[發(fā)明專利]基于工業(yè)4.0的個性化服裝智能加工方法

有效

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• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106846124B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭紫微;趙婷;駱緒龍;郭建廣
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: G06Q30/06
• 分類號: G06Q30/06;G06F30/20
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;孫盼峰

1.基于工業(yè)4.0的個性化服裝智能加工方法，用于由客戶端子系統(tǒng)和服裝廠子系統(tǒng)所形成的個性化服裝智能加工系統(tǒng)；所述客戶端子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接服裝廠子系統(tǒng)；所述客戶端子系統(tǒng)包括供客戶使用的控制終端、用于采集客戶體態(tài)參數(shù)的攝像頭、獲取消費者體重參數(shù)的體重計量器、顯示服裝效果的顯示屏以及服裝加工參數(shù)存儲器，控制終端與攝像頭連接；所述服裝廠子系統(tǒng)包括有服裝加工控制終端、客戶注冊信息數(shù)據(jù)庫、服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫、客戶體態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)庫、客戶體態(tài)模型重塑器、穿戴配飾生成器、顯示服裝效果的顯示屏、加工收費終端以及服裝加工設(shè)備；

其特征在于，所述個性化服裝智能加工方法包括如下步驟1至步驟7：

步驟1，根據(jù)服裝設(shè)計師針對不同客戶群體所設(shè)計的各服裝樣本，服裝廠子系統(tǒng)將各服裝樣本所對應(yīng)的服裝參數(shù)均存儲到服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫；服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫根據(jù)已存儲的各服裝樣本參數(shù)，生成各服裝樣本所對應(yīng)的虛擬服裝模型；客戶體態(tài)模型重塑器預(yù)先塑造人體三維樣本模型，并存儲所述人體三維樣本模型的三維樣本體態(tài)參數(shù)；

其中，服裝樣本為服裝上衣，服裝參數(shù)至少包括有該服裝樣本針對的客戶群體類型、服裝款式、服裝顏色、服裝材料、服裝領(lǐng)口大小、服裝寬度、服裝長度、服裝袖長、服裝厚度、服裝肩峰點位置、服裝頸部點位置、服裝乳尖點位置、服裝臀頂點位置以及服裝髖骨點位置；

所述虛擬服裝模型的生成過程至少包括如下步驟1-1至步驟1-3；

步驟1-1，設(shè)所要生成的虛擬服裝模型上的兩個質(zhì)點分別為i和j，獲取得到兩個質(zhì)點i和j之間的距離為l_ij；其中，質(zhì)點i的坐標(biāo)為(x_i,y_i,z_i)，質(zhì)點j的坐標(biāo)為(x_j,y_j,z_j)：

步驟1-2，根據(jù)服裝材料所對應(yīng)的位移補(bǔ)償指數(shù)常量，預(yù)先設(shè)置生成對應(yīng)虛擬服裝模型時的各質(zhì)點坐標(biāo)的位移指數(shù)；其中，虛擬服裝模型上各質(zhì)點坐標(biāo)的位移指數(shù)標(biāo)記為△，虛擬服裝模型所采用服裝材料對應(yīng)的位移補(bǔ)償指數(shù)常量標(biāo)記為λ_c：

其中，不同的服裝材料對應(yīng)不同的位移補(bǔ)償指數(shù)常量；

步驟1-3，根據(jù)虛擬服裝模型上各質(zhì)點坐標(biāo)的位移指數(shù)，由服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫得到所要生成虛擬服裝模型上對應(yīng)兩個質(zhì)點經(jīng)位移變化后的新坐標(biāo)；其中：

質(zhì)點i和質(zhì)點j經(jīng)位移變化后分別對應(yīng)標(biāo)記為i'和j'；質(zhì)點i'的坐標(biāo)為(x_i',y_i',z_i')，質(zhì)點j'的坐標(biāo)為(x_j',y_j',z_j')；質(zhì)點i'和j'之間的距離為l′_ij；其中：

x_i'＝x_i+△，y_j'＝y(tǒng)_j+△，z_j'＝z_j+△；

步驟2，客戶需要加工個性化服裝時，利用客戶端子系統(tǒng)中的控制終端在服裝廠子系統(tǒng)處的客戶注冊信息數(shù)據(jù)庫處注冊，客戶注冊信息數(shù)據(jù)庫在加密處理客戶注冊時的用戶名、登錄密碼以及所使用控制終端的ID號后進(jìn)行保存；其中，客戶注冊信息數(shù)據(jù)庫加密處理客戶注冊時的用戶名、登錄密碼及所使用控制終端ID號的公式為：

