不同年齡工業人臺的建立方法

2023-08-13 04:37:11

專利名稱：不同年齡工業人臺的建立方法
技術領域：
本發明涉及一種服裝立體裁剪用工業人臺的建立方法，屬於人體工程學及服裝設 計與工程學技術領域。
背景技術：
我國服裝業在過去的二十年中發展了 14. 9倍，並從1994年起成為了最大的服裝 出口國，尤其在2001年11月中國加入WTO以後。然而自2008年至2010年間，我國服裝行 業發展又一次步入了一個新的歷史階段。在前所未有的複雜多變的環境下，產業加速調整、 升級，產業新格局日漸清晰。自2008年起，我國服裝產業規模擴張止步，服裝產業總量下 降；產業效益明顯下滑；行業投資增速放緩；內需減緩，消費結構生變，消費層逐級下移；外 需下降，服裝出口下降。行業經濟運行指標均顯示，我國服裝業以數量為主要考量指標的規 模擴張之路走到了盡頭。為此，我國服裝產業調整、升級步伐將繼續加快，進入服裝大國向 服裝強國的階段性過渡期。故此，人臺作為服裝設計與製作最為重要的工具之一越發顯得 重要，人臺是服裝設計、生產、展示中必不可少的工具之一，尤其是高端服裝品牌必不可少 的立體裁剪工具。而我國的人臺發展歷史僅開始於80年代末期。我國現有可用於服裝行 業的人臺專利有以下13項專利號為CN87203133U的立體裁剪人臺實用新型(1987年)，該實用新型專利解決 了國內人臺僅作為服裝展銷而沒有裁剪人臺的空白，通過聚苯乙烯發泡材料製作人臺使得 人臺可插針並不損壞，並且此人臺規格是根據1981國家號型標準製作的且有設置標示線。專利號為93240719. 6的肩膀伸縮的立裁人臺實用新型(1993年)，其左右肩向內 通過一滑動機構的左右方框相對滑動來實現肩部的伸縮，意在滿足不同人體服裝立體裁剪 的需要。專利號為96117367. χ的服裝模型的製作工藝和申請號為96324653. 4的服裝模型 外觀圖形(1996年)，該專利發明了一種服裝模型的製作工藝，它利用雕塑模型翻製成金屬 模具，然後通過泡沫成型機通過發泡成型，並在表面覆植絨粘合劑製作成人臺，其解決的服 裝模型有玻璃鋼製作和石膏模具壽命短、產品易變性等問題。專利號為97223524. 8的教學服裝模型(1997年)，該實用新型通過模殼下端的三 角缺口而分出褲襠和大腿使得模型能同時展示上下裝或套裝，並且模型上有可活動的短臂 使得肩部放寬又圓順成為袖子製作的依據。並且模型做成分體式，使模型上、下分開，即可 上下單獨使用或整體使用，增加了模型的功能，擴大了使用範圍。專利號為99226573. 8的肩部伸縮試衣人臺實用新型(1999年)，該人臺是一種試 衣人臺，適用於貼體型服裝的肩部伸縮試衣人臺，該人臺通過在兩個活動的肩部之間裝有 簧片和伸縮扣連機構實現了肩部的伸縮，解決了一般試衣人臺只適用於對寬鬆服裝進行試 衣而無法對貼體型服裝無法試衣的問題。專利號為03277010. 3的服裝人臺實用新型(2003年)，該人臺不僅能夠展現人體 臀部曲線還能方便確定服裝側中線是否處於標準位置。該實用新型意在提供設計師觀察所涉及服裝的穿著效果的服裝人臺，主要解決了旗袍展示時不能充分展示出流暢的人體線條 的問題，重點突出服裝人臺的臀部突起造型和人臺側面中部的縱向突起結構來作為旗袍服 飾側中線的標準位置。專利號為ZL200420118119. 0的服裝立體裁剪用人臺(2004年)，該實用新型就現 有人臺都是從美術角度模仿人體或者模仿國外產品而與實際人體體型不吻合和現有人臺 的同心度差和穩定性差這兩大問題，通過申請人關於服裝製版的工作經驗和人體測量與研 究，結合服裝與人體美學精心的設計出立體裁剪用人臺。其人臺由人臺本體和紡織面料層 組成，面料層由多塊單獨的面料快拼接而成，並且拼接縫設置在了對應於人臺的標識線位 置。專利號為ZL200420102140. 