Способ измерения поверхности стопы и голени Советский патент 1992 года по МПК A43D1/02 

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к области измерения размеров стопы и голени человека.

Цель изобретения состоит в упрощении условий измерений при повышении точности и скорости измерений за счет освещения поверхности пучками расходящихся плоских лучей.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа; на фиг.2 и 3 - схема расчета координат поверхности.

Устройство, реализующее способ включает в себя опорную площадку 1 для измерения стопы 2, телекамеры, содержащие объективы 3 и фоточувствительные мишени 4 типа ФПЗС-матриц. Осветитель выполнен в виде четырех источников проекционного типа 5. Диапроекторы 5 проектируют на поверхность стопы изображение трафаретов, которые представляют собой набор параллельных опорной площадке 1 прямых светлых линий. Оптические оси телекамер 3 составляют с вертикальной осью угол

а Телекамеры, снабженные ФПЗС-часть матрицы ФПЗС связаны матрицами ФПЗС с ЭВМ, на которую подается код адресов освещенных элементов матриц 4.

Измерение координат поверхности стопы и голени производят следующим образом.

Стопа 2 устанавливается на опорной площадке 1 между телекамерами. Последовательно включаются проекторы 5. Во время работы каждого из четырех проекторов в ЭВМ вводится набор координат освещенных элементов матриц 4. В памяти ЭВМ оказываются занесенными 4 массива данных, описывающих внутреннюю и наружную поверхность стопы и внутреннюю и наружную поверхности широкой части икры.

Расчет координат точек поверхности производят, используя следующие формулы:

СО

С

V4 (Л

Я

О

ю

Xi

1

(A - YI) ГЦ

,A-.

C°SaSyra- ° «) + m

Cj sin Д sin a - -J sin cos a mi

sln(w-ft)

T cos(-fl)

Г

rn

sin cos a + У sin sin a mi

s,n(.,-A)

rn

где Xi - координата, перпендикулярная оптической оси телекамеры;

YI - координата, перпендикулярная Х| и параллельная опорной плоскости, причем для расчета значения используют ранее расчитанное Xi;

Zi - координата, перпендикулярная опорной плоскости и Xi; YI;

I - индекс рассчитываемой точки;

j - индекс рассматриваемого плоского луча;

А - положение внешнего оптического центра объектива телекамеры по координате Y;

В - положение внешнего оптического центра объектива телекамеры по координате Z;

а - угол наклона оптической оси телекамеры к оси Z;

f - внутреннее фокусное расстояние объектива в телекамере;

/) - угол между оптической осью телекамеры и лучем jj;

Q - расстояние по оптической оси от оптического центра телекамеры до луча jj;

ггн - координата изображения точки 1 на мишени камеры в плоскости YZ;

щ - координата изображения точки I на мишени камеры в плоскости XY.

Координаты изобрежения точек mi; nij отсчитывают от точки пересечения оптической оси с мишенью телекамер, а при значениях при расчете угла берут значение .

Таким образом, может быть получен набор координат поверхности стопы X, Y, Z, по которым путем интерполяции строится каркас поверхности стопы и голени в соответствии с требованиями пользователя.

Способ позволяет автоматизировать процесс измерения формы и размеров стопы и голени с представлением результата в цифровом виде.

Формула изобретения

Способ измерения поверхности стопы и голени, заключающийся в освещении измеряемой поверхности плоскими лучами света, получении изображения стопы и голени с помощью двух телекамер, оптические оси которых направлены под острыми углами к опорной плоскости, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью упрощения технической реализации способа при повышении точности и скорости измерений, стопу и голень освещают двумя группами расходящихся плоских лучей, линии пересечения которых параллельны опорной плоскости и перпендикулярны проекции

оптических осей телекамер на опорную плоскость, а координаты поверхности рассчитывают по формулам

5

0

Xj

1

(А - YQ П|

Cj since--Д sln/3) cos a mi

(я-йГ7

m,

sin (я-/,) С sin и cos a+ -4 sin a

- D

„„(„-A)

т

где Xi - координата, перпендикулярная оптической оси телекамеры; YI - координата, перпендикулярная Xi и параллельная опорной плоскости, причем для расчета значения используют ранее рассчитанное значение Xi;

Zi - координата, перпендикулярная опорной плоскости Xi, YI,

I - индекс рассчитываемой точки;

j - индекс рассматриваемого плоского луча;

А - положение внешнего оптического центра объектива телекамеры по координате Y;

В - положение внешнего оптического центра объектива телекамеры по коордипа- TeZ;

а - угол наклона оптической оси телекамеры к оси Z;

f - внутреннее фокусное расстояние объектива в телекамере,

угол между оптической осью телека- меры и лучем jj;

Cj - расстояние по оптической оси от оптического центра телекамеры до луча jj;

mi - координата изображения точки на мишени камеры в плоскости YZ; щ - координата изображения точки на мишени камеры в плоскости XY, причем координаты изображения точек mij, mj отсчитывают от точки пересечения оптической оси с мишенью телекамер, а при зна- чениях при асчете угла Д берут значения ,

2. Способ по п.1.отличающийся тем, что стопу и голень освещают четырьмя группами плоских лучей, линии пересечения

которых расположены попарно на уровне причем верхние линии расположены ближе широкой части голени и на уровне стопы, к ноге, чем нижние.

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к обувной, и может быть использовано для повышения точности и скорости измерения бесконтактного измерения стопы и голени человека. Способ измерения заключается в освещении измеряемой поверхности плоскими лучами света, получении изображения стопы и голени с помощью двух телекамер. Оптические оси телекамер направлены под острыми углами к опорной плоскости. Стопу и голень освещают двумя группами расходящихся плоских лучей. Линии пересечения лучей параллельны опбрной плоскости и перпендикулярны проекциям оптических осей телекамер на опорную плоскость. 1 з.п.ф- лы, 3 ил.

/

/

.

Фиг/

4

VuzZ