一種基于壓力成像及三維建模技術(shù)的矯形鞋制作方法及系統(tǒng)，屬于制鞋領(lǐng)域。

術(shù)語“鞋子的內(nèi)底”，是指足底踩著的部位，即足部穿進(jìn)去之后腳底接觸的位置；鞋子的內(nèi)底既包括與足底接觸的平面(或曲面)，也包括該平面(或曲面)之下一定厚度的部位；特別的，鞋子的內(nèi)底可以包括鞋墊。

術(shù)語“鞋面內(nèi)側(cè)”，俗稱鞋“內(nèi)里”，即足上部(包括足趾、足背、足腕等)接觸的位置。

術(shù)語“鞋靴膠粘工藝”包括流程如下：面料、里料裁斷—制幫(包括片邊、折邊、縫幫等)—制底(包括各種底料整型、處理，繃幫等)—合底(幫底結(jié)合)—烘干定型—出楦—檢驗等。

術(shù)語“鞋靴熱硫化工藝”包括熱硫化粘貼工藝和熱硫化模壓工藝，工藝主要流程是：鞋幫制造—膠部件制造—成型—硫化—脫楦。

術(shù)語“注塑(射)工藝”包括整鞋注塑成型工藝(鞋幫另制)和鞋底注塑工藝，鞋底注塑工藝又可分為單色注塑工藝和多色注塑工藝。注塑工藝主要流程是在注塑成型裝置中先將物料壓縮，接著塑化(固體塑料轉(zhuǎn)變成流體)、均化，然后通過模具的注射通道將流體塑料注入到鞋的模腔中，經(jīng)冷卻后得到成型的產(chǎn)品。

術(shù)語“模壓工藝”包括流程如下：繃好幫的鞋幫，經(jīng)過起毛、撥出原楦，涂上膠粘劑等處理后，套在模壓機同型號鋁楦上，然后在底模中放入膠料，再經(jīng)過模壓機加溫?zé)崛酆拖蛳率?，最后膠料熱熔、壓制同時與鞋幫緊密合成。

術(shù)語“縫制工藝”基本特點是幫底結(jié)合是用特制麻線縫制起來，縫制工藝較為復(fù)雜，技術(shù)要求比較高，充分體現(xiàn)人的一種工藝能力和技巧。

術(shù)語“相鄰傳感器比較法”，是比較目標(biāo)傳感器附近4-6個傳感器的位置，將與目標(biāo)傳感器最近的傳感器的輸出值賦予目標(biāo)傳感器。

術(shù)語“相鄰傳感器平均法”，是在目標(biāo)傳感器周圍尋找6個傳感器，將這6個傳感器兩兩隨機分為三組，然后計算每組的輸出值均值，再對這三個輸出值均值再求均值，即得到目標(biāo)傳感器的賦值。

背景技術(shù)：

目前制鞋業(yè)的普遍現(xiàn)狀，是對人的腳型進(jìn)行粗略近似處理后，依據(jù)鞋碼批量生產(chǎn)鞋型一致的鞋子，即，同款的鞋子一般只存在鞋碼的差異。這種制鞋方式忽視了人的腳型差異，無法滿足個體的個性化需求，也無法滿足特殊人群(如足底筋膜炎、姆囊腫、跖骨處痛、神經(jīng)痛、糖尿病足、內(nèi)八足、外八足、后足外翻、扁平足、高弓足、后足內(nèi)翻患者)的特種需求。

對此，一種較為理想的解決方案是根據(jù)每個人足型的不同，提供相應(yīng)的矯形鞋?，F(xiàn)有的矯形鞋制作方案缺點是費時耗力且價格昂貴，難以被一般消費者接受。隨著近代制鞋技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列思路類似的新的制鞋工藝，其中美國SOLS公司開發(fā)了一種全新的制鞋方法和系統(tǒng)，可以集成矯形信息，采用圖像識別-3D打印技術(shù)制作鞋子，優(yōu)點是人們可以足不出戶的自行采集足部圖像信息。US14341632、US14677894、US14961769、US14877361、US14877171等均采用該技術(shù)。其不足在于：(1)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成三維模型時，部分?jǐn)?shù)據(jù)缺陷只能依靠固定公式(計算依據(jù)為腳長、體重等)的計算結(jié)果進(jìn)行彌補，而其所述計算公式即使具有統(tǒng)計學(xué)意義，歸根結(jié)底仍然屬于一種粗略近似的處理，顯然會與個體的實際足型有所差異；(2)獲取數(shù)據(jù)的方式僅為圖像識別，整個制鞋過程中沒有精確的足底壓力測試過程，無法針對精確的壓力數(shù)據(jù)提出應(yīng)對方案；(3)制鞋方法重點考慮鞋底制作技術(shù)，對鞋面的考慮較少；(4)限于目前的3D打印效率，鞋子制作周期較長；(5)限于目前的3D打印材料，鞋子成本較高。

總而言之，目前的制鞋技術(shù)中，暫未發(fā)現(xiàn)一種能夠同時兼顧以下要素的方案：(1)鞋子與足型完全或者近似匹配；(2)符合足部健康需求；(3)制作周期短；(4)用戶操作省時、便捷；(5)制作成本低；(6)鞋子舒適性高；(7)鞋子可以矯形；(8)綜合考慮足部圖像、壓力分布數(shù)據(jù)，獲取完整的足部數(shù)據(jù)；(9)滿足用戶個性化(例如美觀)需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

以下所述的技術(shù)內(nèi)容是對本發(fā)明的簡化概要描述，即提供了有助于理解本發(fā)明某些方面的描述。這些描述并未完全細(xì)致的說明本發(fā)明所有的技術(shù)內(nèi)容、也不旨在標(biāo)識本發(fā)明的所有關(guān)鍵或重要元素、也不特意對權(quán)利要求的保護(hù)范圍進(jìn)行限定。

本發(fā)明的目的在于提供一種基于壓力成像及三維建模技術(shù)的矯形鞋制作方法及系統(tǒng)。

為此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于壓力成像及三維建模技術(shù)的矯形鞋制作方法，包括采集足底壓力分布數(shù)據(jù)和其他健康數(shù)據(jù)，獲得源數(shù)據(jù)；利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)；三維建模，即利用源數(shù)據(jù)建立與真實足底形狀一致的足底三維模型；根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，對足底三維模型進(jìn)行修正，形成能夠包含至少一種疾病治療方案的修正足底三維模型；制作鞋子，即根據(jù)修正足底三維模型制作鞋底，再將鞋底與鞋面、鞋跟等其他部件結(jié)合形成完整的鞋子，其中鞋子的內(nèi)底與還原到真實足部比例的修正三維模型足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與還原后的修正三維模型足底形狀對應(yīng)一致)，鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足腕等)的最小直線距離＜0.48cm。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種基于壓力成像及三維建模技術(shù)的矯形鞋制作方法，包括以下步驟：

(1)采集數(shù)據(jù)：采集患者的健康數(shù)據(jù)、采集足底壓力分布數(shù)據(jù)、同時采集足部圖像即采用拍攝裝置拍攝不少于2張足部圖像，獲得源數(shù)據(jù)；

(2)利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)：利用有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)將源數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺；

(3)壓力分布數(shù)據(jù)成像：利用計算機將足底壓力分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成足底三維圖像數(shù)據(jù)；

(4)足部圖像識別及三維建模：利用計算機對源數(shù)據(jù)中的足部圖像進(jìn)行復(fù)原、增強、分割，轉(zhuǎn)化成可供三維建模的二次數(shù)據(jù)，再利用二次數(shù)據(jù)進(jìn)行三維特征提取標(biāo)記、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及點云拼接、模型全局優(yōu)化，形成初級足部三維模型；

(5)模型擬合：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型進(jìn)行擬合，形成與真實足部形狀一致或者接近一致的足部三維模型；

(6)制作鞋子：根據(jù)足部三維模型制作鞋子，其中：真實足部穿上鞋子后，鞋子的內(nèi)底與真實足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與真實足底的形狀對應(yīng)一致)；

(7)鞋子修正：根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度。

優(yōu)選的，患者足部畸變情況，包括內(nèi)八足、外八足、足外翻、扁平足、高弓足、足內(nèi)翻、姆囊腫、足底筋膜炎、跖骨痛、麻風(fēng)病足、神經(jīng)痛、糖尿病足、足潰瘍、趾間疣、足靜脈瘤、小趾囊腫、足部關(guān)節(jié)炎、雞眼、足外傷等；

優(yōu)選的，其他健康數(shù)據(jù)，包括身高、體重、年齡、血壓、血脂、血糖、內(nèi)臟(心、肺、脾、胃、腎、肝臟、膽囊、大腸、小腸等)健康信息等；

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；采用帶有壓電式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；采用PVDF、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、天然水晶等壓電材料制成的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；采用帶有壓力傳感器的可穿戴裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；足底涂上涂料后踩在光滑踏板上形成足印，根據(jù)足印不同深淺度的縱橫線判斷并采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；將能夠產(chǎn)生變形的彈性材料放在足底，通過測試彈性材料的形變情況采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；將一系列能夠產(chǎn)生平行縱向位移的柱狀材料構(gòu)成矩陣放在足底，足底各個部位對應(yīng)的柱狀材料因足底壓力的不同而產(chǎn)生不同程度的縱向位移，通過檢測位移程度采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，可以采集一組人體站立時的靜態(tài)足底壓力分布數(shù)據(jù)，也可以采集多組人體行走、奔跑、跳躍時的動態(tài)足底壓力分布數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)，是將采集到的足部圖像通過專用手機APP傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理平臺；或?qū)⒆悴繄D像的采集設(shè)備與終端數(shù)據(jù)處理平臺之間用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，每次采集數(shù)據(jù)后，采集設(shè)備自動或者在人工指令下將足部數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)終端；

優(yōu)選的，根據(jù)足部三維模型制作鞋子，是采用以下方式中的一種或者多種方式的任意組合制作鞋子：利用3D打印技術(shù)直接打印鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用鞋靴膠粘工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用鞋靴熱硫化工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用注塑(射)工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用模壓工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用縫制工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋墊，將鞋墊放入鞋內(nèi)制成鞋子；根據(jù)足部三維模型，無需制作鞋楦，利用視覺判斷(包括肉眼判斷和計算機視覺判斷)制作鞋子。

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，是用帶有壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，同時可獲得足底面積數(shù)據(jù)，其包括以下方式中的任一種：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個5/cm²，采樣頻率為160Hz；采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個3個/cm²，采樣頻率為320Hz；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量不低于512個；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量的分布密度為9個/cm²；采用FSR壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，F(xiàn)SR壓力傳感器的數(shù)量不低于128個，采樣頻率為80-280Hz；

優(yōu)選的，三維模型，包括兩個步驟：其一，利用可塑性材料對大樣本足底壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，記錄可塑性材料在不同壓力下的下陷程度，以足底面積為限制條件，建立壓力-可塑性材料形變的對應(yīng)數(shù)據(jù)庫；其二，將采集到的足底壓力分布數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計算機比對，以足底面積為限制條件，然后將足底壓力分布數(shù)據(jù)映射形成可塑性材料形變數(shù)據(jù)，依據(jù)可塑性材料形變數(shù)據(jù)建立與真實足底形狀對應(yīng)一致的鞋底三維模型；

優(yōu)選的，對足部三維模型進(jìn)行修正，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合方式：足部三維模型符合扁平足標(biāo)準(zhǔn)的，將三維模型的足弓形狀與同比例標(biāo)準(zhǔn)健康足弓進(jìn)行對比并計算兩者足弓高的高度差，然后在足部三圍模型足弓位置設(shè)置具有一定弧形的凹陷部，該凹陷部的弧形的高是高度差的1/4-1/2；足部三維模型符合弓形足標(biāo)準(zhǔn)的，將三維模型的足弓形狀與同比例標(biāo)準(zhǔn)健康足弓進(jìn)行對比并計算兩者足弓高的高度差，然后在足部三圍模型足弓位置設(shè)置具有一定弧形的凸出部，該凸出部的弧形的高是高度差的1/5-1/2；足部三維模型符合馬蹄足標(biāo)準(zhǔn)的，以靠近足跟的足弓最低點為基點，基點保持三維坐標(biāo)不變，將包含基點、足后跟骨的三維模型足跟以基點為旋轉(zhuǎn)點向腿部方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度不超過5度，然后將旋轉(zhuǎn)壓縮的足部三維模型進(jìn)行圖像平滑處理；足部三維模型符合足內(nèi)翻標(biāo)準(zhǔn)的，以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限，將內(nèi)側(cè)足底整體下移2-5mm，同時將外側(cè)足底整體上移同等的距離，然后將調(diào)整后的足部三維模型進(jìn)行圖像平滑處理；足部三維模型符合足外翻標(biāo)準(zhǔn)的，以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限，將內(nèi)側(cè)足底整體上移2-5mm，同時將外側(cè)足底整體下移同等的距離，然后將調(diào)整后的足部三維模型進(jìn)行圖像平滑處理；