其中，Message(Name,Password,ID)表示加密處理用戶名、密碼及所使用控制終端ID號后所得到的信息，(Name)₂表示將用戶名轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)值，(Password)₂表示將登錄密碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)值，(ID)₂表示將所使用控制終端的ID號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)值；表示對應(yīng)位上的二進(jìn)制數(shù)值相乘；

客戶利用已注冊的用戶名和密碼登錄、訪問服裝廠子系統(tǒng)，由服裝廠子系統(tǒng)推送受其他客戶歡迎的優(yōu)選虛擬服裝模型供客戶選擇調(diào)用，由服裝加工控制終端調(diào)取服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫中的虛擬服裝模型；利用客戶端子系統(tǒng)處的攝像頭獲取客戶自身的體態(tài)參數(shù)，并通過體重計量器得到客戶自身的體重，以將獲取到的體態(tài)參數(shù)和體重數(shù)據(jù)作為該客戶的實際體態(tài)參數(shù)后，將所得客戶的實際體態(tài)參數(shù)發(fā)送至服裝廠子系統(tǒng)的客戶體態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)庫；

其中，實際體態(tài)參數(shù)包括客戶的體態(tài)長度參數(shù)、體態(tài)頂點位置參數(shù)以及體重參數(shù)；體態(tài)長度參數(shù)包括身高參數(shù)、頭發(fā)長度參數(shù)、頸部粗度參數(shù)、臂長參數(shù)、腿長參數(shù)、肩寬參數(shù)、胸圍參數(shù)、腰圍參數(shù)和臀圍參數(shù)；體態(tài)頂點位置參數(shù)包括客戶的肩峰點位置參數(shù)、頸部點位置參數(shù)、乳尖點位置參數(shù)、臀頂點位置參數(shù)和髖骨點位置參數(shù)；

步驟3，服裝廠子系統(tǒng)的客戶體態(tài)模型重塑器根據(jù)服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫接收的客戶的實際體態(tài)參數(shù)，重塑生成對應(yīng)客戶的人體三維模型；客戶根據(jù)個人喜好并通過控制終端在服裝廠子系統(tǒng)提供的全部虛擬服裝模型中選取目標(biāo)虛擬服裝模型，并發(fā)送虛擬試穿指令給服裝加工控制終端；

其中，重塑客戶人體三維模型的過程包括如下步驟3-1至步驟3-6：

步驟3-1，客戶體態(tài)模型重塑器提取其存儲的人體三維樣本模型的三維樣本體態(tài)參數(shù)，并在服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫處獲取客戶的實際體態(tài)參數(shù)；

步驟3-2，客戶體態(tài)模型重塑器對三維樣本體態(tài)參數(shù)排序，以生成具有前后順序的三維樣本體態(tài)參數(shù)序列；其中，三維樣本體態(tài)參數(shù)序列記為S，經(jīng)排序后的三維樣本體態(tài)參數(shù)序列S中的三維樣本體態(tài)參數(shù)記為s_n；s_n為三維樣本體態(tài)參數(shù)序列S中第n個三維樣本體態(tài)參數(shù)；n＝1,2,…,9；

步驟3-3，客戶體態(tài)模型重塑器根據(jù)獲取的客戶實際體態(tài)參數(shù)中的體態(tài)長度參數(shù)，得到與三維樣本體態(tài)參數(shù)序列S中相對應(yīng)的客戶實際體態(tài)長度參數(shù)的校正參數(shù)；其中，與三維樣本體態(tài)參數(shù)序列S中相對應(yīng)的客戶實際體態(tài)長度參數(shù)的校正參數(shù)記為s'_n；s'_n表示與三維樣本體態(tài)參數(shù)s_n相對應(yīng)的客戶實際體態(tài)長度參數(shù)的校正參數(shù)；所述校正參數(shù)即為所獲取的客戶實際體態(tài)參數(shù)中的體態(tài)長度參數(shù)值；n＝1,2,…,9；

