[發明專利]基于橢圓傅里葉描述的成年男子系列人臺構建方法

有效

• 申請號: 201410074961.7
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103783706A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 夏明;劉佳玟;蔡力強;楊子田;王詠梅;張文斌;楊姣;滕海燕;肖梅雙
• 申請（專利權）人: 湖南省忘不了服飾有限公司;東華大學
• 主分類號: A41H5/00
• 分類號: A41H5/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

1.一種基于橢圓傅里葉描述的成年男子系列人臺構建方法，其特征在于，其步驟為：

（1）采用抽樣統計的方法確定目標群體的控制部位尺寸均值；

（2）對每個控制部位尺寸設定一定的容差范圍，根據均值和容差范圍進行條件抽樣，對抽樣樣本進行三維掃描，獲得樣本的三維模型數據；

（3）將每個樣本的三維掃描數據轉化為一組均勻間隔的水平斷面輪廓曲線，并將每個水平斷面曲線按照人體的前中心或后中心對齊，將對齊后的輪廓曲線，轉換為橢圓傅里葉級數的形式進行描述；利用橢圓傅里葉的特性，對抽樣群體的三維平均形態進行計算，得到三維虛擬人臺模型。

2.根據權利要求1所述基于橢圓傅里葉描述的成年男子系列人臺構建方法，其特征在于，所述步驟（1）中進行目標人群抽樣測量的詳細步驟為：

（1.1）按地區、性別、年齡段、體型類別，對目標人群進行抽樣測量，并進行統計分析，得到目標人群的控制部位尺寸均值和標準差；

（1.2）依據步驟（1.1）的統計結果，確定目標人群的總體特征，并以身高、胸圍等控制部位尺寸統計均值為中心，標準差為閾值，對目標總體進行條件抽樣，即抽樣樣本的各部位測量尺寸都必須在區間內；對條件抽樣的樣本的進行三維掃描，獲得P個抽樣樣本的三維模型數據；根據抽樣測量結果計算各測量部位尺寸的均值和標準差數據。

3.根據權利要求2所述基于橢圓傅里葉描述的成年男子系列人臺構建方法，其特征在于，所述步驟（1.1）中，所述體型類別依據國家標準的體型分類方法，或者按臀胸差進行分類。

4.根據權利要求2所述基于橢圓傅里葉描述的成年男子系列人臺構建方法，其特征在于，所述步驟（1.1）中，測量方法采用馬丁儀器的手工接觸式測量法或三維掃描非接觸式測量法。

5.根據權利要求2所述基于橢圓傅里葉描述的成年男子系列人臺構建方法，其特征在于，所述步驟（1.1）中，測量的主要部位尺寸有：身高、胸圍、腰圍、臀圍，肩寬、坐姿頸椎點高。

6.根據權利要求1～5中任意一項所述基于橢圓傅里葉描述的成年男子系列人臺構建方法，其特征在于，所述步驟（3）的詳細步驟為：

（3.1）將各樣本三維模型的軀干部分，以M個，等距的水平平面，即平行于XOY平面進行分割，獲得軀干部分各個水平斷面的輪廓曲線，且第一個平面通過大腿根部，最后一個平面通過第七頸椎點；

（3.2）以各斷面曲線輪廓的起始點設定為與人體正中平面的交點，即各水平斷面與前中或后中的交點，按以下方法將各斷面曲線轉換為橢圓傅里葉描述子：

各水平斷面輪廓上各采樣點在x，y軸上投影的橢圓傅里葉級數展開為：

x(t)=A0+Σn=1N[Ancos(2πntT)+Bnsin(2πntT)]---(1)]]>

y(t)=C0+Σn=1N[Cncos(2πntT)+Dnsin(2πntT)]---(2)]]>

其中：A₀為輪廓中心點x坐標；C₀為輪廓中心點y坐標；n為諧波次數；N為最大諧波次數，即近似逼近的橢圓個數；t為點沿輪廓的累積位移，即輪廓起點到點p弧長；T為總的累積位移，即輪廓周長；

將輪廓離散為K個采樣點近似描述，則X方向的橢圓系數A_n，B_n分別為：

An=T2n2π2Σp=1KΔxpΔtp[cos(2πntpT)-cos(2πntp-1T)]---(3)]]>

Bn=T2n2π2Σp=1KΔxpΔtp[sin(2πntpT)-sin(2πntp-1T)]---(4)]]>

Y方向的橢圓系數C_n，D_n分別為：

Cn=T2n2π2Σp=1KΔypΔtp[cos(2πntpT)-cos(2πntp-1T)]---(5)]]>

Dn=T2n2π2Σp=1KΔypΔtp[sin(2πntpT)-sin(2πntp-1T)]---(6)]]>

其中：K為輪廓的總采樣點數；n為諧波次數；Δx_p為從輪廓點p到輪廓點p+1兩點間沿X軸方向的位移量；Δy_p為從輪廓點p到輪廓點p+1兩點間沿Y軸方向的位移量；T為輪廓周長；Δt_p為輪廓點p到輪廓點p+1間的距離，即

Δtp=Δxp2+Δyp2---(7)]]>

輪廓的中心點O在x，y軸方向的投影，即傅里葉級數的直流分量，分別為：

A0=1TΣp=1K[Δxp2Δtp(tp2-tp-12)+ϵp(tp-tp-1)]---(8)]]>

C0=1TΣp=1K[Δxp2Δtp(tp2-tp-12)+σp(tp-tp-1)]---(9)]]>

其中：

ϵp=Σj=1p-1Δxj-ΔxpΔtpΣj=1p-1Δtj---(10)]]>

σp=Σj=1p-1Δyi-ΔypΔtpΣj=1p-1Δtj---(11)]]>

且：ε₁=σ₁=0；

取諧波次數N將人體軀干各水平斷面輪廓描述為一組橢圓傅里葉描述子E，并記錄各水平斷面的位置Z坐標；

（3.3）對P個樣本的橢圓傅里葉系數矩陣E進行平均值計算，根據計算的平均值擬合計算出各個水平斷面的平面輪廓曲線，并根據各斷面的Z坐標的均值依次疊放排列各斷面，形成平均三維模型。

7.根據權利要求1～5中任意一項所述基于橢圓傅里葉描述的成年男子系列人臺構建方法，其特征在于，利用三維打印設備將三維平均模型進行打印輸出或立體成型，得到實體的人臺。