Способ бесконтактного обмера тел со сложной формой поверхности
Владельцы патента RU 2296947:
Московский государственный университет дизайна и технологии (МГУДТ) (RU)
Способ бесконтактного обмера тел со сложной поверхностью включает освещение исследуемого объекта лучами света, получение изображения и расчет координат поверхности. Освещение осуществляют пучком лучей, образованных матрицей лазерных излучателей, находящихся на фиксированном расстоянии «а» друг от друга, образующих световые блики на поверхности. Затем определяют две плоские координаты бликов, а третью координату h рассчитывают по формуле
где а - расстояние между освещающими лучами, d - наблюдаемое расстояние между бликами, ϕ - угол между направлениями освещения и наблюдения объекта. По полученным координатам воспроизводят поверхность измеряемого тела. Технический результат - повышение точности измерения и воспроизведения сложной поверхности, упрощение расчета координат точек поверхности. 1 ил.
Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к конструированию обуви, и может быть использовано в области антропометрических измерений для определения размеров тел со сложной поверхностью.
Антропометрическая информация может быть получена различными способами, обеспечивающими определенную точность и полноту измерений, а также скорость фиксации данных.
Для изучения формы и размеров стопы большое практическое значение имеют бесконтактные способы исследования пространственно-сложных тел, заключающиеся в том, что отображение поверхности исследуемого тела осуществляется без соприкосновения каких-либо инструментов с изучаемой поверхностью с помощью световых лучей и оптических устройств.
К известным бесконтактным методам относятся: фотограмметрия, метод светотеневых сечений, голографические методы, муар-эффект [1].
Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является способ измерения поверхности стопы и голени, заключающийся в освещении измеряемой поверхности двумя группами расходящихся плоских лучей, источники которых строго зафиксированы, получении изображения тела с помощью двух телекамер, оптические оси которых направлены под острыми углами к опорной поверхности, координаты поверхности определяют расчетным путем [2].
Недостатком известного способа является сложность расчетов и недостаточная точность воспроизведения сложной поверхности.
Технической задачей изобретения является повышение точности измерения и воспроизведения сложной поверхности, упрощение расчета координат точек поверхности.
Указанный технический результат достигается тем, что способ бесконтактного обмера тел со сложной поверхностью включает освещение исследуемого тела пучком световых лучей с изменяемой геометрией, образованных матрицей лазерных излучателей, образующих световые блики на исследуемой поверхности, по полученному изображению определяют две плоские координаты бликов, третью пространственную координату h рассчитывают по изменению расстояния между бликами по формуле:
где а - расстояние между освещающими лучами,
d - наблюдаемое расстояние между бликами,
ϕ - угол между направлениями освещения и наблюдения объекта,
по полученным координатам воспроизводят поверхность измеряемого тела.
Способ осуществляют следующим образом.
Объект со сложной поверхностью, например стопу и голень, освещают пучком световых лучей, образованных матрицей лазерных излучателей, находящихся на фиксированном расстоянии "а" друг от друга, при этом на измеряемой поверхности образуются блики. Изображение бликов фиксируют цифровой камерой и определяют две плоские координаты бликов.
Третью координату h определяют расчетным путем по формуле
,
где а - расстояние между освещающими лучами,
d - наблюдаемое расстояние между бликами,
ϕ - угол между направлениями освещения и наблюдения объекта.
При попадании пучка света на кривую поверхность расстояние между бликами изменяется в зависимости от ее кривизны. Изменение знака величины h указывает на изменение направления перемещения двух соседних бликов относительно друг друга по глубине.
По полученным координатам воспроизводят поверхность в
аналитическом виде. Аналитическая форма записи исследуемой поверхности служит основой программы для ЭВМ.
На чертеже изображена схема расчета третьей координаты поверхности измеряемого объекта
Способ позволяет повысить точность и скорость измерения и автоматизировать процесс воспроизведения сложной поверхности тел.
Список использованных источников
1. Современные бесконтактные методы в конструировании обуви. Обзорная информация. Обувная промышленность ЦНИИТЭИЛегпром.1987 г. Вып.2.
2. Прибор для определения формы и размеров стопы - А.с. СССР №1658995, кл. А 43 D 1/02.
Способ бесконтактного обмера тел со сложной поверхностью, включающий освещение исследуемого объекта лучами света, получение изображения и расчет координат поверхности, отличающийся тем, что освещение осуществляют пучком лучей, образованных матрицей лазерных излучателей, находящихся на фиксированном расстоянии «а» друг от друга, образующих световые блики на поверхности, затем определяют две плоские координаты бликов, а третью координату h рассчитывают по формуле
где а - расстояние между освещающими лучами;
d - наблюдаемое расстояние между бликами;
ϕ - угол между направлениями освещения и наблюдения объекта, по полученным координатам воспроизводят поверхность измеряемого тела.