優(yōu)選的，鞋子，其制作方式按照以下方式中的一種或者多種方式的任意組合方式：足底三維模型符合扁平足標(biāo)準(zhǔn)的，鞋內(nèi)底其與足弓相對應(yīng)的位置采用MD、TPR、聚碳酸酯(PC)樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的一種材料制作；足底三維模型符合弓形足標(biāo)準(zhǔn)的，鞋內(nèi)底其與足弓相對應(yīng)的位置采用乙酸乙烯共聚物(EVA)、硅橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、TR、BPU、熱塑彈性橡膠底中的一種材料制作；足底三維模型符合弓形足標(biāo)準(zhǔn)的，在鞋底部外側(cè)、跖骨后方位置設(shè)置兩個平行橫條，橫條采用橡膠制作粘貼于鞋底外側(cè)、且平行于足弓的弧頂，橫條寬度為0.8-1.5cm；足底三維模型符合足內(nèi)翻標(biāo)準(zhǔn)的，以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限將鞋底分為鞋底內(nèi)側(cè)和鞋底外側(cè)，鞋底內(nèi)側(cè)采用易變形的彈性材料制作，鞋底外側(cè)采用不易變形的剛性材料制作；足底三維模型符合足外翻標(biāo)準(zhǔn)的，以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限將鞋底分為鞋底內(nèi)側(cè)和鞋底外側(cè)，鞋底外側(cè)采用易變形的彈性材料制作，鞋底內(nèi)側(cè)采用不易變形的剛性材料制作。

優(yōu)選的，采集足部圖像，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：足部穿上置有傳感器的可穿戴裝置(如襪子)，通過讀取足部不同位置的形變數(shù)據(jù)計算出足部圖像數(shù)據(jù)；足部穿上印有圖案的可穿戴裝置(如襪子)后，可穿戴裝置上的圖案發(fā)生形變，通過拍攝不少于2張的可穿戴裝置形變圖案獲得足部形狀數(shù)據(jù)；用可變形的材料包裹足部，可變形材料中內(nèi)置能夠標(biāo)記位置的傳感器，通過讀取傳感器位置和位移計算出足部圖像數(shù)據(jù)；將足部放進(jìn)液體或氣體中，液體、氣體內(nèi)置能夠標(biāo)記位置的傳感器，通過讀取傳感器位置和位移計算出足部圖像數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，利用計算機對圖像進(jìn)行復(fù)原，包括如下步驟：首先，進(jìn)行圖像變換，將源數(shù)據(jù)中的每張足部圖像均變換成空間坐標(biāo)和灰度均離散化的數(shù)字化圖像；其次，去除圖像噪聲，即利用概率密度函數(shù)統(tǒng)計高斯噪聲、瑞利噪聲、伽馬噪聲、指數(shù)分布噪聲、均勻分布噪聲和脈沖噪聲后，對噪聲圖像進(jìn)行預(yù)濾波獲得噪聲方差，再根據(jù)噪聲的高頻特性利用均值濾波法或中值濾波法實現(xiàn)低通濾波；再次，建立圖像退化系統(tǒng)，即以數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系g(x，y)＝h(x，y)×f(x，y)+n(x，y)表達(dá)退化模型，其中x、y代表數(shù)字化圖像的二維坐標(biāo)點，g(x，y)代表退化圖像，h(x，y)代表退化函數(shù)，f(x，y)代表數(shù)字化的靜止二維圖像，n(x，y)代表外來噪聲作用；然后，用數(shù)字建模法確認(rèn)退化函數(shù)h(x，y)的計算方法，即對h(x，y)進(jìn)行傅立葉變換后得到H(x，y)，利用表達(dá)式H(x，y)＝2.72^(-ρβ(x2+y2)^5/6)對H(x，y)賦值，再對賦值后的H(x，y)進(jìn)行逆向傅立葉變換后獲得h(x，y)的最終解，其中ρ代表數(shù)字化圖像局部單位面積內(nèi)的灰度級數(shù)，β代表數(shù)字化圖像局部的像素密度；最后，根據(jù)h(x，y)的計算結(jié)果、噪聲方差和噪聲的去除情況，對圖像退化模型進(jìn)行逆向推導(dǎo)，最終完全消除或部分消減圖像的空間退化(模糊)和點退化(噪聲)，得到復(fù)原圖像；

優(yōu)選的，利用計算機對圖像進(jìn)行增強，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：對足部圖像進(jìn)行灰度分級，利用直方圖均衡法對像素個數(shù)多的灰度級進(jìn)行寬展、對像素個數(shù)少的灰度進(jìn)行壓縮，形成圖像局部高對比度；對足部圖像進(jìn)行灰度分級，再將各個不同灰度級按照線性或非線性的映射函數(shù)變換成不同的彩色，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；將數(shù)字化圖像進(jìn)行傅立葉變換，然后按頻率的映射函數(shù)變換成不同的色彩，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；以色調(diào)(H)、飽和度(S)、明度(V)為參數(shù)建立足部HSV空間模型，將數(shù)字化足部圖像的RGB空間映射到HSV空間模型上，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；以青色(C)，洋紅色(M)，黃色(Y)、黑色(K)為參數(shù)建立足部CMYK空間模型，將數(shù)字化足部圖像的RGB空間映射到CMYK空間模型上，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；以照度(L)，紅色至綠色的亮度范圍(a)，藍(lán)色至黃色的亮度范圍(b)為參數(shù)建立足部Lab空間模型，將數(shù)字化足部圖像的RGB空間映射到Lab空間模型上，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；

優(yōu)選的，利用計算機對圖像進(jìn)行分割，既包括根據(jù)灰度突變、顏色突變和紋理突變判斷圖像中的不連續(xù)性特征，進(jìn)而提取圖像中足部與拍攝背景的邊界，然后把足部圖像從拍攝背景中分離出來，又包括以下工序中的一種或者多種工序的任意組合：按照圖像的灰度將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型；按照圖像的形狀將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型；按照圖像的紋理將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型；按照圖像的色彩將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型。

優(yōu)選的，三維特征提取標(biāo)記，是尋找圖像點云中的明顯特征點或輪廓，然后在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系，其提取或標(biāo)記方式包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：提取或標(biāo)記足部圖像中的足邊緣、足趾、足跟、足踝、足弓等具有顯著灰度、色彩特性的圖像點，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系；提取足部曲面中的曲率、法向量、兩點間的法向量夾角等不變特征，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系；標(biāo)記足部圖像中至少三個點的兩兩距離關(guān)系，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系；對待拼接的兩片點云或其中一片點云進(jìn)行采樣，然后利用icp算法通過迭代計算使兩片點云上對應(yīng)點對、或?qū)?yīng)點面距離的均方誤差最小，進(jìn)而確定匹配關(guān)系；以曲面的曲率為特征點，以角度、距離為約束條件，在點云間利用三點旋轉(zhuǎn)法建立點云匹配關(guān)系；

優(yōu)選的，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及點云拼接，是將圖片數(shù)據(jù)的二維坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為三維坐標(biāo)值，并將多張圖像以特征點或輪廓為結(jié)合點進(jìn)行點云拼接形成實際匹配關(guān)系，形成初級三維模型，其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的步驟按先后順序包括：比例變換，即調(diào)整各圖像的比例關(guān)系使所有圖像的比例尺保持一致；二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成三維坐標(biāo)；

優(yōu)選的，模型全局優(yōu)化，包括以下優(yōu)化方式中的一種或多種方式的任意組合：去噪、修補模型缺陷(補洞)、分割局部圖像、圖像結(jié)構(gòu)化、立體圖像表面平滑；

優(yōu)選的，模型擬合，包括比例轉(zhuǎn)換工序，即：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型轉(zhuǎn)化成同等比例，然后擬合到同一三維坐標(biāo)系中；

優(yōu)選的，“調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量”，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：向任意方向外延鞋內(nèi)底；鞋內(nèi)底局部補高；鞋外底局部補高；鞋內(nèi)底局部位置降低高度、鞋外底局部位置降低高度；雕刻鞋底紋理。

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，包括以下方式中的任一種：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個6/cm²，采樣頻率為180Hz；采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個4個/cm²，采樣頻率為350Hz；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量不低于512個；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量的分布密度為10個/cm²；采用FSR壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，F(xiàn)SR壓力傳感器的數(shù)量不低于128個，采樣頻率為120-320Hz；

優(yōu)選的，壓力分布數(shù)據(jù)成像，包括兩個步驟：其一，將平面測試裝置其每個壓力傳感器的輸出值約束為0-3840，將壓力數(shù)據(jù)按照輸出值劃分為640個等級，其中每個等級包括6個幅度的壓力單位；同時，按照RGB模型將黑-綠-紅的全部色彩過渡劃分為640個等級，每個等級對應(yīng)一種色彩；將上述的壓力數(shù)據(jù)等級與色彩等級一一對應(yīng)，再將足底壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成色彩，然后將色彩與壓力采集點(即壓力傳感器的所在位置)相匹配，形成與足底壓力數(shù)據(jù)相對應(yīng)的足底虛擬色彩圖像；其二，利用足部圖像計算足弓的最大高度，與此最大高度相對應(yīng)的是足底虛擬色彩圖像中所有色彩中的最大等級差，據(jù)此建立虛擬圖像色彩等級與足部形狀之間的映射關(guān)系，進(jìn)而將足底虛擬色彩圖像轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)化成足底三維圖像。

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，包括以下方式中的任一種：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個5個/cm²，采樣頻率為180Hz；采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個3個/cm²，采樣頻率為350Hz；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量不低于256個；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量的分布密度為10個/cm²；采用FSR壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，F(xiàn)SR壓力傳感器的數(shù)量不低于128個，采樣頻率為120-320Hz；

優(yōu)選的，壓力分布數(shù)據(jù)成像，包括四個步驟：其一，將平面測試裝置其每個壓力傳感器的輸出值約束為0-4096，將壓力數(shù)據(jù)按照輸出值劃分為512個等級，其中每個等級包括8個幅度的壓力單位；其二，將獲得壓力信號的傳感器按照原始位置還原到平面上，獲得記載足底壓力面積的平面系，該平面系的每個壓力傳感器獲得相對應(yīng)的x、y坐標(biāo)；其三，在垂直于平面系的方向上建立z坐標(biāo)軸，將每個傳感器的輸出值作為其z坐標(biāo)，獲得包含x軸、y軸、z軸的立體坐標(biāo)系，此時已將足底壓力分布數(shù)據(jù)建立形成初級足底三維圖像；其四，采用相鄰傳感器比較法或者相鄰傳感器平均法對z軸坐標(biāo)進(jìn)行插值處理，進(jìn)而消除三維圖像的不連續(xù)性。

優(yōu)選的，源數(shù)據(jù)包括立姿根骨休息位(RCSP)信息、和/或立姿根骨中立位(NCSP)信息、和/或髖骨活動范圍、和/或雙腿高度差、和/或雙足對比高度差、和/或踝關(guān)節(jié)位置、和/或脛骨扭轉(zhuǎn)信息、足部自然狀態(tài)下的翻轉(zhuǎn)(內(nèi)翻或外翻)角度信息；

