Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел

Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел состоит из металлического каркаса, в верхней части которого размещена прозрачная опорная пластина, под которой установлено зеркало под углом 10-45° к плоскости пола. В верхней части каркаса под опорной пластиной размещены светильники для освещения поверхности исследуемых тел. На верхней и нижней поверхностях опорной пластины размещены эталонные точки, которые могут быть выполнены в виде сферических объемных маркеров, расположение которых является базовым эталоном алгоритмов расчета графико-математических индексов при компьютерной обработке цифровых фотографий. Для точного позиционирования цифрового фотоаппарата, устанавливаемого в пределах оптической видимости отражения нижней поверхности исследуемых тел в наклонном зеркале, на верхней поверхности опорной пластины, на удаленном от исследователя краю пластины, установлен лазерный корректор. По лучу лазера происходит определение оптической оси фотоаппарата и уровня плоскости верхней поверхности опорной пластины устройства.

Полезная модель относится к исследованию поверхностей плоских и объемных тел в нагруженном состоянии, в том числе и тела человека и может найти применение при топографическом мониторинге изменений мышечной массы, рельефных характеристик человека в процессе повседневной жизни, занятий фитнесом, спортом, танцами, при матричной технологии изготовления индивидуальной обуви, при проектировании одежды и обуви, при обучении учащихся художественных и медицинских учебных заведений основам пластической анатомии.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели, выбранным в качестве прототипа, является устройство для экспресс-диагностики патологии стоп содержащее горизонтальную, плоскопараллельную, выполненную из оптически прозрачного материала, опорную пластину для размещения стоп, установленную под ней, под углом к опорной пластине, зеркало и блок освещения (Полезная модель РФ 38571). Опорная пластина, зеркало и блок освещения установлены на металлической раме, при этом блок освещения выполнен в виде двух светильников установленных на противоположных, боковых сторонах рамы, под опорной пластиной, на которой нанесена масштабная сетка. Эта масштабная сетка и позволяет визуально определять районы патологии стоп человека.

Недостатком прототипа является возможность только визуального определения деформации стоп, которое зависит от субъективного мнения и квалификации специалиста, определяющего такие деформации. Для этой цели на опорной пластине и нанесена масштабная сетка.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности определения параметров рельефа плоских и объемных тел путем получения цифровых фотографий с дальнейшей их компьютерной обработкой специальными программами, созданными и зарегистрированными заявителем. Эти программы позволяют путем компьютерной обработки цифровой фотографии поверхности тела получить информацию в графико-математическом виде в текстовом формате.

Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел состоит из металлического каркаса, в верхней части которого размещена прозрачная опорная пластина, под которой установлено зеркало под углом 10-45° к плоскости пола. В верхней части каркаса, под опорной пластиной, размещены светильники для освещения поверхности исследуемых тел.

На верхней и нижней поверхностях опорной пластины размещены эталонные точки, которые могут быть выполнены в виде сферических объемных (диаметр 3-4 мм) маркеров-маячков, расположение которых является базовым эталоном алгоритмов расчета графико-математических индексов при компьютерной обработке цифровых фотографий. Масштабная сетка в прототипе не дает возможности получить качественную, с точки зрения компьютерной обработки, цифровую фотографию, так как вносит дополнительную, ненужную информацию на фотографии, что искажает конечный результат исследования.

Заявителем разработана конструкторская документация и изготавливаются модели: «ПА-2001-2008 визуальная», «ФА-2001-2008-фото», «ПлантоВизорСкан», «ПлантоВизор 2001-2008», «ПлантоВизор Синди 2001-2008», «ПлантоВизор Синди Грация 2001-2008» устройства, называющегося модулем зеркального типа «ПлантоПодоСкоп Кузнецова С.В. 2001-2008».

Для реализации компьютерных программ заявителя на верхней поверхности опорной пластины размещены восемь эталонных точек в виде квадрата с шириной стороны 300 мм и расстоянием между точками - 150 мм. На нижней поверхности размещены четыре эталонные точки, ответные четырем из восьми точек верхней поверхности. Эталонных точек может быть и другое количество, в зависимости от того, как определяются координаты поверхности тела в компьютерной программе.

Для точного позиционирования цифрового фотоаппарата, устанавливаемого в пределах оптической видимости отражения нижней поверхности исследуемых тел в наклонном зеркале, на верхней поверхности опорной пластины, на удаленном от исследователя краю пластины, установлен лазерный корректор. По лучу лазера происходит определение оптической оси фотоаппарата и уровня плоскости верхней поверхности опорной пластины устройства. Лазерный корректор установлен так, что бы его луч был направлен вдоль прямой, соединяющей две центральные эталонные точки продольного направления расположения тела на верхней поверхности опорной пластины.

