一种基于格网模型和断面线的脚型参数获取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108597024A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810411230.5(22)申请日2018.05.02(71)申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号(72)发明人周朗明(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人龚燕妮(51)Int.Cl.G06T17/20(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图10页(54)发明名称一种基于格网模型和断面线的脚型参数获取方法(57)摘要本发明公开了一种基于格网模型和断面线的脚型参数获取方法，包括步骤1：获取脚型的点云模型，再将点云构成相互连接的格网得到格网模型；步骤2：基于格网模型构建脚型的X-Y-Z局部坐标系；步骤3：在预设特征断面线上设置搜索窗口来获取待测参数相对应的特征点，再计算出待测参数；待测参数为脚长或脚宽时，计算待测参数的特征点之间的欧式距离；待测参数为跖围或跗围或兜围时，基于X-Y-Z局部坐标系将待测参数相对应的特征点所在平面作为切割平面，切割格网模型得到跖围断面线或跗围断面线或兜围断面线，再计算出跖围断面线或跗围断面线或兜围断面线的轮廓长度。本发明通过上述方法可以实现脚型参数的高精度自动提取。CN108597024ACN108597024A权利要求书1/3页1.一种基于格网模型和断面线的脚型参数获取方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：获取脚型的点云模型，以索引的方式将离散的点云构成相互连接的格网得到格网模型；步骤2：基于步骤1中格网模型构建脚型的X-Y-Z局部坐标系；其中，按照步骤A-步骤C构建所述X-Y-Z局部坐标系：步骤A：设定水平面并以水平面为基准生成序列平面，再将序列平面作为切割平面对格网模型进行切割生成断面线，并选择水平位置最低的闭合断面线所在的平面为基准Z平面；步骤B：获取所述基准Z平面的断面线上转动惯量值最小的轴并作为X轴，以及获取所述基准Z平面上闭合断面线的质心并作为原点O；步骤C：基于步骤A中的基准Z平面和步骤B中的X轴采用右手原则确定Y轴；步骤3：在预设特征断面线上设置搜索窗口来获取待测参数相对应的特征点，再依据所述相对应的特征点计算出所述待测参数；a：所述待测参数为脚长或脚宽时，计算所述待测参数的相对应特征点之间的欧式距离，所述欧式距离为相对应的待测参数的值；b：所述待测参数为跖围或跗围或兜围时，基于所述X-Y-Z局部坐标系将所述待测参数相对应的特征点所在平面作为切割平面，再利用切割平面切割所述格网模型得到跖围断面线或跗围断面线或兜围断面线，再计算出所述跖围断面线或跗围断面线或兜围断面线的轮廓长度，所述轮廓长度为相对应的待测参数的值；其中，所述待测参数为脚长或脚宽或跖围或跗围时，选择步骤A中基准Z平面的断面线作为预设特征断面线；所述待测参数为兜围时，选择以O-XZ平面作为切割平面对步骤1中格网模型进行切割生成的断面线以及所述基准Z平面的断面线作为预设特征断面线。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：以切割平面对格网模型进行切割生成断面线的过程如下：步骤D：获取切割平面与格网模型的交点；步骤E：根据方向一致性准则和距离大小确定各个所述交点之间的邻接关系，再依据所述邻接关系将获取的交点依次连接为断面线；其中，满足所述方向一致性准则的前提下选择距离最近的两个交点作为邻接交点；所述方向一致性准则为：v1·v2＞＝0向量v1是从A到B的两个邻接交点确定的当前方向向量，向量v2是交点B到下一邻接交点C的方向向量。3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于：断面线的长度按照如下公式计算：其中，L为单条断面线的长度，Vi，Vi+1表示断面线上邻接的两个点，n为单条断面线上离散交点的个数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤D的执行过程如下：2CN108597024A权利要求书2/3页首先，判断格网模型的每个三角形的每条边是否与切割平面均无交点；若不是，则计算出三角形与切割平面的交点坐标；其中，三角形与切割平面之间存在一个交点，则按照如下公式3计算出交点坐标；公式3：a·xB+b·yB+c·zB+d≠0式中，(x,y,z)表示在全局坐标系xyz中三角形的AB边与切割平面一个交点坐标；三角形与切割平面之间存在两个交点，则按照如下公式4计算出交点坐标；公式4：a·xB+b·yB+c·zB+d＝0x1＝xB,y1＝yB,z1＝zBx2＝xC,y2＝yC,z2＝zC式中，(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)表示在全局坐标系xyz中三角形与切割平面的两个交点坐标；其中，切割平面如下所示：Pi:ax+by+cz+d±i·k＝0,0≤i＜N，N≥1式中，Pi表示第i层切割平面，N表示切割平面的层数，k表示相