優(yōu)選的，利用Solidworks、Pro/E、UG、CAD、Adobe Fuse CC、3Ds Max,SketchUp、Revit或任意其他三維建模軟件實現(xiàn)三維建模；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底中置入壓力傳感器、和/或加速度傳感器、和/或定位裝置、和/或警示裝置、和/或無線通訊裝置、和/或電源及充電裝置、和/或控溫裝置；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底為可拆卸裝置，優(yōu)選地，鞋子的內(nèi)底為鞋墊，優(yōu)選地，鞋墊下方設(shè)預(yù)留空間，可根據(jù)人體雙下肢的高度差在預(yù)留空間中置入墊片，使人體穿上鞋子后能夠保證平衡，也可以用于人體增高；

優(yōu)選的，鞋面內(nèi)側(cè)與真實足上部(包括足趾、足背、足后跟、足腕等)完全貼合(即鞋子的內(nèi)側(cè)與真實足上部的形狀對應(yīng)一致)；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底上方增設(shè)固定的附加材料，使鞋子的內(nèi)底與真實足底不完全貼合，用于矯正問題足(如內(nèi)八足、外八足、后足外翻、扁平足、高弓足、后足內(nèi)翻等)或用于治療緩解足部病痛(如足底筋膜炎、姆囊腫、跖骨處痛、神經(jīng)痛、糖尿病足等)；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底上方設(shè)有多個高度不超過0.5cm的凸起，可以起到按摩作用，優(yōu)選地，附加材料與足底部分或者全部的穴位對應(yīng)；

優(yōu)選的，用戶使用鞋子后，將用戶體驗反饋給數(shù)據(jù)處理平臺，然后根據(jù)用戶需求對鞋子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底中設(shè)有多個密閉獨立空腔，可以減輕鞋子質(zhì)量，也可以在人體劇烈運動時增加緩沖作用；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底采用耐磨、防水、具有延展性和回彈性的材料制作，優(yōu)選為真皮、橡膠、聚氨基甲酸酯(PU)、乙酸乙烯共聚物(EVA)、MD、TPR、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、聚氯乙烯(PVC)、TR、仿皮底、BPU、熱塑彈性橡膠底、聚碳酸酯(PC)樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丁苯橡膠(SBR),以及它們的任意組合物；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底可以是多層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地，鞋子的內(nèi)底各層采用不同的材料制成；

優(yōu)選的，鞋跟高度不超過4cm，優(yōu)選為1cm；

優(yōu)選的，對足部三維模型進(jìn)行校正，直到足部三維模型放大至真實足部大小時與真實足部相比任一處的圖像缺陷最大直徑不超過0.5mm為止，優(yōu)選為0.1mm；

優(yōu)選的，采用機器視覺對鞋內(nèi)底進(jìn)行缺陷識別，當(dāng)鞋內(nèi)缺陷直徑超過1mm時，采用切割、和/或注塑、和/或粘接、和/或3D打印方式修正鞋底缺陷；

優(yōu)選的，三維建模采用CCD光學(xué)建模技術(shù)；

優(yōu)選的，采用拍攝裝置獲取足部圖像時，利用網(wǎng)絡(luò)收集的足部數(shù)據(jù)還包括足部局部或者全部的長度信息；

優(yōu)選的，鞋子與足部的接觸面設(shè)有多個可檢測形變或壓力變化的傳感器，可檢測出步態(tài)變化或足部組織增生；

優(yōu)選的，鞋子內(nèi)底的拉伸強度不低于8.5kgf/mm²，優(yōu)選的，鞋子內(nèi)底的拉伸強度不低于10kgf/mm²；

優(yōu)選的，鞋子內(nèi)底的彎曲模量不低于140kgf/mm²，優(yōu)選的，鞋子內(nèi)底的彎曲模量不低于180kgf/mm²。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種基于壓力成像及三維建模技術(shù)的矯形鞋制作系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集裝置，其具有采集足部壓力數(shù)據(jù)的設(shè)備、采集足部圖像的設(shè)備、患者健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備，還具有向數(shù)據(jù)收集匯總裝置傳輸數(shù)據(jù)的端口；

數(shù)據(jù)收集匯總裝置，其具有從數(shù)據(jù)采集裝置接收數(shù)據(jù)的端口、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，還具有向圖像識別裝置傳輸數(shù)據(jù)的端口；

三維建模裝置，其具有從數(shù)據(jù)收集匯總裝置接收數(shù)據(jù)的端口、三維建模設(shè)備，還具有向制鞋裝置傳輸數(shù)據(jù)的端口；

制鞋裝置，其具有從三維建模裝置接收數(shù)據(jù)的端口、高精度鞋面制作設(shè)備、高精度鞋底制作設(shè)備，所述制鞋裝置制作出的鞋子內(nèi)底與真實足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與真實足底的形狀對應(yīng)一致)，鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足后跟、足腕等)的最小直線距離＜0.48cm。

優(yōu)選的，采集足部壓力數(shù)據(jù)的設(shè)備，可以是如下設(shè)備中的一種或者多種設(shè)備的任意組合：帶有壓電式壓力傳感器的平面測試設(shè)備、帶有電容式壓力傳感器的平面測試設(shè)備、壓電材料制成的平面測試設(shè)備、帶有壓力傳感器的可穿戴設(shè)備、能夠產(chǎn)生變形的彈性設(shè)備、能夠產(chǎn)生平行縱向位移的柱狀矩陣設(shè)備；

優(yōu)選的，采集足部圖像的設(shè)備，可以是如下設(shè)備中的一種或者多種設(shè)備的任意組合：攝影設(shè)備、攝像設(shè)備、可穿戴設(shè)備、三維掃描設(shè)備；

優(yōu)選的，患者健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其采集的數(shù)據(jù)包括身高、體重、年齡、血壓、血脂、血糖、內(nèi)臟(心、肺、脾、胃、腎、肝臟、膽囊、大腸、小腸等)健康信息等；

優(yōu)選的，向數(shù)據(jù)收集匯總裝置傳輸數(shù)據(jù)的端口，可以是手機APP之類的無線端口，也可以是有線端口；

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)收集匯總裝置，包括信息預(yù)處理設(shè)備，用于篩選有效信息并排除無效信息；

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)收集匯總裝置，包括數(shù)據(jù)分析設(shè)備，用于將有效信息歸類，并對缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行補償；

優(yōu)選的，三維建模裝置，包括至少一級數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化設(shè)備，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化裝置可以將壓力、圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可供編輯的計算機數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，三維建模裝置，包括壓力分布數(shù)據(jù)成像設(shè)備、圖像識別設(shè)備、模型擬合設(shè)備；

優(yōu)選的，三維建模裝置包括數(shù)據(jù)存儲設(shè)備；

優(yōu)選的，三維建模裝置還包括修正設(shè)備，其根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，對足部三維模型進(jìn)行修正，形成能夠包含至少一種疾病治療方案的修正三維模型；

優(yōu)選的，三維建模裝置包括三維模型展示設(shè)備，優(yōu)選的，三維模型展示設(shè)備具有可隨意調(diào)整視角的功能和相應(yīng)結(jié)構(gòu)，并且包括至少一個顯示屏，可以從任意角度觀察足部三維模型；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括制作鞋楦的設(shè)備；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括鞋體組合設(shè)備，其采用粘接、縫接、焊接、鉚接、或者上述方式的任意組合方式實現(xiàn)鞋面與鞋底的拼接；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括制作鞋跟的設(shè)備以及鞋底-鞋跟拼接裝置；

優(yōu)選的，高精度鞋面制作設(shè)備和高精度鞋底制作設(shè)備可以集成于同一設(shè)備中，優(yōu)選的，高精度鞋面制作設(shè)備和高精度鞋底制作設(shè)備采用3D打印設(shè)備；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括視覺識別設(shè)備，其用于識別鞋內(nèi)底的缺陷；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括鞋內(nèi)底修正設(shè)備，其根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度。調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量的方式包括采用切割、和/或注塑、和/或粘接、和/或焊接、和/或3D打印方式；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括鞋內(nèi)底打磨設(shè)備，其用于將鞋內(nèi)底打磨光滑平整。

本發(fā)明相對于現(xiàn)行制鞋方法和系統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方法，其優(yōu)點在于，本發(fā)明根據(jù)用戶的需求或者足部特征，可至少同時實現(xiàn)以下9種要素(包括用戶需求、產(chǎn)品優(yōu)點、技術(shù)優(yōu)勢)其中之6種：(1)鞋子與足型完全或者近似匹配；(2)符合足部健康需求；(3)制作周期短；(4)用戶操作省時、便捷；(5)制作成本低；(6)鞋子舒適性高；(7)鞋子可以矯形；(8)綜合考慮足部圖像、壓力分布數(shù)據(jù)，獲取完整的足部數(shù)據(jù)；(9)滿足用戶個性化(例如美觀)需求。

根據(jù)本發(fā)明，非接觸方式采集足部圖像數(shù)據(jù)、接觸方式采集人體站立或行走時的足底壓力分布數(shù)據(jù)、可穿戴裝置采集足部形狀數(shù)據(jù)這三種方式可任意組合以獲取足部數(shù)據(jù)，獲得的足部數(shù)據(jù)足以用于確定足部健康、舒適、或者矯形需求,當(dāng)三種方式相結(jié)合同時使用時，滿足用戶上述足部需求的可能性大大增加。

根據(jù)本發(fā)明，利用攝影裝置拍攝的足部圖片可最少至2張，用戶足不出戶即可用手持?jǐn)z影裝置(如手機、相機)實現(xiàn)，整個過程僅需幾秒鐘，大大簡化了用戶的操作時間和操作難度，尤其適用于不方便直接接觸用戶足部的情形。

根據(jù)本發(fā)明，可利用攝影裝置拍攝足部整體視頻，該方案操作簡單，尤其適用于不方便直接接觸用戶足部、以及采集多人群體的足部數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明，可利用電磁波、機械波測距法(包括相位測距法或脈沖測距法)，通過遠(yuǎn)程獲取足面上各個點與采集設(shè)備不同距離，再將距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)光亮不足(即不足以拍攝清晰影像)且不方便接觸足部時，該方案具有突出的實用性。目前現(xiàn)有制鞋工藝技術(shù)尚無此類應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明，用戶可足部可附有可穿戴裝置(包括襪子、可變形包裹材料、液體或氣體包裹等形式)，通過判斷可穿戴裝置上的圖案變化、或其上的傳感器位移以獲得精確的足部數(shù)據(jù)，該方案的特點是可實現(xiàn)精度較高的足部數(shù)據(jù)，據(jù)此建立的三維模型與真實足部的任一局部誤差不超過0.1mm。

根據(jù)本發(fā)明，用戶可利用手機APP將足部數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理平臺，一臺手機可同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)采集功能，具備顯著的便利性。

根據(jù)本發(fā)明，將不完整的圖像數(shù)據(jù)擬合成初級足部三維模型，利用計算機算法對初級足部三維模型的缺陷進(jìn)行圖像補償修復(fù)，該方案可利用計算機將圖像缺陷瞬時用平滑圖案進(jìn)行補償，相關(guān)算法集成在計算機系統(tǒng)中，極大的提高了建模效率。

根據(jù)本發(fā)明，制作出與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦后，可與傳統(tǒng)制鞋工藝(如鞋靴膠粘工藝、鞋靴熱硫化工藝、注塑(射)工藝、模壓工藝、縫制工藝)結(jié)合完成鞋子的制作工序，與現(xiàn)有制鞋裝備、技術(shù)的對接性強，有利于快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

根據(jù)本發(fā)明，鞋子內(nèi)底中可置入各類傳感器、通訊裝置、充電裝置、控溫裝置，此類裝置可與智能控制設(shè)備(例如可通過手機APP)實現(xiàn)無線連接，可在鞋子中集成各種功能(例如采集運動數(shù)據(jù)、步態(tài)數(shù)據(jù)、足底壓力數(shù)據(jù)，或調(diào)節(jié)足部溫度，或?qū)崿F(xiàn)個體定位等)。

根據(jù)本發(fā)明，可以采用不同硬度的材料制作鞋內(nèi)底，也可以采用多層結(jié)構(gòu)，也可以內(nèi)底上方設(shè)有多個凸起部位，據(jù)此不僅可以起到按摩作用以提升用戶舒適體驗，也可以根據(jù)運動力學(xué)等相關(guān)醫(yī)學(xué)知識實現(xiàn)足部局部減壓或增壓、防止運動損傷、減少運動傷害等技術(shù)效果。