В некоторых случаях требуется исследование поверхностей объемного тела на видах спереди, сбоку, сзади. Компьютерная программа заявителя позволяет производить и такие исследования. В этом случае, опорная пластина может быть выполнена поворотной, например в виде диска, на котором также размещены эталонные точки и лазерный корректор. Фотографирование производится при повороте находящегося на диске тела через 90°. Поворот диска может осуществляться либо вручную, либо через редуктор электроприводом. Полученные цифровые фотографии тела вводятся в компьютер и обрабатываются соответствующей программой.

На фиг.1 схематически представлен продольный разрез заявляемого устройства, на фиг.2 - вид верхней поверхности опорной пластины, на фиг.3 - вид нижней поверхности опорной пластины, на фиг.4 - вид верхней поверхности опорной пластины, выполненной в виде поворотного диска.

Устройство для оптического доступа к поверхности плоских и объемных тел содержит металлический каркас 1 с опорной прозрачной пластиной 2, расположенной в верхней части каркаса 1. Внутри каркаса 1 под опорной пластиной 2 наклонно установлено зеркало 3 и светильники 4. На верхней поверхности опорной пластины 2 установлен лазерный корректор 5 и размещены эталонные точки 6. Лазерный корректор 5 расположен так, что его луч направлен вдоль от эталонной точки 6¹ к эталонной точке 6², расположенные на верхней поверхности опорной плиты 2. Эталонные точки 6 ¹ и 6² на верхней поверхности опорной плиты 2 имеют ответные эталонные точки 7¹ и 7² на нижней поверхности опорной пластины 2. В случае использования для диагностики поворотной опорной пластины в виде диска 8, на верхней поверхности которого также установлен лазерный корректор 5 и размещены эталонные точки 6. В частном случае на диске размещены четыре эталонные точки и лазерный корректор установлен таким образом, что луч лазера направлен вдоль прямой, соединяющей две диагональные эталонные точки 6¹¹ и 6²².

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается на горизонтальную поверхность, например на пол. Для исследования нижней поверхности тел оптическая ось цифровой фотокамеры, которая соединена с компьютером для последующей программной обработки цифровой фотографии, выставляется по лучу лазерного корректора 5 таким образом, что ее объектив направлен на зеркало 3, причем изображение на дисплее фотокамеры включает в себя все эталонные точки 6, 7. Если исследуется стопы человека, то человек встает на прозрачную опорную пластину 2, размещая стопы ног между эталонных точек 6. Делается цифровая фотография стоп, на которой присутствуют эталонные точки, которая отправляется в компьютер. Оператор проставляет на фотографии реперные точки, которые совпадают с эталонными и расстояния между которыми являются базовыми эталонами алгоритмов расчета графико-математических индексов. Затем производится компьютерная обработка цифровой фотографии с получением информации в текстовом формате.

При исследовании поверхностей объемного тела на видах спереди, сбоку, сзади оптическая ось цифровой фотокамеры также выставляется по лучу лазерного корректора 5 с получением изображения эталонных точек 6, расположенных на поворотной опорной пластине 8. Далее производятся фотографии тела спереди, сбоку, сзади, поворачивая опорную пластину в виде диска, например, вручную, через 90°. Компьютерная обработка

полученных цифровых фотографий производится так же, как описывалось выше, но другими программными средствами.

Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить оптимальный оптический доступ к поверхностям плоских и объемных тел для получения цифровых фотографий, преобразования параметров рельефа плоских и объемных объектов в цифровую форму и аналоговой интерпретации графико-математических символов в текстовой формат.

1. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел, содержащее металлический каркас с опорной пластиной, расположенной в верхней части каркаса, наклонное зеркало под опорной пластиной и светильники, отличающееся тем, что на опорной прозрачной пластине размещены эталонные точки и установлен лазерный корректор.

2. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.1. отличающееся тем, что опорная пластина выполнена из прозрачного материала.

3. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.2. отличающееся тем, что эталонные точки на верхней поверхности опорной пластины расположены симметрично оси симметрии опорной пластины.

4. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.3, отличающееся тем, что эталонные точки расположены на сторонах квадрата с расстоянием между ними в два раза меньшим ширины стороны квадрата.

5. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.2, отличающееся тем, что эталонные точки на нижней поверхности опорной пластины расположены ответно части эталонных точек верхней поверхности опорной пластины.

6. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.1, отличающееся тем, что лазерный корректор установлен на верхней поверхности опорной пластины вдоль оси симметрии, соединяющей центральные эталонные точки.

7. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.1, отличающееся тем, что опорная пластина выполнена поворотной.

8. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.7, отличающееся тем, что поворотная опорная пластина выполнена в виде диска.

9. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.7, отличающееся тем, что эталонные точки на верхней поверхности поворотной опорной пластины расположены на перпендикулярных осях симметрии пластины.

10. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.7, отличающееся тем, что лазерный корректор установлен вдоль одной из осей симметрии поворотной опорной пластины.

11. Устройство для оптического доступа к поверхностям плоских и объемных тел по п.1, отличающееся тем, что эталонные точки выполнены в виде сферических объемных маркеров.