1的立裁人臺(2006年)，該立裁人臺其前胸部位連接 有獨立的可拆卸的乳房模塊，其通過大小不同的四個乳房模塊可以調整人臺體型以獲得與 所需人體最為近似的尺寸。專利號為ZL200710017408.X的分部位組合式三維參數化數字人臺構建方法 (2007年)，該專利構建了一種分部位組合式三維參數化數字人體構建方法，它通過參數回 歸方程求得各特徵緯度截面關鍵點的坐標，以此獲得虛擬人臺的建立，描述了人體基本部 位的曲線特徵。申請號為200710093824. 8的一種基於實測人群體型的虛擬人臺的建立方法與虛 擬人臺和申請號為200710093826. 7的一種中華虛擬人臺(2007年)，通過三維費接觸式的 人體測量和對人體三維數據的處理獲得了我國國民體型的男子虛擬人體模型，縮短了人臺 的設計周期，也使得獲得的人臺更能準確的反應人體的真實形態。申請號為200810061387. 6的建立個性化的三維人體模型(2008年)，該發明公開 了一種建立個性化的三維人體模型的方法，通過照片的拍攝和參考圖像的合成、輪廓線分 割、二維映射的構造、三維點位置的修改和三維點的合成，生成了一個真實感的、關節化的 和個性化的人體模型，方便用來製作動畫。專利號為ZL200810025740. 5的一種基於混合插值參數化的人體模型設計方法的 發明(2008年)，公開了一種基於混合插值參數化的人體模型設計方法，主要是以特徵層上 的點位插值點，通過計算特徵層的縮放因子計算非特徵層的縮放因子從而求得垂直方向插 值點的高度H以及水平方向的變化率S，最後得出變化後的坐標從而求得參數化的人體模型。從以上專利中可以發現中國的人臺開發技術正在向更實用、更準確的方向發展， 但是要從服裝大國發展成服裝強國，這些還遠遠不能滿足服裝行業的需求，很多服裝企業 還是無法找到合適的人臺，從而制約了高端服裝品牌的發展。總結現有人臺存在的問題，歸 納如下1)人臺的製作工藝都是通過有經驗師傅的手工雕塑模型翻製成金屬模具進行人 臺製作的，雕塑模型師傅的經驗並不能真實準確的表現人體體型。2)人臺僅僅是通過人體的一維數據進行塑性，沒有對人體的三維數據進行分析， 無法準確表現人體的形態特徵，從而使得生產出的服裝的合體性較差，不能表達設計師的 初衷。3)人臺種類單一，沒有根據年齡及服裝的種類進行細分，對於成衣服裝的生產設計實用性不強，無法滿足品牌服裝的定位需求。4)我國雖然也應用計算機圖形處理技術建立了許多數字人臺，這些在虛擬試衣 和虛擬服裝設計中具有較大的作用，但是它們並不能解決我國現階段對實體人臺的迫切需 求。因此，服務於服裝品牌定位需求的立體裁剪用人臺必須具有以下功能和作用(1)為服裝生產的合體性提供依據。以目標消費群體的人體測量數據為基礎，反映 目標消費群體的人體形態特徵。(2)為服裝細分市場提供細分規格依據。由於服裝業的快速發展，服裝市場細分更 加明顯。無論是哪一個服裝品牌，都需要對目標客戶群體的年齡進行定位，為此要滿足各品 牌的服裝生產需要，必須建立反映各個年齡層的人體特徵的系列化人臺。

發明內容
本發明的目的是提供一個能夠完全滿足服裝品牌定位需求的立體裁剪用人臺的
建立方法。為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了 一種不同年齡工業人臺的建立方 法，其特徵在於反應不同年齡層人體體型的差異，有利於不同定位要求服裝立體造型與裁 剪的準確性，步驟為步驟1、將待抽樣人群分為四個年齡段，分別為18-24歲、25_29歲、30_34歲及 35-40歲，在每個年齡段中至少抽取30個人體作為樣本，用三維人體測量系統通過非接觸 式三維人體測量技術對所有人體樣本分別進行測量，得到原始三維人體數據；步驟2、由三維人體測量系統對原始三維人體數據進行一維數據的提取、分析和計 算，得到每個原始三維人體數據所對應的人體各部位的長度和緯度尺寸數據，依照國家號 型標準GB/T1335. 