根據(jù)本發(fā)明，用戶使用鞋子后，可將用戶體驗反饋給數(shù)據(jù)處理平臺，然后根據(jù)用戶需求對鞋子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。該技術(shù)方案可實現(xiàn)用戶的個性化舒適度要求，并且，據(jù)此可建立符合用戶舒適要求的舒適度評價數(shù)據(jù)庫，對部分用戶而言，反饋一次數(shù)據(jù)即可實現(xiàn)長期有效的舒適度體驗。

根據(jù)本發(fā)明，足部三維模型的圖像缺陷要求最大直徑不超過0.05mm、鞋內(nèi)底任一缺陷的最大直徑不超過0.5mm，目前尚無制鞋技術(shù)提出此類精度要求。

根據(jù)本發(fā)明，包括對足部三維模型進(jìn)行校正、采用機器視覺對鞋內(nèi)底進(jìn)行缺陷識別同時對缺陷進(jìn)行修補等技術(shù)方案，目前尚無制鞋技術(shù)包括此類精度控制工序。

根據(jù)本發(fā)明，鞋子的內(nèi)底與真實足底完全貼合，鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足后跟、足腕等)的最小直線距離＜0.48cm，足部舒適性大大提供。同時，根據(jù)用戶需求，鞋面與足上部的最小直線距離可適當(dāng)放大(如可調(diào)節(jié)成0.5-1.5cm)，也可縮小至完全與足部貼合,鞋子如同“長在腳上”一樣。

根據(jù)本發(fā)明，利用計算機對圖像進(jìn)行復(fù)原、增強、分割，這三種處理方式的組合能夠有效彌補源數(shù)據(jù)中圖像的色差、亮度、漏洞、對比度、清晰度等足部圖像缺陷，得到能夠用于三維建模的優(yōu)秀圖像數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明，給出了矯形方案的具體數(shù)據(jù)(如足弓弧高設(shè)置)，同時給出了較為嚴(yán)格的材料選型建議(如對扁平足用MD、TPR、聚碳酸酯(PC)樹脂作鞋底)，并且矯形方案并非粗暴的進(jìn)行強制矯形、而是循序漸進(jìn)的分步矯形(例如調(diào)整三維模型的弧形的高是同比例標(biāo)準(zhǔn)健康足弓高的1/4-1/2，就是為此考慮)，而且將足部矯形與患者舒適度綜合考慮，在現(xiàn)有技術(shù)中暫無此類方案。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種基于壓力成像及三維建模技術(shù)的矯形鞋制作方法流程圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一種基于壓力成像及三維建模技術(shù)的矯形鞋制作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的對“鞋面內(nèi)側(cè)-足上部”最小直線距離進(jìn)行舒適性評價的評價結(jié)果圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的利用拍攝裝置獲取圖像數(shù)據(jù)的一種構(gòu)圖方式。

圖5為根據(jù)本發(fā)明的利用拍攝裝置獲取圖像數(shù)據(jù)的一種構(gòu)圖方式。

圖6為根據(jù)本發(fā)明其中的3D打印方式制作出的一種鞋墊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1-2對本發(fā)明的實施例作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明的基于壓力成像及三維建模技術(shù)的制作矯形鞋的方法包括以下步驟：

(1)采集源數(shù)據(jù)100：既包括采集足部壓力分布數(shù)據(jù)101，也包括采集患者其他健康數(shù)據(jù)102。

(2)利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)200：包括三種方式，其一是利用有線網(wǎng)絡(luò)將足部數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺201；其二是利用無線網(wǎng)絡(luò)將足部數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺202；其三是利用201和202的組合方式收集足部數(shù)據(jù)。

(3)壓力分布數(shù)據(jù)成像300，包括兩個主要步驟：其一是對傳感器輸出值進(jìn)行分級301，其二是利用計算機將足底壓力分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成足底三維圖像數(shù)據(jù)302；

(4)足部圖像識別及三維建模：包括兩個主要步驟：其一是圖像識別，即利用計算機對源數(shù)據(jù)中的足部圖像進(jìn)行復(fù)原、增強、分割，轉(zhuǎn)化成可供三維建模的二次數(shù)據(jù)401；其二是三維建模，即利用二次數(shù)據(jù)進(jìn)行三維特征提取標(biāo)記、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及點云拼接、模型全局優(yōu)化，形成初級足部三維模型402；

(5)模型擬合500：包括兩個主要步驟，其一是將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型轉(zhuǎn)化成同等比例501；其二是將足底三維圖像數(shù)據(jù)與初級足底三維模型擬合到同一三維坐標(biāo)系中502；

(6)模型修正600：既可以根據(jù)足部畸變情況修正足部三維模型601，也可以根據(jù)患者其他健康數(shù)據(jù)修正足部三維模型602；

(7)制作鞋子700，根據(jù)修正后的足部三維模型制作鞋子，其中：鞋子的內(nèi)底與還原到真實足部比例的修正三維模型足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與還原后的修正三維模型足底形狀對應(yīng)一致)。該工序至少包括如下幾種方式：利用3D打印技術(shù)直接打印鞋子701；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用鞋靴膠粘工藝、和/或鞋靴熱硫化工藝、和/或注塑(射)工藝制作鞋子、和/或模壓工藝制作鞋子、和/或縫制工藝制作鞋子702；根據(jù)足部三維模型，無需制作鞋楦，以視覺判斷(包括肉眼判斷和計算機視覺判斷)確定鞋子各部位的形狀，然后利用鞋靴膠粘工藝、和/或鞋靴熱硫化工藝、和/或注塑(射)工藝制作鞋子、和/或模壓工藝制作鞋子、和/或縫制工藝制作鞋子703；分別制作鞋子和鞋墊，將鞋墊放入鞋子制成最終產(chǎn)品704。

圖1所示的制作方法，對其部分工序進(jìn)行調(diào)整仍可以實現(xiàn)制作矯形鞋，如：完成模型擬合工序后，無需對足部三維模型進(jìn)行修正，而是直接根據(jù)足部三維模型制作鞋子，鞋子的鞋子的內(nèi)底與真實足底完全貼合。然后根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度。調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量的方式包括采用切割、和/或注塑、和/或粘接、和/或焊接、和/或3D打印方式。

圖1所示的制作方法，其采集源數(shù)據(jù)工序中，還可以采集患者足部不少于兩張的照片信息。

如圖2所示，本發(fā)明的基于壓力成像及三維建模技術(shù)的制作矯形鞋的系統(tǒng)依次包括：

數(shù)據(jù)采集裝置Ⅰ，其具有圖像采集設(shè)備20、足部壓力分布參數(shù)采集設(shè)備21、患者健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備22，能夠獲取人足部10的相關(guān)參數(shù)(壓力、圖像等)，還具有向數(shù)據(jù)收集匯總裝置Ⅱ傳輸數(shù)據(jù)的端口23；

數(shù)據(jù)收集匯總裝置Ⅱ，其具有從數(shù)據(jù)采集裝置Ⅰ接收數(shù)據(jù)的端口30、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備31，還具有向三維建模裝置Ⅲ傳輸數(shù)據(jù)的端口32；

三維建模裝置Ⅲ，其具有從數(shù)據(jù)收集匯總裝置Ⅱ接收數(shù)據(jù)的端口40、壓力分布數(shù)據(jù)成像設(shè)備41、圖像識別設(shè)備42、三維建模設(shè)備43、模型擬合設(shè)備44、足部三維模型修正設(shè)備45，還具有向制鞋裝置Ⅳ或Ⅳ’傳輸數(shù)據(jù)的端口46；

制鞋裝置Ⅳ和Ⅳ’，Ⅳ和Ⅳ’代表本發(fā)明所述制鞋裝置的兩種典型代表，其中：Ⅳ’具有從三維建模裝置Ⅲ接收數(shù)據(jù)的端口50、3D打印設(shè)備51、鞋內(nèi)腔修正設(shè)備52；；Ⅳ具有從數(shù)據(jù)三維建模裝置Ⅲ接收數(shù)據(jù)的端口60、高精度鞋面制作設(shè)備61、高精度鞋底制作設(shè)備62、鞋內(nèi)腔修正設(shè)備63。所述制鞋裝置制作出的鞋子其鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足后跟、足腕等)的最小直線距離＜0.48cm。Ⅳ或Ⅳ’裝置制作出的成品鞋子交由用戶70穿用。

優(yōu)選的，采集的患者足部畸變信息包括內(nèi)八足、外八足、足外翻、扁平足、高弓足、足內(nèi)翻、姆囊腫、足底筋膜炎、跖骨痛、麻風(fēng)病足、神經(jīng)痛、糖尿病足、足潰瘍、趾間疣、足靜脈瘤、小趾囊腫、足部關(guān)節(jié)炎、雞眼、足外傷等；

優(yōu)選的，采集的患者其他健康數(shù)據(jù)包括身高、體重、年齡、血壓、血脂、血糖、內(nèi)臟(心、肺、脾、胃、腎、肝臟、膽囊、大腸、小腸等)健康信息等；

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；采用帶有壓電式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；采用PVDF、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、天然水晶等壓電材料制成的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；采用帶有壓力傳感器的可穿戴裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；足底涂上涂料后踩在光滑踏板上形成足印，根據(jù)足印不同深淺度的縱橫線判斷并采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；將能夠產(chǎn)生變形的彈性材料放在足底，通過測試彈性材料的形變情況采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；將一系列能夠產(chǎn)生平行縱向位移的柱狀材料構(gòu)成矩陣放在足底，足底各個部位對應(yīng)的柱狀材料因足底壓力的不同而產(chǎn)生不同程度的縱向位移，通過檢測位移程度采集足底壓力分布數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，可以采集一組人體站立時的靜態(tài)足底壓力分布數(shù)據(jù)，也可以采集多組人體行走、奔跑、跳躍時的動態(tài)足底壓力分布數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)，是將采集到的足部圖像通過專用手機APP傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理平臺；或?qū)⒆悴繄D像的采集設(shè)備與終端數(shù)據(jù)處理平臺之間用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，每次采集數(shù)據(jù)后，采集設(shè)備自動或者在人工指令下將足部數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)終端；

優(yōu)選的，根據(jù)足部三維模型制作鞋子，是采用以下方式中的一種或者多種方式的任意組合制作鞋子：利用3D打印技術(shù)直接打印鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用鞋靴膠粘工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用鞋靴熱硫化工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用注塑(射)工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用模壓工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋楦，然后利用縫制工藝制作鞋子；制作與真實足部大小和形狀完全一致或接近一致的鞋墊，將鞋墊放入鞋內(nèi)制成鞋子；根據(jù)足部三維模型，無需制作鞋楦，利用視覺判斷(包括肉眼判斷和計算機視覺判斷)制作鞋子。

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，是用帶有壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，同時可獲得足底面積數(shù)據(jù)，其包括以下方式中的任一種：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個5/cm²，采樣頻率為160Hz；采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個3個/cm²，采樣頻率為320Hz；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量不低于512個；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量的分布密度為9個/cm²；采用FSR壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，F(xiàn)SR壓力傳感器的數(shù)量不低于128個，采樣頻率為80-280Hz；

優(yōu)選的，三維建模包括兩個步驟：其一，利用可塑性材料對大樣本足底壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，記錄可塑性材料在不同壓力下的下陷程度，以足底面積為限制條件，建立壓力-可塑性材料形變的對應(yīng)數(shù)據(jù)庫；其二，將采集到的足底壓力分布數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計算機比對，以足底面積為限制條件，然后將足底壓力分布數(shù)據(jù)映射形成可塑性材料形變數(shù)據(jù)，依據(jù)可塑性材料形變數(shù)據(jù)建立與真實足底形狀對應(yīng)一致的鞋底三維模型；

