[發(fā)明專(zhuān)利]根據(jù)腳型多幅圖像定制數(shù)字化鞋楦的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010213662.9
• 申請(qǐng)日: 2010-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101887477A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅勝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 溫州大學(xué);羅勝
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50;G06T7/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從腳型多幅圖像定制數(shù)字化鞋楦的方法，具有全自動(dòng)進(jìn)行、快速高效、使用簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)，可以量腳定楦，也可以用于腳型測(cè)量、腳型重建、鞋楦設(shè)計(jì)、鞋及楦定制等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種根據(jù)腳型多幅圖像定制數(shù)字化鞋楦的方法，可以生成與腳型形狀相吻合的三維數(shù)字化鞋楦，可以量腳定楦，也可以用于腳型測(cè)量、腳型重建、鞋楦設(shè)計(jì)、鞋及楦定制等領(lǐng)域。

鞋楦是根據(jù)大量腳型統(tǒng)計(jì)結(jié)果制作的標(biāo)準(zhǔn)化制鞋工具，是根據(jù)腳型和制鞋要求加工而成的制鞋模具，其實(shí)就是標(biāo)準(zhǔn)化的腳型。這種標(biāo)準(zhǔn)化的鞋楦，抹去了腳型中的個(gè)性因素，強(qiáng)調(diào)腳型中的共性形狀，有利于大批量的生產(chǎn)，但對(duì)有個(gè)性特點(diǎn)的腳型不利，會(huì)強(qiáng)迫客戶適應(yīng)與自己腳型并不一致的鞋腔。并且，過(guò)去的鞋楦并不是根據(jù)腳型分布規(guī)律設(shè)計(jì)的，而是由有經(jīng)驗(yàn)的制楦師傅手工制作母楦，再在仿形機(jī)床上加工出來(lái)的。由于母楦是手工制作，偏重于經(jīng)驗(yàn)，缺乏統(tǒng)計(jì)規(guī)律的支持，與腳型不吻合不足為奇。提高鞋的舒適度，保證鞋靴合腳的關(guān)鍵技術(shù)，是量腳定楦。這對(duì)從事特定職業(yè)的人員，尤其是運(yùn)動(dòng)員、舞蹈演員、軍人等，對(duì)量腳定楦的需求更加迫切。

但是在人足到鞋楦的環(huán)節(jié)上，一直缺乏有效的技術(shù)手段。傳統(tǒng)的手工測(cè)量方法，使用布基鞋用帶尺、游標(biāo)卡尺、踩印盒、卷尺等工具進(jìn)行測(cè)量腳型的關(guān)鍵部位，然后人工記錄，速度較慢、精度低，而且不能直接得到三維模型。比較現(xiàn)代的方法，如接觸式三坐標(biāo)測(cè)量的威力手設(shè)備，或者使用激光逐點(diǎn)測(cè)距生成三維點(diǎn)云的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，或者采用三角測(cè)量原理投影激光束逐切面掃描生成三維點(diǎn)云的激光測(cè)量，都得到由大量的點(diǎn)云表示的腳型。由于點(diǎn)的數(shù)量太多，僅可以測(cè)量腳型的關(guān)鍵參數(shù)，如果要定制鞋楦還需要大量的手工處理，無(wú)法直接從腳型得到鞋楦。潘云鶴院士改進(jìn)了這種方法(鞋楦造型個(gè)性化設(shè)計(jì)方法，申請(qǐng)?zhí)?1130405.7)，先利用三維掃描儀獲取人腳的三維數(shù)據(jù)并建模，然后將其與標(biāo)準(zhǔn)鞋楦模型進(jìn)行比較，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鞋楦進(jìn)行調(diào)整，以生成符合特定顧客腳型的特定鞋楦模型。但是這種方法所用的標(biāo)準(zhǔn)鞋楦，是按要求選擇、與目標(biāo)腳型形狀近似的鞋楦，在調(diào)整過(guò)程中需要手工調(diào)節(jié)，沒(méi)有充分利用鞋楦數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)屬性。而且，無(wú)論是接觸式掃描，還是激光掃描，由于采用了掃描的方式，因此速度慢，并且無(wú)法掃描到腳型的首尾，在腳型的首尾部分精度很低。而且激光方式易受物件表面光學(xué)性質(zhì)和環(huán)境光、雜射光影響。

