足部三維測(cè)量與儀器開(kāi)發(fā)研究.pdf

1、個(gè)性化鞋楦設(shè)計(jì)是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此足部三維測(cè)量?jī)x的研制有著重要的研究意義與廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本文主要圍繞足部全周輪廓自動(dòng)測(cè)量展開(kāi)，基于激光掃描的三維腳型測(cè)量原理，論文在分析腳型測(cè)量特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有測(cè)量?jī)x以及課題實(shí)際要求，制訂了詳細(xì)實(shí)施方案，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、及圖像采集模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)快速足部掃描。經(jīng)過(guò)自行開(kāi)發(fā)的軟件控制系統(tǒng)執(zhí)行圖像提取與數(shù)據(jù)分析，即可在短時(shí)間內(nèi)重建出所測(cè)量的足部輪廓。 實(shí)現(xiàn)了以單片機(jī)為核心的硬

2、件控制電路設(shè)計(jì)，包括MCU選型與基本外圍電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、CCD、激光器控制電路、電源選型與電路、以及RS-232通訊電路的實(shí)現(xiàn)。電路充分考慮了抗干擾設(shè)計(jì)，采取了許多提高電路的可靠性與電路性能的措施；并通過(guò)軟件仿真與電路實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，提高了電路設(shè)計(jì)與調(diào)試的效率。 提出了四組CCD搭配四組激光器，配合步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行高速掃描的設(shè)計(jì)方案。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠，用線(xiàn)性滑軌使平臺(tái)前后移動(dòng)，進(jìn)行快速足部掃描。經(jīng)適當(dāng)調(diào)整使此四條激光線(xiàn)相交圍繞成

3、一個(gè)近似圓的封閉區(qū)域，通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)的前后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四個(gè)CCD的同步取像，可得到激光線(xiàn)投射至足部各個(gè)部位的高度變化。完成了硬件系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)，包括光機(jī)盒子、光機(jī)底板、滑動(dòng)平臺(tái)、量測(cè)物支撐架、外殼等，減小儀器體積，實(shí)現(xiàn)便攜式。 設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)軟件，包括單片機(jī)端下位機(jī)程序設(shè)計(jì)、PC端上位機(jī)組態(tài)軟件程序設(shè)計(jì)二大部分。下位機(jī)設(shè)計(jì)了基于A3972模塊的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，以及CCD、激光器的開(kāi)關(guān)程序。上位機(jī)提供了一個(gè)友好的人機(jī)交互界面，極大