優(yōu)選的，對足部三維模型進(jìn)行修正，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合方式：足部三維模型符合扁平足標(biāo)準(zhǔn)的，將三維模型的足弓形狀與同比例標(biāo)準(zhǔn)健康足弓進(jìn)行對比并計算兩者足弓高的高度差，然后在足部三圍模型足弓位置設(shè)置具有一定弧形的凹陷部，該凹陷部的弧形的高是高度差的1/4-1/2；足部三維模型符合弓形足標(biāo)準(zhǔn)的，將三維模型的足弓形狀與同比例標(biāo)準(zhǔn)健康足弓進(jìn)行對比并計算兩者足弓高的高度差，然后在足部三圍模型足弓位置設(shè)置具有一定弧形的凸出部，該凸出部的弧形的高是高度差的1/5-1/2；足部三維模型符合馬蹄足標(biāo)準(zhǔn)的，以靠近足跟的足弓最低點為基點，基點保持三維坐標(biāo)不變，將包含基點、足后跟骨的三維模型足跟以基點為旋轉(zhuǎn)點向腿部方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度不超過5度，然后將旋轉(zhuǎn)壓縮的足部三維模型進(jìn)行圖像平滑處理；足部三維模型符合足內(nèi)翻標(biāo)準(zhǔn)的，以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限，將內(nèi)側(cè)足底整體下移2-5mm，同時將外側(cè)足底整體上移同等的距離，然后將調(diào)整后的足部三維模型進(jìn)行圖像平滑處理；足部三維模型符合足外翻標(biāo)準(zhǔn)的，以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限，將內(nèi)側(cè)足底整體上移2-5mm，同時將外側(cè)足底整體下移同等的距離，然后將調(diào)整后的足部三維模型進(jìn)行圖像平滑處理；

優(yōu)選的，鞋子其制作方式按照以下方式中的一種或者多種方式的任意組合方式：足底三維模型符合扁平足標(biāo)準(zhǔn)的，鞋內(nèi)底其與足弓相對應(yīng)的位置采用MD、TPR、聚碳酸酯(PC)樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的一種材料制作；足底三維模型符合弓形足標(biāo)準(zhǔn)的，鞋內(nèi)底其與足弓相對應(yīng)的位置采用乙酸乙烯共聚物(EVA)、硅橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、TR、BPU、熱塑彈性橡膠底中的一種材料制作；足底三維模型符合弓形足標(biāo)準(zhǔn)的，在鞋底部外側(cè)、跖骨后方位置設(shè)置兩個平行橫條，橫條采用橡膠制作粘貼于鞋底外側(cè)、且平行于足弓的弧頂，橫條寬度為0.8-1.5cm；足底三維模型符合足內(nèi)翻標(biāo)準(zhǔn)的，以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限將鞋底分為鞋底內(nèi)側(cè)和鞋底外側(cè)，鞋底內(nèi)側(cè)采用易變形的彈性材料制作，鞋底外側(cè)采用不易變形的剛性材料制作；足底三維模型符合足外翻標(biāo)準(zhǔn)的，以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限將鞋底分為鞋底內(nèi)側(cè)和鞋底外側(cè)，鞋底外側(cè)采用易變形的彈性材料制作，鞋底內(nèi)側(cè)采用不易變形的剛性材料制作。

優(yōu)選的，采集足部圖像，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：足部穿上置有傳感器的可穿戴裝置(如襪子)，通過讀取足部不同位置的形變數(shù)據(jù)計算出足部圖像數(shù)據(jù)；足部穿上印有圖案的可穿戴裝置(如襪子)后，可穿戴裝置上的圖案發(fā)生形變，通過拍攝不少于2張的可穿戴裝置形變圖案獲得足部形狀數(shù)據(jù)；用可變形的材料包裹足部，可變形材料中內(nèi)置能夠標(biāo)記位置的傳感器，通過讀取傳感器位置和位移計算出足部圖像數(shù)據(jù)；將足部放進(jìn)液體或氣體中，液體、氣體內(nèi)置能夠標(biāo)記位置的傳感器，通過讀取傳感器位置和位移計算出足部圖像數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，利用計算機對圖像進(jìn)行復(fù)原，包括如下步驟：首先，進(jìn)行圖像變換，將源數(shù)據(jù)中的每張足部圖像均變換成空間坐標(biāo)和灰度均離散化的數(shù)字化圖像；其次，去除圖像噪聲，即利用概率密度函數(shù)統(tǒng)計高斯噪聲、瑞利噪聲、伽馬噪聲、指數(shù)分布噪聲、均勻分布噪聲和脈沖噪聲后，對噪聲圖像進(jìn)行預(yù)濾波獲得噪聲方差，再根據(jù)噪聲的高頻特性利用均值濾波法或中值濾波法實現(xiàn)低通濾波；再次，建立圖像退化系統(tǒng)，即以數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系g(x，y)＝h(x，y)×f(x，y)+n(x，y)表達(dá)退化模型，其中x、y代表數(shù)字化圖像的二維坐標(biāo)點，g(x，y)代表退化圖像，h(x，y)代表退化函數(shù)，f(x，y)代表數(shù)字化的靜止二維圖像，n(x，y)代表外來噪聲作用；然后，用數(shù)字建模法確認(rèn)退化函數(shù)h(x，y)的計算方法，即對h(x，y)進(jìn)行傅立葉變換后得到H(x，y)，利用表達(dá)式H(x，y)＝2.72^(-ρβ(x2+y2)^5/6)對H(x，y)賦值，再對賦值后的H(x，y)進(jìn)行逆向傅立葉變換后獲得h(x，y)的最終解，其中ρ代表數(shù)字化圖像局部單位面積內(nèi)的灰度級數(shù)，β代表數(shù)字化圖像局部的像素密度；最后，根據(jù)h(x，y)的計算結(jié)果、噪聲方差和噪聲的去除情況，對圖像退化模型進(jìn)行逆向推導(dǎo)，最終完全消除或部分消減圖像的空間退化(模糊)和點退化(噪聲)，得到復(fù)原圖像；

優(yōu)選的，利用計算機對圖像進(jìn)行增強，包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：對足部圖像進(jìn)行灰度分級，利用直方圖均衡法對像素個數(shù)多的灰度級進(jìn)行寬展、對像素個數(shù)少的灰度進(jìn)行壓縮，形成圖像局部高對比度；對足部圖像進(jìn)行灰度分級，再將各個不同灰度級按照線性或非線性的映射函數(shù)變換成不同的彩色，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；將數(shù)字化圖像進(jìn)行傅立葉變換，然后按頻率的映射函數(shù)變換成不同的色彩，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；以色調(diào)(H)、飽和度(S)、明度(V)為參數(shù)建立足部HSV空間模型，將數(shù)字化足部圖像的RGB空間映射到HSV空間模型上，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；以青色(C)，洋紅色(M)，黃色(Y)、黑色(K)為參數(shù)建立足部CMYK空間模型，將數(shù)字化足部圖像的RGB空間映射到CMYK空間模型上，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；以照度(L)，紅色至綠色的亮度范圍(a)，藍(lán)色至黃色的亮度范圍(b)為參數(shù)建立足部Lab空間模型，將數(shù)字化足部圖像的RGB空間映射到Lab空間模型上，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；

優(yōu)選的，利用計算機對圖像進(jìn)行分割，既包括根據(jù)灰度突變、顏色突變和紋理突變判斷圖像中的不連續(xù)性特征，進(jìn)而提取圖像中足部與拍攝背景的邊界，然后把足部圖像從拍攝背景中分離出來，又包括以下工序中的一種或者多種工序的任意組合：按照圖像的灰度將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型；按照圖像的形狀將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型；按照圖像的紋理將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型；按照圖像的色彩將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型。

優(yōu)選的，三維特征提取標(biāo)記，是尋找圖像點云中的明顯特征點或輪廓，然后在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系，其提取或標(biāo)記方式包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：提取或標(biāo)記足部圖像中的足邊緣、足趾、足跟、足踝、足弓等具有顯著灰度、色彩特性的圖像點，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系；提取足部曲面中的曲率、法向量、兩點間的法向量夾角等不變特征，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系；標(biāo)記足部圖像中至少三個點的兩兩距離關(guān)系，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系；對待拼接的兩片點云或其中一片點云進(jìn)行采樣，然后利用icp算法通過迭代計算使兩片點云上對應(yīng)點對、或?qū)?yīng)點面距離的均方誤差最小，進(jìn)而確定匹配關(guān)系；以曲面的曲率為特征點，以角度、距離為約束條件，在點云間利用三點旋轉(zhuǎn)法建立點云匹配關(guān)系；

優(yōu)選的，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及點云拼接，是將圖片數(shù)據(jù)的二維坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為三維坐標(biāo)值，并將多張圖像以特征點或輪廓為結(jié)合點進(jìn)行點云拼接形成實際匹配關(guān)系，形成初級三維模型，其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的步驟按先后順序包括：比例變換，即調(diào)整各圖像的比例關(guān)系使所有圖像的比例尺保持一致；二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成三維坐標(biāo)；

優(yōu)選的，模型全局優(yōu)化包括以下優(yōu)化方式中的一種或多種方式的任意組合：去噪、修補模型缺陷(補洞)、分割局部圖像、圖像結(jié)構(gòu)化、立體圖像表面平滑；

優(yōu)選的，模型擬合包括比例轉(zhuǎn)換工序，即：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型轉(zhuǎn)化成同等比例，然后擬合到同一三維坐標(biāo)系中；

優(yōu)選的，“調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量”包括以下方式中的一種或者多種方式的任意組合：向任意方向外延鞋內(nèi)底；鞋內(nèi)底局部補高；鞋外底局部補高；鞋內(nèi)底局部位置降低高度、鞋外底局部位置降低高度；雕刻鞋底紋理。

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，包括以下方式中的任一種：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個6/cm²，采樣頻率為180Hz；采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個4個/cm²，采樣頻率為350Hz；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量不低于512個；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量的分布密度為10個/cm²；采用FSR壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，F(xiàn)SR壓力傳感器的數(shù)量不低于128個，采樣頻率為120-320Hz；

優(yōu)選的，壓力分布數(shù)據(jù)成像，包括兩個步驟：其一，將平面測試裝置其每個壓力傳感器的輸出值約束為0-3840，將壓力數(shù)據(jù)按照輸出值劃分為640個等級，其中每個等級包括6個幅度的壓力單位；同時，按照RGB模型將黑-綠-紅的全部色彩過渡劃分為640個等級，每個等級對應(yīng)一種色彩；將上述的壓力數(shù)據(jù)等級與色彩等級一一對應(yīng)，再將足底壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成色彩，然后將色彩與壓力采集點(即壓力傳感器的所在位置)相匹配，形成與足底壓力數(shù)據(jù)相對應(yīng)的足底虛擬色彩圖像；其二，利用足部圖像計算足弓的最大高度，與此最大高度相對應(yīng)的是足底虛擬色彩圖像中所有色彩中的最大等級差，據(jù)此建立虛擬圖像色彩等級與足部形狀之間的映射關(guān)系，進(jìn)而將足底虛擬色彩圖像轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)化成足底三維圖像。

優(yōu)選的，采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，包括以下方式中的任一種：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個5個/cm²，采樣頻率為180Hz；采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電阻式壓力傳感器的分布密度為個3個/cm²，采樣頻率為350Hz；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量不低于256個；采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量的分布密度為10個/cm²；采用FSR壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，F(xiàn)SR壓力傳感器的數(shù)量不低于128個，采樣頻率為120-320Hz；

優(yōu)選的，壓力分布數(shù)據(jù)成像，包括四個步驟：其一，將平面測試裝置其每個壓力傳感器的輸出值約束為0-4096，將壓力數(shù)據(jù)按照輸出值劃分為512個等級，其中每個等級包括8個幅度的壓力單位；其二，將獲得壓力信號的傳感器按照原始位置還原到平面上，獲得記載足底壓力面積的平面系，該平面系的每個壓力傳感器獲得相對應(yīng)的x、y坐標(biāo)；其三，在垂直于平面系的方向上建立z坐標(biāo)軸，將每個傳感器的輸出值作為其z坐標(biāo)，獲得包含x軸、y軸、z軸的立體坐標(biāo)系，此時已將足底壓力分布數(shù)據(jù)建立形成初級足底三維圖像；其四，采用相鄰傳感器比較法或者相鄰傳感器平均法對z軸坐標(biāo)進(jìn)行插值處理，進(jìn)而消除三維圖像的不連續(xù)性。