2-2008，以人體胸腰的差值將每個年齡段的人體一維數據劃分為Y、A、B、 C四類；步驟3、對於18-24歲年齡段的人體一維數據而言，計算Y類、A類及B類人體各部 位的長度和緯度尺寸數據的平均值，得到18-24歲年齡段的Y類、A類以及B類中間體體型 數據，根據中間體體型數據在原始三維人體數據中分別找到符合Y類、A類以及B類中間體 體型特徵的三維人體數據。以此類推，找到對於25-29歲年齡段的人體而言的Y類、A類以 及B類體型的三維人體數據，對於30-34歲年齡段的人體而言的A類以及B類體型的三維 人體數據，對於35-40歲年齡段的人體而言的A類、B類以及C類體型的三維人體數據。再 通過聚類分析，選擇胸圍作為劃分標準，對每一年齡層的每一類體型進行規格細分；步驟4、將原始三維人體數據中相同年齡段的相同體型的分為一類，分別對每一類 三維數據根據人體特徵進行標準化處理，使得每一個人體三維數據轉化成一種人體體型矩 陣，人體體型矩陣包含人體的各個特徵點的坐標，人體體型矩陣的每一行代表人體軀幹的 每一層截面特徵點的坐標集合，人體體型矩陣的每一列代表由每一截面人體中心特定角度 的特徵點的坐標集合，分別對每一類體型的人體體型矩陣進行平均值的計算，得到每一類 體型的平均形態體型矩陣文件，對所得矩陣文件進行對稱處理，以使得人臺左右兩側完全 對稱，得到每一年齡段的每一體型的標準的平均形態體型矩陣，根據標準的平均形態體型 矩陣生成每一年齡段的每一體型的數位化服裝立體裁剪用人臺；
步驟5、通過快速成型技術將每一年齡段的每一體型的數位化服裝立體裁剪用人 臺進行實體化列印，獲得每一年齡段的每一體型的服裝立體裁剪用人臺。本發明通過對人體進行年齡和體型的劃分明確了不同年齡層的人體的體型差異， 為服裝行業建立了工業人臺細分體系，為不同定位的服裝品牌製造商提供了技術支持和適 合其目標客戶群體的工業人臺；本發明利用非接觸式三維人體測量技術和快速成型技術更 精確的獲得人體形狀，使得人臺的建立時間大大縮短並且更為精確。


圖1為將人體軀幹部分縱向分割成93層橫截面示意圖；圖2為人體每一層橫截面按角度進行等分提取各層坐標點示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明 而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定 的範圍。實施例本發明提供了一種不同年齡工業人臺的建立方法，其特徵在於反應不同年齡層人 體體型的差異，有利於不同定位要求服裝立體造型與裁剪的準確性，步驟為步驟1、將待抽樣人群分為四個年齡段，分別為18-24歲、25_29歲、30-34歲及 35-40歲，在每個年齡段中抽取100個人體作為樣本，用三維人體測量系統通過非接觸式三 維人體測量技術對所有人體樣本分別進行測量，得到原始三維人體數據；步驟2、由三維人體測量系統對原始三維人體數據進行一維數據的提取、分析和計 算，得到每個原始三維人體數據所對應的人體各部位的長度和緯度尺寸數據，依照國家號 型標準GB/T1335. 2-2008，以人體胸腰的差值將每個年齡段的人體一維數據劃分為Y、A、B、 C四類；步驟3、對於18-24歲年齡段的人體一維數據而言，計算Y類、A類及B類人體各部 位的長度和緯度尺寸數據的平均值，得到18-24歲年齡段的Y類、A類以及B類中間體體型 數據，根據中間體體型數據在原始三維人體數據中分別找到符合Y類、A類以及B類中間體 體型特徵的三維人體數據。以此類推，找到對於25-29歲年齡段的人體而言的Y類、A類以 及B類體型的三維人體數據，對於30-34歲年齡段的人體而言的A類以及B類體型的三維 人體數據，對於35-40歲年齡段的人體而言的A類、B類以及C類體型的三維人體數據。再 通過聚類分析，選擇胸圍作為劃分標準，對每一年齡層的每一類體型進行規格細分。