)。

由于本裝置增加了折射鏡面部件，將折射鏡面部件固定設(shè)置在腳兩側(cè)，在利用拍照分析腳型的方式中，腳掌上方的照片中會(huì)拍上兩側(cè)矩形鏡面折射出的腳背輪廓，進(jìn)而配合后期圖像處理計(jì)算出的腳長(zhǎng)、長(zhǎng)度方向上的腳面切片寬度以及補(bǔ)充的長(zhǎng)度方向上的腳面切片高度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)單張的平面照片記錄腳型立體信息的功能。

可選地所述足部掃描裝置還包括連桿，所述連桿跨接在所述支架的兩端，所述光學(xué)成像部件連接在所述連桿上。

由于本裝置增加了連桿，方便對(duì)不同類型的光學(xué)成像部件進(jìn)行可拆卸地連 接，可以實(shí)現(xiàn)用戶更加方便地操作光學(xué)成像部件對(duì)足部進(jìn)行掃描或拍照。

可選地所述光學(xué)成像部件為紅外光部件或相機(jī)部件或結(jié)構(gòu)光部件。

可選地所述紅外光部件包括至少一個(gè)紅外光發(fā)射器和至少一個(gè)紅外光接收器，所述紅外光部件包括至少一個(gè)紅外光發(fā)射器和至少一個(gè)紅外光接收器；所述紅外光發(fā)射器及所述紅外光接收器通過連接部件可拆卸地連接在所述連桿上。

可選地所述相機(jī)部件包括至少一個(gè)攝像頭，所述攝像頭通過連接部件可拆卸地安裝在所述連桿上。

可選地所述結(jié)構(gòu)光部件包括至少一個(gè)結(jié)構(gòu)光發(fā)射器和至少一個(gè)結(jié)構(gòu)光接收器；所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射器及所述結(jié)構(gòu)光接收器通過連接部件可拆卸地連接在連桿上。

可選地所述紅外光發(fā)射器的滑動(dòng)范圍僅限于所述前腳掌掃描區(qū)域。

可選地所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射器的移動(dòng)范圍僅限于所述前腳掌掃描區(qū)域。

第二方面，本實(shí)用新型提供的一種足部掃描方法，包括：

步驟一：當(dāng)后腳跟已卡接于足跟限位部件時(shí)，將光學(xué)成像部件移至初始位置準(zhǔn)備對(duì)前腳掌掃描或拍照成像；

步驟二：在底板的前腳掌掃描區(qū)域內(nèi)操作光學(xué)成像部件對(duì)前腳掌進(jìn)行掃描或拍照成像；

步驟三：當(dāng)成像完畢后停止掃描或拍照，并將光學(xué)成像部件歸位；

步驟四：根據(jù)腳跟的位置信息以及對(duì)前腳掌掃描或拍照成像得到的腳尖位置信息計(jì)算出足長(zhǎng)數(shù)據(jù)。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型提供的足部掃描方法是基于足部掃描裝置進(jìn)行前腳掌掃描成像后得到各種足部數(shù)據(jù)的過程。在使用時(shí)，先由足跟限位部件鎖定后腳跟位置，掃描或拍照過后，可利用通信模塊上傳至計(jì)算機(jī)或上傳至云端服務(wù)器進(jìn)行建模，利用足跟限位部件的位置以及掃描后得到的前腳掌信息配合圖像處理算法可分析腳長(zhǎng)、長(zhǎng)度方向上的腳面切片寬度、長(zhǎng)度方向上的 腳面切片高度等足部數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

本裝置增加了足跟限位部件，既可以起到固定足部的作用，控制腳在裝置中的位置，從而明確劃分前腳掌掃描區(qū)間，只掃描前腳掌，縮短掃描行程，從而縮短裝置的長(zhǎng)度。

本裝置的操作方法利用較少的部件進(jìn)行掃描，又可以獲取足跟位置，實(shí)現(xiàn)足長(zhǎng)測(cè)量，提高用戶測(cè)量時(shí)的體驗(yàn)；掃描或拍照時(shí)不需要將光學(xué)成像部件設(shè)置在裝置兩側(cè)，從而可以縮短裝置的寬度，進(jìn)一步減小裝置體積及成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1示出了本實(shí)用新型使用紅外光部件或結(jié)構(gòu)光部件時(shí)的一種足部掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型使用相機(jī)部件時(shí)的足部掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了本實(shí)用新型使用相機(jī)部件時(shí)的一種足部掃描裝置的正視圖；