優(yōu)選的，源數(shù)據(jù)包括立姿根骨休息位(RCSP)信息、和/或立姿根骨中立位(NCSP)信息、和/或髖骨活動范圍、和/或雙腿高度差、和/或雙足對比高度差、和/或踝關(guān)節(jié)位置、和/或脛骨扭轉(zhuǎn)信息、足部自然狀態(tài)下的翻轉(zhuǎn)(內(nèi)翻或外翻)角度信息；

優(yōu)選的，利用Solidworks、Pro/E、UG、CAD、Adobe Fuse CC、3Ds Max,SketchUp、Revit或任意其他三維建模軟件實現(xiàn)三維建模；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底中置入壓力傳感器、和/或加速度傳感器、和/或定位裝置、和/或警示裝置、和/或無線通訊裝置、和/或電源及充電裝置、和/或控溫裝置；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底為可拆卸裝置，優(yōu)選地，鞋子的內(nèi)底為鞋墊，優(yōu)選地，鞋墊下方設(shè)預(yù)留空間，可根據(jù)人體雙下肢的高度差在預(yù)留空間中置入墊片，使人體穿上鞋子后能夠保證平衡，也可以用于人體增高；

優(yōu)選的，鞋面內(nèi)側(cè)與真實足上部(包括足趾、足背、足后跟、足腕等)完全貼合(即鞋子的內(nèi)側(cè)與真實足上部的形狀對應(yīng)一致)；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底上方增設(shè)固定的附加材料，使鞋子的內(nèi)底與真實足底不完全貼合，用于矯正問題足(如內(nèi)八足、外八足、后足外翻、扁平足、高弓足、后足內(nèi)翻等)或用于治療緩解足部病痛(如足底筋膜炎、姆囊腫、跖骨處痛、神經(jīng)痛、糖尿病足等)；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底上方設(shè)有多個高度不超過0.5cm的凸起，可以起到按摩作用，優(yōu)選地，附加材料與足底部分或者全部的穴位對應(yīng)；

優(yōu)選的，用戶使用鞋子后，將用戶體驗反饋給數(shù)據(jù)處理平臺，然后根據(jù)用戶需求對鞋子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底中設(shè)有多個密閉獨立空腔，可以減輕鞋子質(zhì)量，也可以在人體劇烈運動時增加緩沖作用；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底采用耐磨、防水、具有延展性和回彈性的材料制作，優(yōu)選為真皮、橡膠、聚氨基甲酸酯(PU)、乙酸乙烯共聚物(EVA)、MD、TPR、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、聚氯乙烯(PVC)、TR、仿皮底、BPU、熱塑彈性橡膠底、聚碳酸酯(PC)樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丁苯橡膠(SBR),以及它們的任意組合物；

優(yōu)選的，鞋子的內(nèi)底可以是多層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地，鞋子的內(nèi)底各層采用不同的材料制成；

優(yōu)選的，鞋跟高度不超過4cm，優(yōu)選為1cm；

優(yōu)選的，對足部三維模型進(jìn)行校正，直到足部三維模型放大至真實足部大小時與真實足部相比任一處的圖像缺陷最大直徑不超過0.5mm為止，優(yōu)選為0.1mm；

優(yōu)選的，采用機器視覺對鞋內(nèi)底進(jìn)行缺陷識別，當(dāng)鞋內(nèi)缺陷直徑超過1mm時，采用切割、和/或注塑、和/或粘接、和/或3D打印方式修正鞋底缺陷；

優(yōu)選的，三維建模采用CCD光學(xué)建模技術(shù)；

優(yōu)選的，采用拍攝裝置獲取足部圖像時，利用網(wǎng)絡(luò)收集的足部數(shù)據(jù)還包括足部局部或者全部的長度信息；

優(yōu)選的，鞋子與足部的接觸面設(shè)有多個可檢測形變或壓力變化的傳感器，可檢測出步態(tài)變化或足部組織增生；

優(yōu)選的，鞋子內(nèi)底的拉伸強度不低于8.5kgf/mm²，優(yōu)選的，鞋子內(nèi)底的拉伸強度不低于10kgf/mm²；

優(yōu)選的，鞋子內(nèi)底的彎曲模量不低于140kgf/mm²，優(yōu)選的，鞋子內(nèi)底的彎曲模量不低于180kgf/mm²。

優(yōu)選的，采集足部壓力數(shù)據(jù)的設(shè)備可以是如下設(shè)備中的一種或者多種設(shè)備的任意組合：帶有壓電式壓力傳感器的平面測試設(shè)備、帶有電容式壓力傳感器的平面測試設(shè)備、壓電材料制成的平面測試設(shè)備、帶有壓力傳感器的可穿戴設(shè)備、能夠產(chǎn)生變形的彈性設(shè)備、能夠產(chǎn)生平行縱向位移的柱狀矩陣設(shè)備；

優(yōu)選的，采集足部圖像的設(shè)備可以是如下設(shè)備中的一種或者多種設(shè)備的任意組合：攝影設(shè)備、攝像設(shè)備、可穿戴設(shè)備、三維掃描設(shè)備；

優(yōu)選的，患者健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備其采集的數(shù)據(jù)包括身高、體重、年齡、血壓、血脂、血糖、內(nèi)臟(心、肺、脾、胃、腎、肝臟、膽囊、大腸、小腸等)健康信息等；

優(yōu)選的，向數(shù)據(jù)收集匯總裝置傳輸數(shù)據(jù)的端口，可以是手機APP之類的無線端口，也可以是有線端口；

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)收集匯總裝置包括信息預(yù)處理設(shè)備，用于篩選有效信息并排除無效信息；

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)收集匯總裝置包括數(shù)據(jù)分析設(shè)備，用于將有效信息歸類，并對缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行補償；

優(yōu)選的，三維建模裝置包括至少一級數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化設(shè)備，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化裝置可以將壓力、圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可供編輯的計算機數(shù)據(jù)；

優(yōu)選的，三維建模裝置包括壓力分布數(shù)據(jù)成像設(shè)備、圖像識別設(shè)備、模型擬合設(shè)備；

優(yōu)選的，三維建模裝置包括數(shù)據(jù)存儲設(shè)備；

優(yōu)選的，三維建模裝置還包括修正設(shè)備，其根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，對足部三維模型進(jìn)行修正，形成能夠包含至少一種疾病治療方案的修正三維模型；

優(yōu)選的，三維建模裝置包括三維模型展示設(shè)備，三維模型展示設(shè)備具有可隨意調(diào)整視角的功能和相應(yīng)結(jié)構(gòu)，并且包括至少一個顯示屏，可以從任意角度觀察足部三維模型；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括制作鞋楦的設(shè)備；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括鞋體組合設(shè)備，其采用粘接、縫接、焊接、鉚接、或者上述方式的任意組合方式實現(xiàn)鞋面與鞋底的拼接；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括制作鞋跟的設(shè)備以及鞋底-鞋跟拼接裝置；

優(yōu)選的，高精度鞋面制作設(shè)備和高精度鞋底制作設(shè)備可以集成于同一設(shè)備中，優(yōu)選的，高精度鞋面制作設(shè)備和高精度鞋底制作設(shè)備采用3D打印設(shè)備；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括視覺識別設(shè)備，其用于識別鞋內(nèi)底的缺陷；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括鞋內(nèi)底修正設(shè)備，其根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度。調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量的方式包括采用切割、和/或注塑、和/或粘接、和/或焊接、和/或3D打印方式；

優(yōu)選的，制鞋裝置包括鞋內(nèi)底打磨設(shè)備，其用于將鞋內(nèi)底打磨光滑平整。

實施例1：

采用如下方法制作矯形鞋：(1)采集源數(shù)據(jù)：采集患者的健康數(shù)據(jù)、采集足底壓力分布數(shù)據(jù)、同時采集足部圖像即采用拍攝裝置拍攝不少于2張足部圖像，獲得源數(shù)據(jù)；(2)利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)：利用有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)將源數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺；(3)壓力分布數(shù)據(jù)成像：利用計算機將足底壓力分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成足底三維圖像數(shù)據(jù)；(4)足部圖像識別及三維建模：利用計算機對源數(shù)據(jù)中的足部圖像進(jìn)行復(fù)原、增強、分割，轉(zhuǎn)化成可供三維建模的二次數(shù)據(jù)，再利用二次數(shù)據(jù)進(jìn)行三維特征提取標(biāo)記、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及點云拼接、模型全局優(yōu)化，形成初級足部三維模型；(5)模型擬合：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型進(jìn)行擬合，形成與真實足部形狀一致或者接近一致的足部三維模型；(6)制作鞋子：根據(jù)足部三維模型制作鞋子，其中：真實足部穿上鞋子后，鞋子的內(nèi)底與真實足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與真實足底的形狀對應(yīng)一致)；(7)鞋子修正：根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度,使鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足腕等)的最小直線距離＜0.48cm。

特別的，本發(fā)明通過對100個用戶體驗數(shù)據(jù)的調(diào)查，利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)，確定了鞋面內(nèi)側(cè)與足上部的最小直線距離提高至“0.48cm”(平均數(shù)據(jù))時，用戶舒適度顯著下降，有關(guān)調(diào)查過程及數(shù)據(jù)如下：

調(diào)查方式：隨機(年齡、性別、身高、體重等因素均隨機)選取100個人，對每個人均對應(yīng)制作10雙鞋子。鞋子特征包括：(1)每只鞋子的鞋底與對應(yīng)足底形狀完全匹配；(2)每雙鞋子的“鞋面內(nèi)側(cè)-足上部”最小直線距離(L)保持一致；(3)10雙鞋子的L從0.1cm-1.0cm構(gòu)成公差為0.1cm的等差數(shù)列，即：第1雙、第2雙……第10雙鞋的L分別為0.1cm、0.2cm、0.3cm……1.0cm。每個人對應(yīng)的10雙鞋均打亂順序使每個人無法知曉各雙鞋子的L，然后每個人分別試穿與自己對應(yīng)的10雙鞋，每次試穿步行距離不低于1000米，并對每雙鞋子用“不舒服”(U)、“不確定是否舒服”(N)、“舒服”(W)的鞋子進(jìn)行標(biāo)記。評價結(jié)果如圖3所示，其中：橫坐標(biāo)表示L，縱坐標(biāo)表示不同的L獲得的評價數(shù)量。根據(jù)圖3，W至U的顯著交接點在0.39cm左右，U至N的顯著交接點在0.48cm左右。據(jù)此，并且綜合考慮隨機個體感受的不確定性，判斷如下：L＝0.48cm時，鞋子用戶的個體感受傾向于脫離“舒服”狀態(tài)，該技術(shù)方案的可行性具有統(tǒng)計學(xué)證據(jù)。從另一個角度看，當(dāng)L在0.48cm數(shù)據(jù)附近波動時，鞋子用戶的個體感受發(fā)生出乎意料的轉(zhuǎn)變，即L＝0.48cm的制鞋方案可取得出乎意料的技術(shù)效果。

實施例2：

采用如下方法制作矯形鞋：(1)采集源數(shù)據(jù)：采集患者的健康數(shù)據(jù)、采集足底壓力分布數(shù)據(jù)、同時采集足部圖像即采用拍攝裝置拍攝4張足部圖像，獲得源數(shù)據(jù)；(2)利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)：利用有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)將源數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺；(3)壓力分布數(shù)據(jù)成像：利用計算機將足底壓力分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成足底三維圖像數(shù)據(jù)；(4)足部圖像識別及三維建模：利用計算機對源數(shù)據(jù)中的足部圖像進(jìn)行復(fù)原、增強、分割，轉(zhuǎn)化成可供三維建模的二次數(shù)據(jù)，再利用二次數(shù)據(jù)進(jìn)行三維特征提取標(biāo)記、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及點云拼接、模型全局優(yōu)化，形成初級足部三維模型；(5)模型擬合：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型進(jìn)行擬合，形成與真實足部形狀一致或者接近一致的足部三維模型；(6)制作鞋子：根據(jù)足部三維模型制作鞋子，其中：真實足部穿上鞋子后，鞋子的內(nèi)底與真實足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與真實足底的形狀對應(yīng)一致)；(7)鞋子修正：根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度,使鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足腕等)的最小直線距離＜0.48cm。

