足底三维扫描仪的基本原理是一种运用光学几何关系,对足部的表面三维形态进行快速追踪捕捉的非接触式测量的技术。
这个设备的工作原理是发射一束激光(通常是线状激光条纹),然后投射到足底,因足弓、脚趾、足跟等不同的部位,因为足部的表面的高低起伏不同,所以导致激光线发生变形。
从一个已知角度用高分辨率工业相机捕捉到变形的激光线,然后就可以推算出激光发射器、相机和足底表面三点一组成的三角形几何关系,从而知道每一个光点在空间中的三维的坐标。
即:"知道角度+光斑位置=距离"的原理,就能够确定足部表面每一点的位置,随扫描头移动或者足部的旋转,扫描仪就可以连续采集多条激光线数据,最终拼接成一个完整的三维点云,计算机软件对点云进行处理,恢复成高精度的数字足模。
这就是扫描足部的整个过程,它采用的就是激光扫描法。
激光扫描法具有如下优势。
1、高精度
激光扫描的分辨率可以达到0.5mm,能够采集到足弓的柔和弧线、足趾形状、足底压力区的关键结构等图像,满足对精度要求高的医疗诊断、矫形订制场景。
2、非接触扫描
扫描过程无任何对足部的接触,避免了像手工、手工按压式取模等方法中受测者感到不舒适、甚至足部发生变形的现象,适用于儿童、老人、糖尿病足等皮肤易敏感、行动不便的受测人群。
3、速度快
扫描双足,几秒到十几秒即可完成了,系统自动采集、建模,大大提高测试效率。
适用于临床批量筛查、运动队体测、智能零售等场景。
此外,激光扫描为全数字化输出。
生成的模型可以直接3d打印、导入cad、被ai分析,实现直接打印矫形鞋垫、生产订制运动鞋等目的。
4、重复性好、稳定性高
由于全程使用机器扫描,避免了人为误差,不同时间同一用户再次扫描的结果稳定、重复性好,方便足型跟踪,监测康复进程、儿童足弓发育等。
激光适应能力强,抗外界强光干扰性能好,激光(尤其是红外激光)光照复杂的环境中使用,甚至可以在普通的室内光照条件下使用。
也可以在诊所、健身房、鞋店等场合使用,不会受到外界光线的干扰。
当然,激光对一些高反光或者深黑色的物体识别有一定困难,一般设备通过算法上的优化或者轻微显影处理进行轻微补偿,影响不大。
足底三维扫描仪通过激光三角测量原理,对足部形态进行快速、精准、无创三维重建。
因其高精度、非接触、数字化、高效稳定等特点,被广泛应用于医疗康复、运动科学、鞋类定制、智能健康等领域,逐渐成为足部数据采集的主流方式。