為了提 高效率，在計算人體各部位的長度和緯度尺寸數據的平均值時，不用計算所有部位的長度 和緯度尺寸數據的平均值，而計算身高、胸圍、頸圍、腰圍、腹圍、臀圍、腰厚、胸厚、背長、總 肩寬及乳間距的平均值；步驟4、將原始三維人體數據中相同年齡段的相同體型的分為一類，分別對每一 類三維數據根據人體特徵進行標準化處理，使得每一個人體三維數據轉化成一種人體體型 矩陣，人體體型矩陣包含人體的各個特徵點的坐標，人體體型矩陣的每一行代表人體軀幹的每一層截面特徵點的坐標集合，人體體型矩陣的每一列代表由每一截面人體中心特定角 度的特徵點的坐標集合，分別對每一類體型的人體體型矩陣進行平均值的計算，得到每一 類體型的平均形態體型矩陣文件，對所得矩陣文件進行對稱處理，以使得人臺左右兩側完 全對稱，得到每一年齡段的每一體型的標準的平均形態體型矩陣，根據標準的平均形態體 型矩陣生成每一年齡段的每一體型的數位化服裝立體裁剪用人臺，步驟4的具體實現方法 為步驟4. 1、將原始三維人體數據中相同年齡段相同體型的分為一類，分別對每一類 三維數據中人體四肢部分的數據刪除只保留軀幹部分的軀幹三維人體數據；步驟4. 2、調整三維坐標系，使得每一軀幹三維人體數據的中心平行於ζ軸，人體 背部指向y軸正方向，左手方向指向χ軸正方向，調整軀幹三維人體數據最下面一層的ζ坐 標為0，頭頂方向為ζ軸正向；步驟4. 3、將人體軀幹部分按人體縱向進行橫向分割，將人體按縱向分割成N層橫 截面，從下巴到肩端點劃分成m層，由肩端點到腋下點劃分成N2層，由腋下點到胸圍線劃 分成N3層，由胸圍線到下胸圍劃分成N4層，由下胸圍到腰圍線劃分為N5層，由腰圍線到臀 圍線劃分為N6層，由臀圍線到襠部劃分為N7層，並且由下到上每一層儲存為人體體型矩陣 一行，則每一人體體型矩陣共有N行，人體體型矩陣第一行的ζ坐標為0 ；步驟4. 4、將人體每一層以η度為等角度分割，將每一層劃分為360/η個型值點，然 後每一層存儲為人體體型矩陣的360/η個坐標點；步驟4. 5、分別對每一類體型的所有人體體型矩陣進行平均值的計算，得到每一類 體型的平均形態體型矩陣文件；步驟4. 6、對平均形體的特徵矩陣文件進行對稱處理，以使得平均矩陣所代表人臺 左右兩側完全對稱，得到每一年齡段每一體型的標準的平均形態體型矩陣文件。；步驟5、通過快速成型技術將每一年齡段的每一體型的數位化服裝立體裁剪用人 臺進行實體化列印，獲得每一年齡段的每一體型的服裝立體裁剪用人臺。以下結合具體數據來具體說明本發明。利用非接觸式三維人體掃描儀掃描獲得人體表面數據。選擇華東地區，18-24、 25-29,30-34,35-40四個年齡段女性。本發明所選用三維人體測量系統為美國TC2公司開發研製的非接觸式人體測量系 統，它包括人體掃描和人體測量兩個主要功能模塊。人體掃描模塊利用白色光源在人體表 面投影正弦曲線，正弦曲線隨著人體體表形狀的不規則變化而產生相位差，從而反映出人 體的體表形態。系統從四個方位對人體進行掃描，首先得到一組局部圖像，經檢測後，系統 自動將這組局部圖像合併成一個完整的人體圖像，獲得人體體表30萬個點的數據，精度在 0. 06mm以內。人體測量模塊在人體掃描的數據點的基礎上，利用專門開發的尺寸提取軟體 可以提取人體一百八十多個尺寸數據。人體測量樣本量的確定，一般而言，在統計學中規定，η 30為 大樣本。對於一般的人體測量，由於年齡及地區跨度很大，所以在一定範圍內，原則上樣本 量越大，統計結果越精確，本發明選定為上海地區，年齡段定為18-40歲女子，研究範圍在 地域上和年齡段均相對較小，故按照實際情況將樣本量作如下計算。根據國家號型標準中對人體尺寸抽樣調查中得知，人體各部位的測量指標近似地
服從正太分布，取置信水平α = 5%，樣本極限誤差Δ="^，其中，O為標準差。當取α
