[發(fā)明專利]一種基于擴展測地線能量優(yōu)化的數(shù)字鞋楦圍長測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210327736.0
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102860633A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿衛(wèi)東;李萌堅;潘云鶴
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: A43D1/04
• 分類號: A43D1/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制鞋行業(yè)中數(shù)字化鞋楦上的圍長測量方法，特別地，涉及一種基于擴展測地線能量優(yōu)化的、精確的、快速的圍長測量方法。

背景技術(shù)

鞋楦是用來輔助鞋類成型的模具，它的設(shè)計和制作在制鞋流程中處于中心環(huán)節(jié)。設(shè)計師通過測量鞋楦長、寬、高和圍長等參數(shù)，結(jié)合經(jīng)驗和專業(yè)知識，設(shè)計出美觀舒適的鞋；技術(shù)工人通過測量鞋楦的各個參數(shù)，實現(xiàn)鞋楦質(zhì)量的檢測。傳統(tǒng)的鞋楦測量只能在實體鞋楦上進行，測量者需使用卡尺、直尺、皮尺等工具手工完成測量。中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T?3293-2007?《中國鞋楦系列》和GB/T?3294-1998?《鞋楦尺寸檢測方法》對鞋楦圍長的測量方法進行了規(guī)范。

現(xiàn)代工業(yè)中隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，制鞋行業(yè)中越來越多的環(huán)節(jié)在計算機中完成。對于數(shù)字鞋楦，長、寬和高等參數(shù)較易測量，但對圍長仍無有效的、精確的測量方法。數(shù)字鞋楦上的圍長測量目前只有以下近似的方法：

1、截平面法：用一經(jīng)過定位點的平面與鞋楦模型相截，平面與鞋楦表面的交線即作為相應(yīng)的圍長。

2、測地線法：在鞋楦表面上求出定位點之間的測地線，首尾相接成閉合的曲線，以該曲線作為鞋楦圍長。

制鞋行業(yè)中對圍長測量的精度要求為正負(fù)0.5毫米，而這些測量技術(shù)均存在較大誤差。鞋楦圍長曲線一般不會落于一個平面內(nèi)，用截面法所得的圍長曲線為一平面曲線，只是一條與圍長曲線位置大致相同的曲線；測地線是曲面上局部最短路徑，基于皮尺拉緊即為最短這一假設(shè)，測地線似乎是較好的近似，但測地線沒有寬度，與具有寬度和厚度屬性的皮尺還有不可忽略的偏差。

因此，在數(shù)字化鞋楦上提出一種滿足精度要求，并且穩(wěn)定可靠的圍長測量方法已經(jīng)成為制鞋CAD技術(shù)發(fā)展的客觀要求，也是制鞋行業(yè)提高生產(chǎn)效率的實際需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于數(shù)字化鞋楦的精確的圍長測量方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來是實現(xiàn)的：一種基于擴展測地線能量優(yōu)化的數(shù)字鞋楦圍長測量方法，其步驟如下：

1）讀入鞋楦模型和測量定位點，設(shè)定皮尺寬度和厚度參數(shù)，根據(jù)定位點位置和皮尺參數(shù)裁去遠(yuǎn)離測量區(qū)域的模型點和面；

2）計算鞋楦模型上測量定位點之間的測地線，以此為擴展測地線的初值；

3）在鞋楦模型上將步驟2）中的測地線擴展為和皮尺同寬的子曲面，沿著子曲面的長和寬兩個維度進行均勻采樣；

4）在平面內(nèi)構(gòu)造質(zhì)點彈簧系統(tǒng)，并用步驟3）中得到的采樣點初始化質(zhì)點位置；

5）為步驟4）中的質(zhì)點添加鞋楦曲面約束，即將質(zhì)點的運動加速度約束于曲面的局部切平面內(nèi)；

6）計算時間步長下系統(tǒng)的運動增量，更新質(zhì)點的位置、速度和加速度；

7）將更新后的質(zhì)點重投影回鞋楦模型表面；

8）重復(fù)步驟5）至步驟7）的過程，直至系統(tǒng)質(zhì)點的位置、速度增量小于給定的閾值；

9）提取數(shù)字鞋楦上質(zhì)點的路徑，沿著曲面的法向偏移皮尺的厚度得到鞋楦相應(yīng)的圍長路徑，計算的路徑的長度即得到圍長。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的方法能夠直接測量數(shù)字化三維鞋楦模型的圍長。目前，需要測量鞋楦圍長時，首先需將數(shù)字鞋楦實體化，即用刻楦機雕刻出木質(zhì)或塑料質(zhì)地的實體鞋楦，然后在實體鞋楦上用皮尺手工測量圍長。這一過程耗時耗材，對鞋楦反復(fù)修改的周期很長。本發(fā)明直接在數(shù)字鞋楦上測量圍長，避免了鞋楦實體化的過程，極大提高了鞋楦設(shè)計、鞋楦質(zhì)檢的生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明子曲面構(gòu)造和采樣的步驟；

圖3為本發(fā)明質(zhì)點彈簧系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖；

圖4為本發(fā)明質(zhì)點的位置初始化示意圖；

圖5為數(shù)字鞋楦上測量所得跖圍長的效果圖；

圖6為六款鞋楦實施例的測量結(jié)果圖。

具體實施方式

讀取并處理制造業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)的IGES格式的鞋楦文件，文件中鞋楦一般以NURBS曲面表示，對其參數(shù)進行采樣并生成三角網(wǎng)格模型。方法的具體實施方式如下：

步驟1：讀入鞋楦模型以及測量定位點位置a和b，設(shè)定皮尺參數(shù)：皮尺寬度w、厚度參數(shù)t，擴展曲面在長度方向的采樣數(shù)N，擴展曲面在寬度方向的采樣數(shù)M。根據(jù)定位點位置和皮尺參數(shù)裁去遠(yuǎn)離測量區(qū)域的模型點和面。

步驟2：計算鞋楦模型上測量定位點之間的測地線，以此為擴展測地線的初值。