本實施例中，用戶拍得4張足部圖片的構(gòu)圖方式有多種，為獲得完整的足部圖像數(shù)據(jù)。最好滿足如下基本要求：(1)能包含全部足底面(腳掌)；(2)足背最凸線兩側(cè)的足背面，各需至少一張照片；(3)所有照片的組合，至少可以包含全部足面其可視面積的95％。

圖4展示了拍攝4張足部圖片的一種實現(xiàn)方式，其中照片1和照片4分別包含了足背最凸線兩側(cè)的足背面，照片2和照片3結(jié)合能夠包含全部足底面，四張照片結(jié)合可以包含全部足面其可視面積的95％以上。

圖5展示了拍攝4張足部圖片的另一種實現(xiàn)方式，其中照片6、照片7和照片8結(jié)合能夠包含足背最凸線兩側(cè)的足背面，照片5和照片6結(jié)合能夠包含全部足底面，四張照片結(jié)合可以包含全部足面其可視面積的95％以上。

本實施例所描述的拍照方式，對無法遠(yuǎn)程獲取的足面圖像(例如相鄰腳趾的接觸面)信息不做特別要求。

實施例3：

采用如下方法制作矯形鞋：(1)采集源數(shù)據(jù)：采集患者的健康數(shù)據(jù)、采集足底壓力分布數(shù)據(jù)、同時采集足部圖像即采用拍攝裝置拍攝2張足部圖像，獲得源數(shù)據(jù)；(2)利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)：利用有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)將源數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺；(3)壓力分布數(shù)據(jù)成像：利用計算機將足底壓力分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成足底三維圖像數(shù)據(jù)；(4)足部圖像識別及三維建模：利用計算機對源數(shù)據(jù)中的足部圖像進(jìn)行復(fù)原、增強、分割，轉(zhuǎn)化成可供三維建模的二次數(shù)據(jù)，再利用二次數(shù)據(jù)進(jìn)行三維特征提取標(biāo)記、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及點云拼接、模型全局優(yōu)化，形成初級足部三維模型；(5)模型擬合：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型進(jìn)行擬合，形成與真實足部形狀一致或者接近一致的足部三維模型；(6)制作鞋子：根據(jù)足部三維模型制作鞋子，其中：真實足部穿上鞋子后，鞋子的內(nèi)底與真實足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與真實足底的形狀對應(yīng)一致)；(7)鞋子修正：根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度,使鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足腕等)的最小直線距離＜0.48cm。

本實施例中，用戶拍得2張足部圖片的構(gòu)圖方式有多種，為獲得完整的足部圖像數(shù)據(jù)。最好滿足如下基本要求：(1)從足背最凸線兩側(cè)分別拍取一張照片；(2)其中一張照片既包括全部足底面(腳掌)的圖像、又包括足背最凸線一側(cè)的圖像；(3)其中另一張照片包括足背最凸線另一側(cè)的全部圖像。

圖4中的照片1和照片3結(jié)合，可滿足上述拍攝要求；另外，圖5中的照片5和照片7相結(jié)合，也可以滿足上述拍攝要求。

實施例4：

采用如下方法制作矯形鞋：(1)采集源數(shù)據(jù)：采集患者的健康數(shù)據(jù)、采集足底壓力分布數(shù)據(jù)、同時采集足部圖像即采用拍攝裝置拍攝3張足部圖像，獲得源數(shù)據(jù)；(2)利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)：利用有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)將源數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺；(3)壓力分布數(shù)據(jù)成像：利用計算機將足底壓力分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成足底三維圖像數(shù)據(jù)；(4)足部圖像識別及三維建模：利用計算機對源數(shù)據(jù)中的足部圖像進(jìn)行復(fù)原、增強、分割，轉(zhuǎn)化成可供三維建模的二次數(shù)據(jù)，再利用二次數(shù)據(jù)進(jìn)行三維特征提取標(biāo)記、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及點云拼接、模型全局優(yōu)化，形成初級足部三維模型；(5)模型擬合：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型進(jìn)行擬合，形成與真實足部形狀一致或者接近一致的足部三維模型；(6)制作鞋子：根據(jù)足部三維模型制作鞋子，其中：真實足部穿上鞋子后，鞋子的內(nèi)底與真實足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與真實足底的形狀對應(yīng)一致)；(7)鞋子修正：根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度。

本實施例中，用戶拍得3張足部圖片的構(gòu)圖方式有多種，為獲得完整的足部圖像數(shù)據(jù)。最好滿足如下基本要求：(1)能包含全部足底面(腳掌)；(2)足背最凸線兩側(cè)的足背面，各需至少一張照片。

圖4中的照片1、照片3和照片4結(jié)合，可滿足上述拍攝要求。

實施例5：

采用如下方法制作矯形鞋：采集足底壓力分布數(shù)據(jù)和其他健康數(shù)據(jù)，獲得源數(shù)據(jù)；利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)；三維建模，即利用源數(shù)據(jù)建立與真實足底形狀一致的足底三維模型；根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，對足底三維模型進(jìn)行修正，形成能夠包含至少一種疾病治療方案的修正足底三維模型；制作鞋子，即根據(jù)修正足底三維模型制作鞋墊，再將鞋墊與鞋面、鞋跟等其他部件結(jié)合形成完整的鞋子，其中鞋墊與還原到真實足部比例的修正三維模型足底完全貼合(即鞋子的內(nèi)底與還原后的修正三維模型足底形狀對應(yīng)一致),鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足腕等)的最小直線距離＜0.48cm。

圖6展示了一種利用本發(fā)明生產(chǎn)的鞋墊，照片700是鞋墊與足底的接觸面視圖，該接觸面與真實足底完全貼合，照片701是鞋墊底部視圖，照片702和照片703是鞋墊的兩側(cè)視圖。該鞋墊在足側(cè)面外側(cè)設(shè)有較高的護(hù)欄、在足側(cè)面內(nèi)側(cè)設(shè)有較低的護(hù)欄，起到的作用包括防止運動外傷(如扭腳)的同時不影響行動。

實施例6：

采用如下方法制作矯形鞋：采用帶有電阻式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，其中電阻式壓力傳感器的分布密度為個5/cm²，采樣頻率為160Hz，并采集患者的其他健康數(shù)據(jù)，獲得源數(shù)據(jù)；利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)；三維建模，利用可塑性材料對大樣本足底壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，記錄可塑性材料在不同壓力下的下陷程度，以足底面積為限制條件，建立壓力-可塑性材料形變的對應(yīng)數(shù)據(jù)庫，將采集到的足底壓力分布數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計算機比對，以足底面積為限制條件，然后將足底壓力分布數(shù)據(jù)映射形成可塑性材料形變數(shù)據(jù)，依據(jù)可塑性材料形變數(shù)據(jù)建立與真實足底形狀對應(yīng)一致的鞋底三維模型。制作鞋子，即根據(jù)鞋底三維模型制作鞋底，再將鞋底與鞋面、鞋跟等其他部件結(jié)合形成完整的鞋子，再根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度,使鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部(包括足趾、足背、足腕等)的最小直線距離＜0.2cm。鞋子的內(nèi)底上方設(shè)有多個高度不超過0.2cm的凸起，每個凸起與足底的穴位對應(yīng)；鞋子的內(nèi)底中置入壓力傳感器；鞋跟高度為2cm；鞋子的內(nèi)底中設(shè)有多個密閉獨立腔室，腔室中裝有液體，可以增加舒適度，也可以在人體劇烈運動時增加緩沖作用，鞋子內(nèi)底的拉伸強度為12kgf/mm²。

實施例7：

采用如下方法制作矯形鞋：采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量不低于512個，并采集患者的其他健康數(shù)據(jù)，獲得源數(shù)據(jù)；利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)；三維建模，利用可塑性材料對大樣本足底壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，記錄可塑性材料在不同壓力下的下陷程度，以足底面積為限制條件，建立壓力-可塑性材料形變的對應(yīng)數(shù)據(jù)庫，將采集到的足底壓力分布數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計算機比對，以足底面積為限制條件，然后將足底壓力分布數(shù)據(jù)映射形成可塑性材料形變數(shù)據(jù)，依據(jù)可塑性材料形變數(shù)據(jù)建立與真實足底形狀對應(yīng)一致的鞋底三維模型。制作鞋子，利用3D打印技術(shù)直接打印鞋底，再將鞋底與鞋面、鞋跟等其他部件結(jié)合形成完整的鞋子，再根據(jù)患者足部畸變情況或其他健康數(shù)據(jù)，采用切割、粘接和注塑相結(jié)合的方式調(diào)整鞋內(nèi)腔的局部容量，或調(diào)整制鞋材料的軟硬度,使鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部的最小直線距離為0.1cm；內(nèi)底中置入定位裝置，鞋跟高度為3cm。鞋子的內(nèi)底中設(shè)有多個密閉獨立空腔，可以減輕鞋子質(zhì)量，也可以在人體劇烈運動時增加緩沖作用；鞋子內(nèi)底的彎曲模量為190kgf/mm²，用戶使用鞋子后，將用戶體驗反饋給數(shù)據(jù)處理平臺，然后根據(jù)用戶需求對鞋子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

實施例8：

采用如下方法制作矯形鞋：采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量的分布密度為9個/cm²，并采集患者的其他健康數(shù)據(jù)，獲得源數(shù)據(jù)；利用網(wǎng)絡(luò)收集源數(shù)據(jù)；三維建模，利用可塑性材料對大樣本足底壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，記錄可塑性材料在不同壓力下的下陷程度，以足底面積為限制條件，建立壓力-可塑性材料形變的對應(yīng)數(shù)據(jù)庫，將采集到的足底壓力分布數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計算機比對，以足底面積為限制條件，然后將足底壓力分布數(shù)據(jù)映射形成可塑性材料形變數(shù)據(jù)，依據(jù)可塑性材料形變數(shù)據(jù)建立與真實足底形狀對應(yīng)一致的鞋底三維模型。對鞋底三維模型進(jìn)行修正，形成能夠包含至少一種疾病治療方案的修正鞋底三維模型；制作鞋子，根據(jù)修正鞋底三維模型利用3D打印技術(shù)直接打印鞋底，再將鞋底與鞋面、鞋跟等其他部件結(jié)合形成完整的鞋子。內(nèi)底中置入警示裝置；鞋子的內(nèi)底可以是三層結(jié)構(gòu)，其中上層采用聚氨基甲酸酯(PU)制作、下層采用乙酸乙烯共聚物(EVA)制作。