=5%，即測量樣本置信概率為95%，查標準正態分布函數表，得t值為1. 96，代入上式得 1.96χσ
出 相對保證誤差彳―極限誤差由此得出廠196χσ開根
—樣本平均數
號得出
。設C· V值為變異係數，它衡量樣本個體與
總體的離異程度。它的計算方法為樣本標準差與樣本均值之比，即。ν= 。最終得出 A的取值遵循如下原則1-2% 適用於重大科研項目；3-4% 適用於一般科研；5% 適用於大批量工業生產根據本發明的工業人臺的建立方法，本發明最少選取A值為2 %，而為了達到更大 精確度，本發明選擇A值為1%。OV是變異係數，表示統計量的差異程度。其計算方法為 標準差除以統計量數學期望。利用國家服裝號型標準所涉及的人體主要測量項目進行OV 值的確定。其數據如下表1所示 表 1根據表1所示C · V的數值可知，腰圍的精度要求較高，因為主要考慮腰圍， 若對於腰圍的精度能夠滿足要求，則其他指標的精度也能得到滿足。計算如下η = 1. 962*0. 09962/0. 012 = 381，規整為400。因此本發明的工業人臺的建立方法，人體樣本的 較好的取樣量η為400。該取樣量完全滿足服裝研究的需要。本發明的人體測量選擇華東地區，華東地區是中國服裝品牌的集聚地，也是中國 時尚產品的發源地。當然，其他地區也可以按相同的方法建立其地區的工業人臺。本發明選擇18-24歲，25-29歲，30-34歲及35-40歲四個年齡段進行分類。其主 要原因是，人體測量成本和客觀條件的限制，人體生長規律的原因和服裝市場的原因等。同 理，其他年齡段也可以按相同的方法進行工業人臺的建立。工業人臺的建立方法不受地區 或年齡段的影響，可適用於任意地區，任意年齡。通過TC2三維人體測量系統的人體測量模塊可對掃描獲得的數據自動進行識別、 分析、計算，報告出人體各部位的長度和緯度尺寸數據，共可獲得268個尺寸數據。
由於本發明主要應用於服裝領域，所以在測量部位上選擇了直接測量項目45項， 包括人體的高度(長度)、圍度、寬度、厚度和角度等數據，如表2所示。 表2根據本發明所需要的人體信息，以上45項數據並不能完全的體現人體體型的特 徵，因而通過某些運算法則將直接測量數據進行轉化，可以得到間接的項目參與數據分析 與對人體軀幹特徵的描述15項，如表3所示。 表3以上60個測量項目已完全能滿足工業人臺體型的服裝研究需要。本發明選擇18-24歲，25-29歲，30-34歲及35-40歲四個年齡段進行分類。其主 要原因是，不同年齡在體型上有很大的差別，從而形成不同規格的服裝分類；同時不同年 齡段女性在服飾需求上有更大的區別，在服裝細分市場中通常把女性劃分為少女(花季期 15-17歲)、姑娘(婚戀期18-24歲)、少婦(成熟期25-34歲)、中年(不惑期35-44歲)， 她們對服飾的要求各不相同，處於花季期的少女要求款式活潑新鮮、鮮豔奪目、見異思遷； 處於婚戀期的姑娘追求時尚，對服飾欣賞品味較高，對服飾美具有強烈要求且目的明確；成 熟期少婦欣賞水平高對衣著有獨特的見解；而不惑期的中年女性則雅而別致，俏而不豔，對 服飾選擇則標準趨於穩定。本發明通過單因素方差分析，以年齡為單一因素，選取高度、圍 度、寬度、厚度共24項指標對四個年齡段女性的體型進行比較分析，如表4所示。
表 4由均值可以看出，隨著年齡的增長，女性各高度項目的數值在下降，各圍度，寬度， 厚度項目的值在增加；腹前突量隨年齡的增長逐漸增加，而臀突量則逐漸下降。F檢驗結 果顯示，身高，頸椎點高，臀寬，胸背突量四個項目的顯著性分別為0. 128,0. 138,0. 062， 0. 327，其值均大於0. 05，表明四個年齡段女性體型在這四個項目上無顯著性差異；其餘項 目顯著性均小於0. 05，說明隨著年齡的增長這些項目均發生顯著性改變，其中腰腹部隨著 年齡的增長尤其顯著。