(华侨大学机电及自动化学院，福建 厦门361021）

鞋楦作为鞋的基准，其设计制作过程是制鞋的关键工序之一。随着信息技术的发展，将数字化技术应用到鞋业生产中，能够有效缩短制鞋周期，加快产品更新换代的周期，提高企业的市场竞争力。笔者采用自主研制开发的三维楦型激光扫描仪获得鞋楦的三维表面点云数据，基于有符号距离场表面重构方法构造鞋楦曲面网格模型，实现鞋楦的数字化设计，为个性化鞋楦快速定制奠定基础。

1 鞋楦模型重构

常用的曲面重构方法主要有Delaunay三角剖分的方法、切片法、径向基函数法、水平集法和有向距离场隐函数法等。笔者采用基于有向距离场的三角网格曲面重构方法，其原理示意图如图1所示[1-2]。空间任意一点到待求曲面的距离与该点在曲面上最近点的法矢方向有关，如果该点和其对应点的法矢方向一致，则设该点到曲面的距离为正，否则为负，则正距离与负距离场的界面——0等值面即为所求曲面。

点云三角网格模型重构流程如图2所示。

图1 有向距离场示意图

1．1 点云数据获取

采用自主研制开发的鞋楦／脚型激光扫描测量系统进行楦面数据采集，获得鞋楦的点云数据。

1．2 顶点法矢计算

由于点云数据只包含点的坐标信息，没有任何的拓扑结构信息，所以每一点的微分几何信息如曲率、法矢等，只能由其最临近的一些点来决定。搜索点云中任一点的k个最临近点的方法一般有栅格法、八叉树法、近似最近邻库ANN方法以及k-d树方法等[3]。……