基于线结构光扫描的脚型重构测量研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：童乏新久7签字日期：历仟年‘月f日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被

2、查阅和借阅。本人授权安徽大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：椭签字日期：乃j午年占月／日导师签名：—渺签字日期：2口／1-年石月f日安徽大学硕士学位论文摘要眦4㈣㈣㈣㈣㈥帅Y2579498随着计算机视觉理论技术的发展和成熟，基于计算机视觉的逆向工程如今已经成为科学研究的热点问题。经由该技术重构出来的自由曲面由于逼真度较高，被广泛应用于制造业的相关领域。引进该技术到人体足部的三维重构

3、测量研究领域，能够大幅提高足部参数测量的效率及准确度，推进足部生理结构学方面的分析研究。本文分析了当前市场脚型自动重构测量系统的需求现状，研制了一种基于线结构光扫描的新型脚型自动重构及测量系统。该系统硬件部分由激光扫描仪平台、线结构激光发射器、CMOS摄像头等几部分构成。扫描仪平台负责采集足底的扫描图像，通过图像处理技术求取足底的相关参数；CMOS摄像头负责从前后两个位置采集足背的结构光扫描图像，通过计算机视觉及计算机图形学的相关技术重构出足背的三维曲面轮廓并进行足背相关参数的测量。本文系统与国内同类产品相比，

4、在达到了较高的测量精度的同时，成本与复杂度相对较低，可以在步态分析、足部自动测量以及鞋楦个性化设计等领域进一步推广，本文主要研究工作如下：1．通过对脚型重构测量仪器实际需求的分析，提出一种结构简洁、成本低廉的脚型自动重构测量方案。本文详细介绍该方案的工作原理及功能和硬件结构设计。2．通过实验对比的方式，详细介绍足背重构过程中的关键技术与核心算法的选取和实现过程，主要分为以下几个方面：(1)足背线结构光图像的处理。采用最大类间方差法进行光带区域的提取，运用Zhallg并行快速细化算法对光带进行细化。(2)足背点云

5、盲区的曲线拟合修复。分析盲区产生的原因，对比常见插值、逼近算法在拟合修复时的优劣，并选用最小二乘逼近圆的方法对后跟处的盲区进行修复。(3)足背曲面重建。通过效果对比，选择三维Delaunav三角剖分作为足背曲面重建的算法。并运用VTK可视化类库中的相关算法函数辅助实现曲面重建。安徽大学硕士学位论文基于线结构光扫描的脚型重构测量研究3．设计本文系统与手工方式的脚型参数测量结果的对比实验，并对系统误差产生的原因进行分析。实验结果表明本文的脚型自动重构测量系统的可靠性和精确度，均能满足脚型参数实际测量的需求。关键字：

6、线结构光扫描：三维重构；图像处理；曲线拟合；曲面重建；脚型参数测量安徽大学硕士学位论文AbstractAbStractWiththedeVelopmentofthecomputerVisionteclulology，reVerseengineeringbasedoncomputerVisionh2Lsbecomeahotissueofscientificresearchtoday．Asthereconstmctionofn．ee—formsLurfacehaShighfidelity，itiswidelyuse

7、dinmanufacturingfield．Theintroductionofthetechn0109ytothehumaIlfootthree-dimensionalreconstmctionmeasurementresearchcaJlgreatlyimprovetheemciencyandaccuracyofmefootpar锄etermeaSurementa11dpromotefootphysiologicalandstmcturalanalysis．Thispaperanalyzesthecurren

8、tmarketdemandstatusoffoottypeautomaticreconstmctionmeaSurementsystem．AnewmemodbasedonthelinearstlllcturedlightscanisdeVeloped．Thesystemhardwareismainlycomposedoflaserscannerplatf0硼，line—stmcture