實施例9：

采用如下方法制作矯形鞋：(1)采集扁平足患者的足部數(shù)據(jù)：采用帶有電容式壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，電容式壓力傳感器數(shù)量的分布密度為10個/cm²；采用拍攝裝置拍攝不少于6張足部圖像；并采集患者的其他健康數(shù)據(jù)，獲得源數(shù)據(jù)；(2)利用網(wǎng)絡(luò)收集足部數(shù)據(jù)：利用無線網(wǎng)絡(luò)將源數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺；(3)壓力分布數(shù)據(jù)成像：將平面測試裝置其每個壓力傳感器的輸出值約束為0-3840，將壓力數(shù)據(jù)按照輸出值劃分為640個等級，其中每個等級包括6個幅度的壓力單位；同時，按照RGB模型將黑-綠-紅的全部色彩過渡劃分為640個等級，每個等級對應(yīng)一種色彩；將上述的壓力數(shù)據(jù)等級與色彩等級一一對應(yīng)，再將足底壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成色彩，然后將色彩與壓力采集點(即壓力傳感器的所在位置)相匹配，形成與足底壓力數(shù)據(jù)相對應(yīng)的足底虛擬色彩圖像；利用足部圖像計算足弓的最大高度，與此最大高度相對應(yīng)的是足底虛擬色彩圖像中所有色彩中的最大等級差，據(jù)此建立虛擬圖像色彩等級與足部形狀之間的映射關(guān)系，進(jìn)而將足底虛擬色彩圖像轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)化成足底三維圖像。(4)足部圖像識別及三維建模：對收集到的足部圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將源數(shù)據(jù)中的每張足部圖像均變換成空間坐標(biāo)和灰度均離散化的數(shù)字化圖像；圖像變換步驟完成后，按照J(rèn)PEG標(biāo)準(zhǔn)對圖像進(jìn)行壓縮；去除圖像噪聲，即利用概率密度函數(shù)統(tǒng)計高斯噪聲、瑞利噪聲、伽馬噪聲、指數(shù)分布噪聲、均勻分布噪聲和脈沖噪聲后，對噪聲圖像進(jìn)行預(yù)濾波獲得噪聲方差，再根據(jù)噪聲的高頻特性利用均值濾波法或中值濾波法實現(xiàn)低通濾波；再次，建立圖像退化系統(tǒng)，即以數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系g(x，y)＝h(x，y)×f(x，y)+n(x，y)表達(dá)退化模型，其中x、y代表數(shù)字化圖像的二維坐標(biāo)點，g(x，y)代表退化圖像，h(x，y)代表退化函數(shù)，f(x，y)代表數(shù)字化的靜止二維圖像，n(x，y)代表外來噪聲作用。對h(x，y)進(jìn)行傅立葉變換后得到H(x，y)，利用表達(dá)式H(x，y)＝2.72^(-ρβ(x2+y2)^5/6)對H(x，y)賦值，再對賦值后的H(x，y)進(jìn)行逆向傅立葉變換后獲得h(x，y)的最終解，其中ρ代表數(shù)字化圖像局部單位面積內(nèi)的灰度級數(shù)，β代表數(shù)字化圖像局部的像素密度；然后，根據(jù)h(x，y)的計算結(jié)果、噪聲方差和噪聲的去除情況，對圖像退化模型進(jìn)行逆向推導(dǎo)，最終完全消除或部分消減圖像的空間退化(模糊)和點退化(噪聲)，得到復(fù)原圖像。再利用計算機對圖像進(jìn)行增強，對足部圖像進(jìn)行灰度分級，利用直方圖均衡法將圖像分成若干區(qū)域，運用直方圖均衡化按區(qū)域?qū)D像進(jìn)行運算、并且遍歷所有區(qū)域，對像素個數(shù)多的灰度級進(jìn)行寬展、對像素個數(shù)少的灰度進(jìn)行壓縮，形成圖像局部高對比度，將各個不同灰度級按照線性或非線性的映射函數(shù)變換成不同的彩色，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；然后，將數(shù)字化圖像進(jìn)行傅立葉變換，然后按頻率的映射函數(shù)變換成不同的色彩，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；以青色(C)，洋紅色(M)，黃色(Y)、黑色(K)為參數(shù)建立足部CMYK空間模型，將數(shù)字化足部圖像的RGB空間映射到CMYK空間模型上，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯。再利用計算機對圖像進(jìn)行分割，利用灰度的Roberts算子檢測圖像中的不連續(xù)性特征，進(jìn)而提取圖像中足部與拍攝背景的邊界，然后把足部圖像從拍攝背景中分離出來，并按照圖像的灰度、形狀、紋理、色彩將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型。再提取足部曲面中的曲率、法向量、兩點間的法向量夾角等不變特征，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系；同時標(biāo)記足部圖像中至少三個點的兩兩距離關(guān)系，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系。剔除壞點匹配后，調(diào)整各圖像的比例關(guān)系使所有圖像的比例尺保持一致，然后將圖像數(shù)據(jù)二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成三維坐標(biāo)。然后對圖像進(jìn)行去噪、修補模型缺陷(補洞)、分割局部圖像、圖像結(jié)構(gòu)化、立體圖像表面平滑等全局優(yōu)化處理，初級足部三維模型；(5)模型擬合：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型轉(zhuǎn)化成同等比例，然后擬合到同一三維坐標(biāo)系中，形成與真實足部形狀一致或者接近一致的足部三維模型。(6)將三維模型的足弓形狀與同比例標(biāo)準(zhǔn)健康足弓進(jìn)行對比并計算兩者足弓高的高度差，然后在足部三圍模型足弓位置設(shè)置具有一定弧形的凹陷部，該凹陷部的弧形的高是高度差的1/3，形成修正三維模型；(7)制作鞋子：根據(jù)修正三圍模型制作鞋子，其中：制作鞋子的工藝為注塑(射)工藝，鞋內(nèi)底其與足弓相對應(yīng)的位置采用丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)制作，采用激光切割方式控制鞋內(nèi)底的制作精度，使鞋內(nèi)底任一缺陷的最大直徑不超過1mm；使鞋子的內(nèi)底與還原到真實足部比例的修正三維模型足底完全貼合，鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部的最小直線距離為0.1cm；內(nèi)底中置入無線通訊裝置和電源及充電裝置；對鞋內(nèi)底進(jìn)行打磨，使鞋內(nèi)底光滑。

實施例10：

采用如下方法制作矯形鞋：(1)采集足內(nèi)翻患者的足部數(shù)據(jù)：采用FSR壓力傳感器的平面測試裝置采集足底壓力分布數(shù)據(jù)，F(xiàn)SR壓力傳感器的數(shù)量不低于128個，采樣頻率為120-320Hz；采用拍攝裝置拍攝10張足部圖像，并采集患者的其他健康數(shù)據(jù)，獲得源數(shù)據(jù)；(2)利用網(wǎng)絡(luò)收集足部數(shù)據(jù)：利用有線網(wǎng)絡(luò)源數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理平臺；(3)壓力分布數(shù)據(jù)成像：利用計算機將足底壓力分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成足底三維圖像數(shù)據(jù)；將平面測試裝置其每個壓力傳感器的輸出值約束為0-4096，將壓力數(shù)據(jù)按照輸出值劃分為512個等級，其中每個等級包括8個幅度的壓力單位；將獲得壓力信號的傳感器按照原始位置還原到平面上，獲得記載足底壓力面積的平面系，該平面系的每個壓力傳感器獲得相對應(yīng)的x、y坐標(biāo)；其三，在垂直于平面系的方向上建立z坐標(biāo)軸，將每個傳感器的輸出值作為其z坐標(biāo)，獲得包含x軸、y軸、z軸的立體坐標(biāo)系，此時已將足底壓力分布數(shù)據(jù)建立形成初級足底三維圖像；其四，采用相鄰傳感器比較法或者相鄰傳感器平均法對z軸坐標(biāo)進(jìn)行插值處理，進(jìn)而消除三維圖像的不連續(xù)性；(4)足部圖像識別及三維建模：對收集到的圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將源數(shù)據(jù)中的每張足部圖像均變換成空間坐標(biāo)和灰度均離散化的數(shù)字化圖像；圖像變換步驟完成后，按照J(rèn)PEG標(biāo)準(zhǔn)對圖像進(jìn)行壓縮；去除圖像噪聲，即利用概率密度函數(shù)統(tǒng)計高斯噪聲、瑞利噪聲、伽馬噪聲、指數(shù)分布噪聲、均勻分布噪聲和脈沖噪聲后，對噪聲圖像進(jìn)行預(yù)濾波獲得噪聲方差，再根據(jù)噪聲的高頻特性利用均值濾波法或中值濾波法實現(xiàn)低通濾波；再次，建立圖像退化系統(tǒng)，即以數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系g(x，y)＝h(x，y)×f(x，y)+n(x，y)表達(dá)退化模型，其中x、y代表數(shù)字化圖像的二維坐標(biāo)點，g(x，y)代表退化圖像，h(x，y)代表退化函數(shù)，f(x，y)代表數(shù)字化的靜止二維圖像，n(x，y)代表外來噪聲作用。對h(x，y)進(jìn)行傅立葉變換后得到H(x，y)，利用表達(dá)式H(x，y)＝2.72^(-ρβ(x2+y2)^5/6)對H(x，y)賦值，再對賦值后的H(x，y)進(jìn)行逆向傅立葉變換后獲得h(x，y)的最終解，其中ρ代表數(shù)字化圖像局部單位面積內(nèi)的灰度級數(shù)，β代表數(shù)字化圖像局部的像素密度；然后，根據(jù)h(x，y)的計算結(jié)果、噪聲方差和噪聲的去除情況，對圖像退化模型進(jìn)行逆向推導(dǎo)，最終完全消除或部分消減圖像的空間退化(模糊)和點退化(噪聲)，得到復(fù)原圖像。再利用計算機對圖像進(jìn)行增強，對足部圖像進(jìn)行灰度分級，利用直方圖均衡法將圖像分成若干區(qū)域，運用直方圖均衡化按區(qū)域?qū)D像進(jìn)行運算、并且遍歷所有區(qū)域，對像素個數(shù)多的灰度級進(jìn)行寬展、對像素個數(shù)少的灰度進(jìn)行壓縮，形成圖像局部高對比度，將各個不同灰度級按照線性或非線性的映射函數(shù)變換成不同的彩色，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；然后，將數(shù)字化圖像進(jìn)行傅立葉變換，然后按頻率的映射函數(shù)變換成不同的色彩，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯；以照度(L)，紅色至綠色的亮度范圍(a)，藍(lán)色至黃色的亮度范圍(b)為參數(shù)建立足部Lab空間模型，將數(shù)字化足部圖像的RGB空間映射到Lab空間模型上，使數(shù)字化足部圖像的細(xì)節(jié)更加明顯。再利用計算機對圖像進(jìn)行分割，利用灰度的Preveit算子檢測圖像中的不連續(xù)性特征，進(jìn)而提取圖像中足部與拍攝背景的邊界，然后把足部圖像從拍攝背景中分離出來，并按照圖像的灰度、形狀、紋理、色彩將圖像分割成互不重疊的子區(qū)域，使各子區(qū)域能夠用于構(gòu)建三維模型。再對待拼接的兩片點云或其中一片點云進(jìn)行采樣，然后利用icp算法通過迭代計算使兩片點云上對應(yīng)點對、或?qū)?yīng)點面距離的均方誤差最小，迭代計算完畢后，約束足部曲面中的曲率、法向量、兩點間的法向量夾角等不變特征，用以去除不可靠或不兼容的對應(yīng)點對或點面，進(jìn)而確定匹配關(guān)系；同時以曲面的曲率為特征點，以角度、距離為約束條件，在點云間利用三點旋轉(zhuǎn)法建立點云匹配關(guān)系；提取足部曲面中的曲率、法向量、兩點間的法向量夾角等不變特征，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系；同時標(biāo)記足部圖像中至少三個點的兩兩距離關(guān)系，在其他點云中搜索對應(yīng)點并建立匹配關(guān)系。剔除壞點匹配后，調(diào)整各圖像的比例關(guān)系使所有圖像的比例尺保持一致，然后將圖像數(shù)據(jù)二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成三維坐標(biāo)。然后對圖像進(jìn)行去噪、修補模型缺陷(補洞)、分割局部圖像、圖像結(jié)構(gòu)化、立體圖像表面平滑等全局優(yōu)化處理，形成初級足部三維模型；(5)模型擬合：將利用足底壓力獲得的足底三維圖像數(shù)據(jù)與利用足部圖像獲得的初級足部三維模型進(jìn)行擬合，形成與真實足部形狀一致或者接近一致的足部三維模型；(6)模型修正：以足趾中心點-足部重心或跟中心點-足部重心為界限，將內(nèi)側(cè)足底整體下移4mm，同時將外側(cè)足底整體上移4mm，然后將調(diào)整后的足部三維模型進(jìn)行圖像平滑處理，形成修正三維模型。(7)制作鞋子：根據(jù)修正三維模型利用3D打印技術(shù)直接打印鞋墊,鞋墊與還原到真實足部比例的修正三維模型足底完全貼合；利用數(shù)控編織工藝編織鞋面，鞋面內(nèi)側(cè)任一點與足上部的最小直線距離為0.05cm；內(nèi)底中置入溫控裝置，鞋子內(nèi)底的拉伸強度為11kgf/mm²。采用機器視覺對鞋內(nèi)底進(jìn)行缺陷識別，當(dāng)鞋內(nèi)缺陷直徑超過1mm時，采用3D打印方式修正鞋內(nèi)底缺陷，使鞋子的內(nèi)底與真實足底完全貼合，鞋面內(nèi)側(cè)與足上部完全貼合。