圖4示出了本實(shí)用新型提供的一種足部掃描方法的流程圖。

附圖標(biāo)記：

1-底板；2-支架；3-連桿；4-光學(xué)成像部件；5-足跟限位部件；6-連接部件；7-前腳掌；8-后腳跟；9-折射鏡面部件；11-后腳跟放置區(qū)域；12-前腳掌掃描區(qū)域。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的足部掃描裝置做進(jìn)一步說明：參見 附圖1，所述的掃描裝置包括底板1、支架2、連桿3、光學(xué)成像部件4、足跟限位部件5，所述底板1分為前腳掌掃描區(qū)域11和后腳跟放置區(qū)域12，所述足跟限位部件5固定安裝在后腳跟放置區(qū)域11上，所述連桿3跨接在所述支架2的兩端，所述光學(xué)成像部件4通過連接部件6卡接在所述連桿3上。所述連桿3為兩根平行設(shè)置，所述連接部件6在連桿3上滑動(dòng)。所述裝置還包括PC機(jī)和通信模塊用于采集和上傳所述光學(xué)成像部件4采集到的信息數(shù)據(jù)。所述光學(xué)成像部件4的掃描范圍僅限于前腳掌掃描區(qū)域。為滿足上述功能，本實(shí)用新型分別采用紅外光部件或相機(jī)部件或結(jié)構(gòu)光部件三個(gè)實(shí)施例分別實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案：

參見附圖1、附圖4，在第一個(gè)具體實(shí)施方式中利用紅外光部件進(jìn)行掃描成像，所述紅外光部件包括一個(gè)紅外光發(fā)射器和一個(gè)紅外光接收器，由于僅需要掃描前腳掌7，因此，紅外光發(fā)射器和紅外光接收器可以不設(shè)置在足部掃描裝置兩側(cè)，而是設(shè)置在足部掃描裝置的任意位置。所述紅外光發(fā)射器和紅外光接收器優(yōu)選地設(shè)置在連桿3上。本實(shí)施例中，所述紅外光發(fā)射器及紅外光接收器通過連接部件6可拆卸地卡接在所述連桿3上，通過機(jī)械傳動(dòng)方式或手動(dòng)方式使所述紅外光發(fā)射器及紅外光接收器在連桿3上滑動(dòng)對(duì)前腳掌7掃描成像。

本實(shí)用新型的足部掃描裝置在本實(shí)施例中具體應(yīng)用時(shí)，按如下步驟操作：

步驟一：當(dāng)后腳跟8已卡接于足跟限位部件5時(shí)，將光學(xué)成像部件4移至初始位置準(zhǔn)備對(duì)前腳掌7掃描成像；

本步驟中使用的光學(xué)成像部件4為一個(gè)紅外光發(fā)射器和一個(gè)紅外光接收器。將紅外光發(fā)射器及紅外光接收器分別卡接在連桿3上，紅外光接收器安裝在紅外光發(fā)射器的外側(cè)，兩者相距5-15cm均可，但均在前腳掌掃描區(qū)域12內(nèi)，本實(shí)施例中設(shè)置為10cm，使其可以在連桿3上滑動(dòng)時(shí)保持相對(duì)靜止。

步驟二：在底板的前腳掌掃描區(qū)域12內(nèi)移動(dòng)光學(xué)成像部件4對(duì)前腳掌7進(jìn)行掃描成像；

本步驟中在掃描成像時(shí)，將紅外光接收器和紅外光發(fā)射器在連桿上通過機(jī) 械傳動(dòng)方式以相同的速率移動(dòng)對(duì)前腳掌7進(jìn)行掃描成像，紅外光發(fā)射器的掃描范圍僅限于前腳掌掃描區(qū)域12內(nèi)。

步驟三：當(dāng)成像完畢后停止掃描，并將光學(xué)成像部件4歸位；

本步驟中在掃描完畢后，將紅外光接收器和紅外光發(fā)射器返回至初始位置。

步驟四：根據(jù)后腳跟8的位置信息以及對(duì)前腳掌7掃描成像得到的腳尖位置信息計(jì)算出足長(zhǎng)數(shù)據(jù)。

本步驟中，可利用通信模塊將上述掃描成像得到的足部信息上傳至PC機(jī)或云端服務(wù)器對(duì)足部數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和建模分析。

參見附圖1、附圖4，在第二個(gè)具體實(shí)施方式中利用結(jié)構(gòu)光部件進(jìn)行掃描成像，所述結(jié)構(gòu)光部件包括一個(gè)結(jié)構(gòu)光發(fā)射器和一個(gè)結(jié)構(gòu)光接收器。由于僅需要掃描前腳掌7，因此，結(jié)構(gòu)光發(fā)射器和結(jié)構(gòu)光接收器可以不設(shè)置在裝置兩側(cè)，而是設(shè)置在裝置的任意位置。所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射器和結(jié)構(gòu)光接收器優(yōu)選地設(shè)置在連桿3上。本實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射器及結(jié)構(gòu)光接收器通過連接部件6可拆卸地卡接在所述連桿3上，通過機(jī)械傳動(dòng)方式或手動(dòng)方式操作所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射器及結(jié)構(gòu)光接收器在連桿3上滑動(dòng)對(duì)前腳掌7掃描成像。