故以18-24歲，25-29歲，30_34歲及35_40歲四個年齡段進行分類不僅符合服裝 市場年齡定位的需要也與不同年齡段女性人體的體型差異化相吻合。由於在每個年齡段中女性的體型依然有很大的差別，本發明依照國家號型標準將 女性人體分為Y、A、B、C四種體型，以胸腰差為劃分標準。如表5所示為 表 5本發明之所以選用國家號型標準的分類方法是因為一，最大限度的滿足人們的 需要，即儘可能多的人被此體型劃分所覆蓋。二，儘可能的向國家號型標準和其他國家的先 進標準靠攏。三，便於應用推廣。 表6由表6可以看出，總體A體型與B體型所佔人數較多，各佔42. 94%與35. 46% ； 其次是Y體型，佔17. 51% ；而C體型僅佔5.08%。且不同年齡段裡的體型分布也不均勻， 18-24歲以Y、A體型為主；25-29歲和30-34以A、B體型為主；35-40歲以B體型為主。由 此可得，在設置號型時，Y體型只需考慮18-24歲和25-29歲兩個年齡段，C體型只需考慮 35-40歲一個年齡段。由此可以得到12個不同的細分體型。根據國家號型標準，在同一體型的中間體數據的基礎上又對各基本部位通過檔差 進行更詳細的規格劃分。本發明基於真實的人體形態，通過聚類分析對每一體型進行了進 一步的規格細分。聚類標準的選取是通過主成分分析法找出可以描述不同人體的數據特點 的幾個主成分。然後根據人臺規格細分體系的要求和市場的可推廣性，選擇胸圍作為劃分 標準。而人臺規格的控制部位指標根據以下五個標準進行選擇1.指標具有代表性，能夠 體現研究對象體型變化的客觀規律；2.最大限度地滿足人們的需要，即儘可能擴大新的規 格系統的覆蓋率。3.能夠細緻地刻畫人體體型，滿足建立人臺的需要；4.所選取的指標容 易測得，誤差小，測量精度高，滿足人體呼吸、運動等生理機能需要；5.便於與國家標準，國 際標準接軌，易於推廣。故此選擇身高、胸圍、頸圍、腰圍、腹圍、臀圍、腰厚、胸厚、背長、總肩 寬、乳間距共11個特徵指標作為人臺規格細分體系的控制部位。如表7、表8、表9、表10可 以得出不同年齡段工業人臺的細分規格的各控制部位的均值。
表 7 表 8 表 9 表 10表中85Y是指胸圍為85cm的Y體型，依次類推90Y是指胸圍為90cm的Y體型，80A 是指胸圍為80cm的A體型等等分別對每一類人體的三維數據根據人體特徵進行標準化處理。通過TC2三維人體掃描系統所獲得的人體數據為全身三維點雲數據，而本發明只 需要人體軀幹部分的數據，故此，先將人體四肢部分刪除只保留軀幹部分。與此同時，調整三維坐標系，使得每一人體的中心平行於ζ軸，人體背部指向y軸 正方向，左手方向指向X軸正方向，調整軀幹最下面一層的ζ坐標為0，頭頂方向為ζ軸正 向。將人體軀幹部分按人體縱向進行橫向分割，如圖1所示，將人體按縱向分割成93 層橫截面。從下巴到肩端點劃分成6層，由肩端點到也下點劃分成15層，由也下點到胸圍 線劃分成15層，由胸圍線到下胸圍劃分成9層，由下胸圍到腰圍線劃分為12層，有腰圍線 到臀圍線劃分為27層，由臀圍線到襠部劃分為9層。並且由下到上每一層儲存為矩陣一 行，每一矩陣共有94行。例如第一層為軀幹的最底層，ζ坐標為零的一層，則矩陣第一行的 ζ坐標為0 ；從下到上的第50層將被儲存到矩陣的第50行；由於人體是按特徵部位進行的 劃分，即胸圍線在矩陣的第58行[58 = 1 (ζ = 0的一層)+9 (臀圍到襠部)+27 (腰圍到臀 圍)+12(下胸圍到腰圍)+9(胸圍至下胸圍)]；且下胸圍到胸圍的第6層的ζ坐標=ζ (下胸圍)+6*[z胸圍-ζ下胸圍]/9。如圖2所示，將人體每一層以5度為等角度分割，將每一層劃分為72個型值點，然 後每一層存儲為特徵矩陣的72個坐標點。其中y軸正方向χ等於0的那一點為0度角，作 為第1個型值點，按照順時針方向將角度進行等分，則90度角處為χ軸正向最大值點和y 軸為0的點，是第19個點，即第W度角為第W/5+1個型值點(其中W為5的整數倍)。