基于压力的足迹标定与特征提取方法研究

作     者：郭泽尧 谷玉海 刘沐 

作者机构：北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室 北京信息科技大学机电工程学院 北京理工大学睿信书院 

出 版 物：《华中科技大学学报(自然科学版)》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：现代测控技术教育部重点实验室开放课题(KF20222223205)项目资助 

主　　题：足迹标定 特征提取 图像处理 足底压力 足底静态特征 

摘      要：为解决足底压力采集仪设计和罕见疾病足底压力分析中的足迹标定和特征提取问题，以薄膜式足底压力采集板的原始数据为研究对象，提出了一种准确率高、标定效果好的足迹标定与特征提取算法。首先，对图像进行中值滤波和阈值二值化，去除噪声干扰；其次，通过轮廓提取算法获取足迹外轮廓，并用水平矩形框初次标定；其中，针对足迹脚掌断开的情况，引入足迹融合算法，确保了足迹标定的完整性；同时，针对特殊站姿下的水平矩形框标定缺陷问题，提出了足迹区域矫正算法，保证了足迹特征值的准确性；最后，根据矫正后的足迹及其分区坐标，即可计算足底压力特征值。通过足迹标定可靠性验证实验表明，站立姿势下IoU (Intersection over Union)平均值可达90%以上，行走姿势下IoU平均值可达85%以上；二者的足迹标定准确率均为100%；形心相对距离均不超过0.100，且站立姿势下更低。由此证明，足迹标定算法具有较高的可靠性。