步驟3-4，客戶體態(tài)模型重塑器根據(jù)三維樣本體態(tài)參數(shù)以及客戶實際體態(tài)長度參數(shù)的校正參數(shù)，獲取得到重塑客戶人體三維模型時的微調(diào)整修正參數(shù)；其中，客戶人體三維模型的微調(diào)整修正參數(shù)標(biāo)記為θ_n：

其中，微調(diào)整修正參數(shù)θ_n對應(yīng)著三維樣本體態(tài)參數(shù)序列S中第n個三維樣本體態(tài)參數(shù)s_n；

步驟3-5，客戶體態(tài)模型重塑器根據(jù)三維樣本體態(tài)參數(shù)s_n以及客戶實際體態(tài)長度參數(shù)的校正參數(shù)s'_n，得到重塑客戶人體三維模型時的各實際體態(tài)長度參數(shù)的匹配誤差參數(shù)值；其中，與客戶的實際體態(tài)長度參數(shù)相對應(yīng)的匹配誤差參數(shù)值標(biāo)記為Ω_n：

步驟3-6，客戶體態(tài)模型重塑器根據(jù)三維樣本體態(tài)參數(shù)s_n、重塑客戶人體三維模型的微調(diào)整修正參數(shù)ξ_n以及客戶實際體態(tài)長度參數(shù)的匹配誤差參數(shù)值Ω_n，重塑生成對應(yīng)客戶的人體三維模型；

其中，三維樣本體態(tài)參數(shù)s″_n、客戶實際體態(tài)長度參數(shù)的校正參數(shù)s'_n、客戶人體三維模型的微調(diào)整修正參數(shù)ξ_n及客戶實際體態(tài)長度參數(shù)的匹配誤差參數(shù)值Ω_n均一一相互對應(yīng)；

步驟4，服裝加工控制終端命令服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫和客戶體態(tài)模型重塑器進(jìn)行加載匹配融合，以生成得到穿著有目標(biāo)虛擬服裝模型的客戶人體三維模型，由顯示屏將穿著有虛擬服裝模型的客戶人體三維模型展示給客戶，并同時將目標(biāo)虛擬服裝模型的服裝參數(shù)通過顯示屏顯示給客戶了解；

其中，所述目標(biāo)虛擬服裝模型與客戶的人體三維模型進(jìn)行加載匹配融合的過程包括如下步驟4-1至步驟4-3：

步驟4-1，根據(jù)客戶人體三維模型，獲取并保存其人體三維模型的肩峰點、頸部點、乳尖點、臀頂點和髖骨點的數(shù)據(jù)信息；

步驟4-2，根據(jù)目標(biāo)虛擬服裝模型，獲取并保存目標(biāo)虛擬服裝模型的肩峰點、頸部點、乳尖點、臀頂點和髖骨點的數(shù)據(jù)信息；

步驟4-3，根據(jù)目標(biāo)虛擬服裝模型和客戶人體三維模型，計算得到目標(biāo)虛擬服裝模型在匹配客戶人體三維模型時的整體匹配形變比例；其中，目標(biāo)虛擬服裝模型的整體匹配形變比例R獲取過程包括如下步驟4-31至步驟4-34：

步驟4-31，根據(jù)目標(biāo)虛擬服裝模型和客戶人體三維模型，分別提取到客戶人體三維模型的頸部點、髖骨點的縱向坐標(biāo)值以及目標(biāo)虛擬服裝模型的頸部點、髖骨點的縱向坐標(biāo)值，計算得到目標(biāo)虛擬服裝模型在服裝長度方向上的匹配形變比例R₁；其中：