每一人體將用一個特徵矩陣(如下所示)來表示，每一矩陣包括94行，145列。X 代表X坐標，Y代表Y坐標，X (N, M)代表第N層截面的第M個型值點的X坐標，同理Y (S，T) 代表第S層截面第T個型值點的Y坐標。Z(U)則代表第U層截面的Z坐標。X(l, 1)Y(1,1) X (1,2) Y (1,2)—X (1,72) Y (1,72) Z(I)X (2，1) Y (2，1) X (2，2) Y (2，2)…X (2，72) Y (2，72) Z (2)...X (94，1) Y (94，1) X (94，2) Y (94，2)... X (94，72) Y (94，72) Z (72)分別對每一類體型的上述矩陣文件進行平均值的計算，得到每一類體型的平均形 態體型矩陣文件。對一類體型的特徵矩陣文件進行均值的計算，對同一體型的特徵文件，提 取相同行列處的X，Y，Z坐標，計算每一相同位置的X，Y，Z坐標的均值，即可獲得同一體型 所有層型值點的坐標的平均坐標。即獲得同一體型的平均體型的特徵矩陣。以上所得平均形體的特徵矩陣文件進行對稱處理，以使得平均矩陣所代表人臺左 右兩側完全對稱，得到每一體型的標準的平均形態體型矩陣文件。計算方法採用與同一截 面的第V點與第73-V點的，讓各個位置的X，Y坐標保留其正負符號，而絕對值採用V點的 X，Y坐標值的絕對值與73-V點的X，Y坐標值的絕對值的平均值。通過此計算方法，即可完 成對矩陣文件的對稱化處理，即可獲得得到每一年齡段的每一體型的標準的平均形態體型 矩陣，通過計算機圖形學的方法將各點連接成三角網格，即可獲得每一年齡段的每一體型 的數位化服裝立體裁剪用人臺。通過快速成型技術將上述所獲得的每一年齡段的每一體型的數位化服裝立體裁 剪用人臺進行實體化列印。獲得實體化帶有外套所需放鬆量的工業人臺。列印採用Dimension Elite三維印表機，Elite機型為Dimension三維印表機系 列中最高端的型號。其最大列印尺寸為204x204x305mm，精度達到0. 08mm，設備使用高強度 材料ABS Plus，其強度達到原有ABS材料的140% ；以及最新的SST (溶解式支撐系統)系 統。支撐材料在列印完畢後可以通過特定的溶液進行清理，因此即使是特別複雜以及精細 的產品內部結構也能夠清晰的表現出來，列印出成品的全過程無需任何手工處理工序。由於列印最大尺寸遠遠小於人臺的大小，故將人臺進行切塊後列印，然後將列印 出來的每塊進行粘合，即可獲得實體化的工業人臺。
權利要求
一種不同年齡工業人臺的建立方法，其特徵在於反應不同年齡層人體體型的差異，有利於不同定位要求服裝立體造型與裁剪的準確性，步驟為步驟1、將待抽樣人群分為四個年齡段，分別為18 24歲、25 29歲、30 34歲及35 40歲，在每個年齡段中至少抽取30個人體作為樣本，用三維人體測量系統通過非接觸式三維人體測量技術對所有人體樣本分別進行測量，得到原始三維人體數據；步驟2、由三維人體測量系統對原始三維人體數據進行一維數據的提取、分析和計算，得到每個原始三維人體數據所對應的人體各部位的長度和緯度尺寸數據，依照國家號型標準GB/T1335.2 2008，以人體胸腰的差值將每個年齡段的人體一維數據劃分為Y、A、B、C四類；步驟3、對於18 24歲年齡段的人體一維數據而言，計算Y類、A類及B類人體各部位的長度和緯度尺寸數據的平均值，得到18 24歲年齡段的Y類、A類以及B類中間體體型數據，根據中間體體型數據在原始三維人體數據中分別找到符合Y類、A類以及B類中間體體型特徵的三維人體數據，以此類推，找到對於25 29歲年齡段的人體而言的Y類、A類以及B類體型的三維人體數據，對於30 34歲年齡段的人體而言的A類以及B類體型的三維人體數據，對於35 40歲年齡段的人體而言的A類、B類以及C類體型的三維人體數據。