[發明專利]從鞋楦樣本集生成統計變形模型的方法

無效

• 申請號: 201010143706.5
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN102214250A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 羅勝
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 溫州高翔專利事務所 33205
• 代理人: 朱德寶;蔡呈勝

技術領域

本發明涉及一種從鞋楦樣本集生成統計變形模型的方法，可以表達、存儲、傳輸和設計鞋楦。

背景技術

鞋楦的形狀都比較近似，除去大小的因素外，似乎都與標準形狀相像，但事實上，各個鞋楦有些部位形狀始終變化不大，不同鞋楦的此部位都基本相同，例如鞋楦的腳跟；而有些部位在個體間的變異非常大，這些部位就是設計、測量的關鍵部位，例如鞋楦的腳尖。因此可以把每只鞋楦看成是由共性和個性兩部分組合而成，共性是標準鞋楦，個性是與標準鞋楦不同的部分。

傳統的鞋楦設計往往先掃描近似鞋楦，再對需要修改的部位進行修改，這種方法等間距地測量出鞋楦表面所有點，來獲得被測量物體的三維模型，所獲得的對象模型常常是十幾萬個點，多則上百萬個點，至少也有數萬個點。修改這些點中的一部分是困難的，因此過去的鞋楦數字化設計時，僅僅是把幾個鞋楦的不同部位裁剪出來拼合在一起作為新的鞋楦。顯然這種設計的變動范圍是受限制的，并且是低效率的。

參考GB3293-82(中國鞋號及鞋楦尺寸系列)中各型號鞋楦的主要參數，如鞋長、號型、長度、拓圍、附圍、寬度、楦體尺寸等等，僅不到20個參數。因此，鞋楦形狀的個性部分是可以用少量的參數來進行控制，調整這些參數，就可以獲得相應形狀的鞋楦，這種參數化設計鞋楦的方法，將可以提高鞋楦設計的自由程度，增加鞋楦數字化設計的水平。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種用較少的數據表達鞋楦三維形狀

的從鞋楦樣本集生成統計變形模型的方法，它解決了傳統鞋楦設計修改困難，變動范圍受限制及設計效率低的問題。

為解決上述技術問題，本發明一種從鞋楦樣本集中生成統計變形模型的方法，包括有以下步驟：

1)選擇鞋楦樣本集；

2)依次對鞋楦樣本集中的鞋楦樣本掃描得到對應點云；

3)設置能反映鞋楦形狀特征的鞋楦特征點；

4)將點云姿勢擺正；

5)從點云中提取各個樣本的特征點作為代表樣本的點模型；

6)各樣本的點模型對齊到同一坐標系下，得到鞋楦樣本集的對齊點模型；

7)采用主成份分析方法從鞋楦樣本集的對齊點模型中提取主形狀因子；

8)輸出鞋楦的統計變形模型。

本發明解決了如今制鞋廠商只有得到鞋楦實物后再進行修改的鞋楦設計方式，可以在計算機上變化主形狀因子向量，產生形狀近似的系列鞋楦，進行鞋楦參數化設計；也可以把已有的鞋楦形狀保存到數據庫，然后提取并存儲主分量，壓縮存儲空間，減少數據冗余，增加檢索性能；減少了鞋楦的掃描工作，新的鞋楦工廠只需要購買鞋楦數據庫就可以生產已有鞋楦，設計新鞋楦，有效的為制鞋產業節約了人力和財力；統計變形模型可以準確反映鞋楦形狀的統計規律，統計變形模型的精簡表達方式方便數據存儲傳輸，是表達、存儲、傳輸、設計鞋楦、量腳定楦、腳型初估的關鍵技術；本發明進行了三次降維操作，先用三坐標測量設備掃描鞋楦樣本得到點云，然后從點云中提取特征點，再對特征點進行主成份分析，這種處理可以得到控制鞋楦形狀的主要因素，如果每個鞋楦都用成千上萬個掃描點表示，目前還沒有數據庫可以存儲這樣的數據，但是用統計變形模型的方式，只需要存儲b_3D數據，將成千上萬個點云數據壓縮到少量幾個數據，可在精簡表達的基礎上就有了建立鞋楦三維形狀數據庫。

附圖說明

圖1本發明的流程圖；

圖2鞋楦設計的底樣圖和側立面圖；

圖3經線的切割圖；

圖4緯線的切割圖；

圖5經線和緯線決定特征點的示意圖；

圖6鞋楦點模型樣本對齊的方法流程圖。

具體實施方式

本發明的技術解決方案如圖1所示，包括如下步驟：

1、選擇鞋楦樣本集。鞋楦樣本集的選擇對主分量分析有著重要影響，不同的樣本集，將得到不同的結果，樣本集如果側重某類型的鞋楦，那么統計變形模型表達此類鞋楦將更準確，而其它類型的鞋楦將表達得粗糙一些。如果樣本集全集中在某類型特別的鞋楦上，得到統計變形模型將可能無法表達其它類型的鞋楦，本實施例中總共掃描了121只不同的鞋楦，其中小童、中童、大童、成年女性、成年男性各個碼段配置如表1所示，數量配置是根據鞋楦分檔和人口分布統計規律兩方面因素得出的。

表1??鞋楦樣本的組成