本實(shí)用新型的足部掃描裝置在本實(shí)施例中具體應(yīng)用時(shí)，按如下步驟操作：

步驟一：當(dāng)后腳跟已卡接于足跟限位部件5時(shí)，將光學(xué)成像部件4移至初始位置準(zhǔn)備對(duì)前腳掌掃描成像；

本步驟中使用的光學(xué)成像部件4為一個(gè)結(jié)構(gòu)光發(fā)射器和一個(gè)結(jié)構(gòu)光接收器。將結(jié)構(gòu)光發(fā)射器及結(jié)構(gòu)光接收器分別卡接在連桿3上，結(jié)構(gòu)光接收器安裝在結(jié)構(gòu)光發(fā)射器的外側(cè)，兩者相距5-15cm均可，但均在前腳掌掃描區(qū)域12內(nèi)，本實(shí)施例中設(shè)置為10cm，使其可以在連桿3上滑動(dòng)時(shí)保持相對(duì)靜止。

步驟二：在底板的前腳掌掃描區(qū)域內(nèi)移動(dòng)光學(xué)成像部件對(duì)前腳掌7進(jìn)行掃描成像；

在掃描成像時(shí)，將結(jié)構(gòu)光接收器和結(jié)構(gòu)光發(fā)射器在連桿上通過機(jī)械傳動(dòng)方 式以相同的速率移動(dòng)對(duì)前腳掌7進(jìn)行掃描成像，結(jié)構(gòu)光發(fā)射器的掃描范圍僅限于前腳掌7掃描區(qū)域。

步驟三：當(dāng)成像完畢后停止掃描，并將光學(xué)成像部件4歸位；

本步驟中在掃描完畢后，將結(jié)構(gòu)光接收器和結(jié)構(gòu)光發(fā)射器返回至初始位置。

步驟四：根據(jù)后腳跟8的位置信息以及對(duì)前腳掌7掃描成像得到的腳尖位置信息計(jì)算出足長(zhǎng)數(shù)據(jù)。

本步驟中，可利用通信模塊將上述掃描成像得到的足部信息上傳至PC機(jī)或云端服務(wù)器對(duì)足部數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和建模分析。

參見附圖2至附圖4，在第三個(gè)具體實(shí)施方式中利用相機(jī)部件進(jìn)行掃描成像，所述相機(jī)部件包括一個(gè)攝像頭，所述攝像頭通過連接部件6可拆卸地卡接在連桿3上。與紅外成像技術(shù)及結(jié)構(gòu)光成像技術(shù)不同。采用攝像頭拍照時(shí)，攝像頭不需要移動(dòng)。底板1的上下兩側(cè)分別設(shè)置有折射鏡面部件9，折射鏡面部件9包括矩形鏡面及楔形托架，矩形鏡面平置于楔形托架的斜面上，楔形托架與水平面的傾角可在15°至75°間調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型的足部掃描裝置在本實(shí)施例中具體應(yīng)用時(shí)，按如下步驟操作：

步驟一：當(dāng)后腳跟8已卡接于足跟限位部件5時(shí)，將光學(xué)成像部件4移至初始位置準(zhǔn)備對(duì)前腳掌7拍照成像；

本步驟中使用的光學(xué)成像部件5為相機(jī)部件，相機(jī)部件包括一個(gè)攝像頭，攝像頭通過連接部件6可拆卸地卡接在連桿3上。與紅外成像技術(shù)及結(jié)構(gòu)光成像技術(shù)不同。采用攝像頭拍照時(shí)，攝像頭不需要移動(dòng)。

步驟二：在底板1的前腳掌掃描區(qū)域12內(nèi)操作光學(xué)成像部件4對(duì)前腳掌7進(jìn)行拍照成像；

本步驟中由于增加了折射鏡面部件9，將折射鏡面部件9固定設(shè)置在腳兩側(cè)，調(diào)整其與水平面的傾角至45°。在利用拍照成像進(jìn)行腳型分析的方式中，在腳掌上方對(duì)前腳掌7拍照成像，利用兩側(cè)的矩形鏡面折射出腳背輪廓，配合 后期圖像處理計(jì)算出的腳長(zhǎng)、長(zhǎng)度方向上的腳面切片寬度，長(zhǎng)度方向上的腳面切片高度數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單張的平面照片記錄腳型立體信息的功能。

步驟三：當(dāng)成像完畢后停止拍照，并將光學(xué)成像部件歸位；

步驟四：根據(jù)后腳跟8的位置信息以及對(duì)前腳掌7拍照成像得到的腳尖位置信息計(jì)算出足長(zhǎng)數(shù)據(jù)。

本步驟中，可利用通信模塊將上述拍照成像得到的足部信息上傳至PC機(jī)或云端服務(wù)器對(duì)足部數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和建模分析。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但在不脫離本實(shí)用新型的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個(gè)實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來(lái)。本實(shí)用新型并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。