采用對(duì)腳型成像，從多幅圖像計(jì)算數(shù)字化鞋楦的方法，相比以前的方法，具有速度快、成本低、靈活簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。本發(fā)明所涉及的方法，不同于專(zhuān)利CN200510061271.9(面向稀疏網(wǎng)格的基于曲面細(xì)分的三維腳型數(shù)據(jù)測(cè)量方法)，也不同于專(zhuān)利CN200710068032.5(綜合三維腳型全局參數(shù)和局部橫截面調(diào)整的個(gè)性化鞋楦模型生成方法)。這兩個(gè)專(zhuān)利中的初始模型都來(lái)自于與目標(biāo)腳型近似的一個(gè)模型，然后對(duì)初始模型進(jìn)行變形。本發(fā)明的方法，類(lèi)似于用僅有少量點(diǎn)撐起的彈性襪子套到目標(biāo)腳型上。如果襪子與目標(biāo)對(duì)象不一致，有些點(diǎn)在腳型表面以外，而有些點(diǎn)在腳型表面以內(nèi)，那么把在外面的點(diǎn)向里面移動(dòng)，而里面的點(diǎn)向外面移動(dòng)。同時(shí)，由于襪子的支撐點(diǎn)是鞋楦的統(tǒng)計(jì)模型，受到鞋楦統(tǒng)計(jì)參數(shù)的約束，必須仍然保持鞋楦的形狀，因此每次這些移動(dòng)不能只移動(dòng)在外面的點(diǎn)或者在里面的點(diǎn)，而必須全部點(diǎn)一起移動(dòng)。這些點(diǎn)相互牽制，不能一次移動(dòng)就與目標(biāo)對(duì)象一致，但是每次移動(dòng)后，無(wú)論是外面還是里面的點(diǎn)，都更接近于目標(biāo)對(duì)象。經(jīng)過(guò)多次這樣的移動(dòng)，襪子必然與腳型一致，兩者在各視的投影一致，此時(shí)得到與腳型一致的襪子。本發(fā)明的最大特點(diǎn)在于，充分利用了鞋楦的統(tǒng)計(jì)屬性。

這種用統(tǒng)計(jì)變形模型擬合目標(biāo)腳型的方法，去除了腳型的細(xì)節(jié)特征的影響，只考慮主要形狀特征，充分利用了鞋楦是標(biāo)準(zhǔn)化的腳型的特點(diǎn)，用鞋楦的統(tǒng)計(jì)屬性捕捉腳型間的大致外形輪廓，簡(jiǎn)單實(shí)用。用這種方法進(jìn)行腳型測(cè)量、量腳定楦，無(wú)疑成為客戶小批量定制生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵，將提高鞋靴的設(shè)計(jì)水平，把人足、楦、鞋的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)貫通，保證數(shù)字化的數(shù)據(jù)暢通無(wú)礙，對(duì)提升整個(gè)制鞋產(chǎn)業(yè)質(zhì)量無(wú)疑有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明可以從腳型直接生成數(shù)字化鞋楦，解決了量腳定楦的難題，也同時(shí)解決傳統(tǒng)鞋楦設(shè)計(jì)修改困難、變動(dòng)范圍受限制及設(shè)計(jì)效率低等的問(wèn)題，可以用于腳型測(cè)量、鞋及楦定制、鞋楦設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。本發(fā)明首先通過(guò)鞋楦樣本計(jì)算鞋楦的統(tǒng)計(jì)變形模型，然后由多視圖像驅(qū)動(dòng)統(tǒng)計(jì)變形模型變形來(lái)擬合腳型圖像，最后得到鞋楦模型，具體包括有以下10個(gè)步驟：

1、選擇鞋楦樣本，構(gòu)成鞋楦樣本集；

2、設(shè)計(jì)標(biāo)記點(diǎn)，在每只鞋楦樣本上確定標(biāo)記點(diǎn)的位置，然后用三坐標(biāo)掃描儀把標(biāo)記點(diǎn)的位置掃描到計(jì)算機(jī)，作為樣本的點(diǎn)分布模型；