再通過聚類分析，選擇胸圍作為劃分標準，對每一年齡層的每一類體型進行規格細分；步驟4、將原始三維人體數據中相同年齡段的相同體型的分為一類，分別對每一類三維數據根據人體特徵進行標準化處理，使得每一個人體三維數據轉化成一種人體體型矩陣，人體體型矩陣包含人體的各個特徵點的坐標，人體體型矩陣的每一行代表人體軀幹的每一層截面特徵點的坐標集合，人體體型矩陣的每一列代表由每一截面人體中心特定角度的特徵點的坐標集合，分別對每一類體型的人體體型矩陣進行平均值的計算，得到每一類體型的平均形態體型矩陣文件，對所得矩陣文件進行對稱處理，以使得人臺左右兩側完全對稱，得到每一年齡段的每一體型的標準的平均形態體型矩陣，根據標準的平均形態體型矩陣生成每一年齡段的每一體型的數位化服裝立體裁剪用人臺；步驟5、通過快速成型技術將每一年齡段的每一體型的數位化服裝立體裁剪用人臺進行實體化列印，獲得每一年齡段的每一體型的服裝立體裁剪用人臺。
2.如權利要求1所述的一種不同年齡工業人臺的建立方法，其特徵在於在步驟1的 選取樣本過程中，在四個年齡段中分別選取至少100個人體作為樣本，即共至少400個人體 作為樣本。
3.如權利要求1所述的一種不同年齡工業人臺的建立方法，其特徵在於在步驟3中 計算人體各部位的長度和緯度尺寸數據的平均值時，不用計算所有部位的長度和緯度尺寸 數據的平均值，而計算身高、胸圍、頸圍、腰圍、腹圍、臀圍、腰厚、胸厚、背長、總肩寬及乳間 距的平均值。
4.如權利要求1所述的一種不同年齡工業人臺的建立方法，其特徵在於所述步驟4 的具體實現方法為步驟4. 1、將原始三維人體數據中相同年齡段相同體型的分為一類，分別對每一類三維 數據中人體四肢部分的數據刪除只保留軀幹部分的軀幹三維人體數據；步驟4. 2、調整三維坐標系，使得每一軀幹三維人體數據的中心平行於ζ軸，人體背部 指向y軸正方向，左手方向指向χ軸正方向，調整軀幹三維人體數據最下面一層的ζ坐標為,0，頭頂方向為ζ軸正向；步驟4. 3、將人體軀幹部分按人體縱向進行橫向分割，將人體按縱向分割成N層橫截 面，從下巴到肩端點劃分成m層，由肩端點到腋下點劃分成N2層，由腋下點到胸圍線劃分 成N3層，由胸圍線到下胸圍劃分成N4層，由下胸圍到腰圍線劃分為N5層，由腰圍線到臀圍 線劃分為N6層，由臀圍線到襠部劃分為N7層，並且由下到上每一層儲存為人體體型矩陣一 行，則每一人體體型矩陣共有N行，人體體型矩陣第一行的ζ坐標為0 ；步驟4. 4、將人體每一層以η度為等角度分割，將每一層劃分為360/η個型值點，然後每 一層存儲為人體體型矩陣的360/η個坐標點；步驟4. 5、分別對每一類體型的所有人體體型矩陣進行平均值的計算，得到每一類體型 的平均形態體型矩陣文件；步驟4. 6、對平均形體的特徵矩陣文件進行對稱處理，以使得平均矩陣所代表人臺左右 兩側完全對稱，得到每一年齡段每一體型的標準的平均形態體型矩陣文件。
全文摘要
本發明涉及一種不同年齡工業人臺的建立方法，其特徵在於反應不同年齡層女性體型的差異，有利於不同定位要求服裝立體造型與裁剪的準確性，步驟為首先在四個年齡段中每個年齡段至少得到30個原始三維人體數據，以國家服裝號型標準為依據，將不同年齡段的原始三維人體數據進行分類，再通過聚類分析計算出不同年齡段不同體型的工業人臺的細分規格以及各控制部位的均值，建立不同年齡層不同體型的平均形態體型矩陣，獲得具有不同年齡人體體型特徵的實體化的服裝立體裁剪用人臺。本發明的優點是能夠完全滿足服裝品牌不同年齡層產品定位的需求。
文檔編號G06F17/50GK101916315SQ20101025504
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月17日 優先權日2010年8月17日
發明者夏明 , 王朝暉, 郝德濤 申請人:東華大學