其中，N_body(y)為客戶人體三維模型的頸部點的縱向坐標(biāo)值，K_body(y)為客戶人體三維模型的頸部點的縱向坐標(biāo)值，S_body(y)為客戶人體三維模型的肩峰點的縱向坐標(biāo)值；N_cloth(y)為目標(biāo)虛擬服裝模型的頸部點的縱向坐標(biāo)值，K_cloth(y)為目標(biāo)虛擬服裝模型的頸部點的縱向坐標(biāo)值，S_cloth(y)為目標(biāo)虛擬服裝模型的肩峰點的縱向坐標(biāo)值；

步驟4-32，根據(jù)目標(biāo)虛擬服裝模型和客戶人體三維模型，計算得到目標(biāo)虛擬服裝模型在服裝寬度方向上的匹配形變比例R₂；

其中，S_body(x)為客戶人體三維模型的肩峰點的橫向坐標(biāo)值，S_cloth(x)為目標(biāo)虛擬服裝模型的肩峰點的橫向坐標(biāo)值；

步驟4-33，根據(jù)目標(biāo)虛擬服裝模型和客戶人體三維模型，計算得到目標(biāo)虛擬服裝模型在服裝厚度方向上的匹配形變比例R₃；其中：

B_body(x)為客戶人體三維模型的乳尖點的徑向坐標(biāo)值，H_body(x)為客戶人體三維模型的臀頂點的徑向坐標(biāo)值；B_cloth(x)為目標(biāo)虛擬服裝模型的乳尖點的徑向坐標(biāo)值，H_cloth(x)為目標(biāo)虛擬服裝模型的臀頂點的徑向坐標(biāo)值；

步驟4-34，根據(jù)所得目標(biāo)虛擬服裝模型在服裝長度方向、服裝寬度方向以及服裝厚度方向上的匹配形變比例，得到目標(biāo)虛擬服裝模型的整體匹配形變比例R；其中：

R₁為目標(biāo)虛擬服裝模型在服裝長度方向上的匹配形變比例，R₂為目標(biāo)虛擬服裝模型在服裝寬度方向上的匹配形變比例，R₃為目標(biāo)虛擬服裝模型在服裝厚度方向上的匹配形變比例；

步驟5，客戶滿意當(dāng)前顯示屏所顯示的其人體三維模型時，轉(zhuǎn)至服裝加工步驟，由服裝廠子系統(tǒng)中的服裝模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫實時記錄客戶對服裝參數(shù)的調(diào)整過程，并以客戶對人體三維模型滿意時所對應(yīng)的服裝參數(shù)作為客戶確認(rèn)加工的個性化服裝參數(shù)；

客戶不滿意當(dāng)前顯示屏所顯示的其人體三維模型時，客戶利用控制終端對顯示屏所顯示的其人體三維模型進(jìn)行調(diào)整，直到得到客戶對其人體三維模型做出滿意評價為止；客戶對其人體三維模型滿意評價至少包括對客戶人體三維模型處于運動狀態(tài)時的滿意；

其中，客戶對其人體三維模型的調(diào)整過程包括如下步驟5-1至步驟5-4：

步驟5-1，客戶利用控制終端通過在顯示屏上調(diào)整目標(biāo)虛擬服裝模型的服裝參數(shù)，并且由顯示屏自適應(yīng)的調(diào)整客戶所對應(yīng)人體三維模型上的皮膚形變位移，以在達(dá)到客戶對當(dāng)前顯示的其人體三維模型滿意時，則轉(zhuǎn)至服裝加工步驟；否則，客戶在服裝廠子系統(tǒng)預(yù)設(shè)的服裝調(diào)整時間內(nèi)繼續(xù)調(diào)整目標(biāo)虛擬服裝模型的服裝參數(shù)，直到得到客戶滿意的客戶人體三維模型；其中，顯示屏自適應(yīng)的調(diào)整客戶所對應(yīng)人體三維模型上皮膚形變位移的過程包括如下步驟5-1-1至步驟5-1-4：

步驟5-1-1，設(shè)定客戶所對應(yīng)人體三維模型的皮膚上任一點為K；其中，該皮膚點K的坐標(biāo)標(biāo)記為(x_K,y_K)；

步驟5-1-2，設(shè)定步驟5-1-1中所述皮膚點K受到其周圍V個骨骼的影響；其中，第v個骨骼標(biāo)記為F_v，1≤v≤V；

步驟5-1-3，設(shè)定骨骼F_v對所述皮膚點K的位移影響因子為所述皮膚點K在骨骼F_v影響下所產(chǎn)生位移后的新坐標(biāo)標(biāo)記為其中，

步驟5-1-4，根據(jù)各骨骼對所述皮膚點K的位移影響因子以及所述皮膚點K在各骨骼影響下所產(chǎn)生位移后的新坐標(biāo)，得到所述皮膚點K在周圍V個骨骼綜合影響下位移后的新定坐標(biāo)；其中，所述皮膚點K所對應(yīng)新定坐標(biāo)標(biāo)記為(x_K',y_K')：

其中，V為影響皮膚點K的骨骼總個數(shù)，為骨骼F_v對皮膚點K的位移影響因子；

步驟5-2，客戶調(diào)整目標(biāo)虛擬服裝模型的時間超過服裝廠子系統(tǒng)預(yù)設(shè)的服裝調(diào)整時間時，則服裝廠子系統(tǒng)在保存客戶對服裝參數(shù)的歷史修改記錄后，注銷當(dāng)前客戶的登錄狀態(tài)，并由服裝廠子系統(tǒng)等待客戶再次通過用戶名和密碼進(jìn)行重新登錄，以由客戶重新登錄后對已保存的服裝參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行調(diào)整；

步驟5-3，客戶利用控制終端通過在顯示屏上調(diào)整其人體三維模型的視圖狀態(tài)，并在穿戴配飾生成器所生成的若干虛擬穿戴配飾中選擇喜愛的虛擬穿戴配飾，然后將所選擇的虛擬穿戴配飾加載到其人體三維模型上，以幫助客戶觀察其人體三維模型在搭配穿戴配飾后的效果情況是否滿意：

當(dāng)客戶滿意其當(dāng)前人體三維模型時，轉(zhuǎn)至服裝加工步驟；否則，客戶在服裝廠子系統(tǒng)預(yù)設(shè)的穿戴配飾調(diào)整時間內(nèi)繼續(xù)選擇、加載喜愛的虛擬穿戴配飾，直到得到客戶滿意的人體三維模型；

步驟5-4，客戶調(diào)整虛擬穿戴配飾的時間超過服裝廠子系統(tǒng)預(yù)設(shè)的穿戴配飾調(diào)整時間時，服裝廠子系統(tǒng)在保存客戶對穿戴配飾的加載歷史記錄后注銷當(dāng)前客戶的登錄狀態(tài)，然后由服裝廠子系統(tǒng)等待客戶再次通過用戶名和密碼進(jìn)行重新登錄，以由客戶重新登錄后對已保存的加載過的穿戴配飾繼續(xù)進(jìn)行選擇、加載；

步驟6，服裝加工控制終端啟動服裝參數(shù)修正工序，并建立服裝參數(shù)修正模型，以在客戶完成確認(rèn)服裝加工工序后，由所述服裝加工控制終端自適應(yīng)地實時修正服裝參數(shù)，以符合客戶穿著舒適度的要求；其中，服裝參數(shù)修正模型如下：

其中，Q'表示服裝參數(shù)Q經(jīng)修正處理后的最終參數(shù)；Q_g表示服裝加工控制終端接收的第g個服裝參數(shù)，G_T表示服裝加工控制終端在時間段T內(nèi)接收到的服裝參數(shù)的總個數(shù)；

步驟7，服裝加工控制終端反饋要求支付定金提示以及填寫服裝寄送地址的提示給客戶端子系統(tǒng)，在客戶支付完定金且填寫完畢服裝寄送地址后，服裝加工控制終端命令服裝加工設(shè)備按照客戶確認(rèn)的個性化服裝參數(shù)加工完畢服裝后，服裝廠子系統(tǒng)寄送個性化服裝給客戶；客戶收到個性化服裝且確認(rèn)收貨后，再將個性化服裝對應(yīng)的欠款支付給服裝廠子系統(tǒng)，并反饋該個性化服裝所對應(yīng)服裝設(shè)計師的滿意度評價給服裝廠子系統(tǒng)，從而完成個性化服裝智能加工過程。