СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ НА ОСНОВЕ БЕСКОНТАКТНОЙ АНТРОПОМЕТРИИ
DESIGNING METHOD OF CLOTHING BASED ON NON-CONTACT ANTHROPOMETRY

Изобретение относится к швейному производству, а именно к автоматизированному построению конструкций деталей одежды на основе виртуальных поверхностей внешней формы проектируемого изделия и фигуры индивидуального потребителя.
Известен инженерный автоматизированный способ создания объемной (трехмерной) формы одежды и получения ее плоских (двухмерных) разверток [1], который основан на получении разверток деталей одежды по заданной поверхности манекена фигуры и изделия. Суть способа заключается в последовательном преобразовании специально разработанных геометрических моделей объемной поверхности манекена фигуры и внешней формы изделия, которые служат исходной информацией для получения плоских разверток и лекал деталей одежды. Трехмерную поверхность манекена индивидуальной фигуры получают путем преобразования поверхности типового манекена посредством задания положения характерных точек, получаемых вручную по фотографиям фигуры конкретного заказчика [2]. Трехмерную поверхность внешней формы изделия строят непосредственно на трехмерной поверхности манекена индивидуальной фигуры, для чего задают параметры внешней формы изделия - пространственные зазоры между антропометрическими точками фигуры и соответствующими им конструктивными точками изделия. Затем получают по специально разработанному алгоритму плоские развертки, из которых формируют детали изделия.
Недостатками указанного способа являются:
- низкая точность настройки виртуального манекена фигуры, т.к. подгонка осуществляется по ограниченному количеству точек, расположенных на контурах стана фигуры и основных конструктивных линиях (линии груди, талии, бедер), не учитывая возможность изменения поверхности манекена между ними (наличие и локализацию выпуклостей или вогнутостей, перераспределение мышечных и костных тканей на поверхности отдельных участков торса вне линий каркаса), что снижает точность получаемых на заключительном этапе конструкций деталей одежды и требует их уточнения путем примерки в процессе изготовления изделия;
- неадекватное отображение внешней формы как манекена, так и проектируемого изделия из-за использования каркасных моделей, содержащих незначительное число горизонтальных и вертикальных линий, что исключает возможность детального обсуждения модели с заказчиком на стадии приема заказа;
- ограниченный выбор модельных решений проектируемых изделий из-за отсутствия функций нанесения линий на поверхность созданной трехмерной конструкции, что требует наличия этапа конструктивного моделирования и не предоставляет конструктору возможности оценить положения новых конструктивных линий в пространстве;
- невозможность учета свойств материалов, из которых предполагается изготавливать данное изделие.
Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ формирования предмета одежды, соответствующего форме тела потребителя [3], согласно которому измеряют всю поверхность тела человека в облегающем нижнем белье или без нижнего белья с использованием системы бесконтактных трехмерных измерений; передают электронные данные измерений в компьютер, где хранятся базы данных опорных точек тела человека для разных предметов одежды; отображают на экране автоматически опорные точки фигуры измеряемого, соответствующие проектируемому предмету одежды; выделяют некоторые из опорных точек для автоматического получения значений размерных признаков потребителя, проходящих через эти точки; отображают лекала выбранного предмета одежды, например корсета, соответствующие стандартной форме тела, имеющейся в компьютере; автоматически вводят полученные значения размерных признаков потребителя в оригинал шаблона и изменяют положения характерных точек шаблона в соответствии с измерениями тела так, чтобы получить размеры швейного изделия, точно соответствующие размерным признакам потребителя; затем передают полученные таким образом лекала на автоматический раскройный комплекс и изготавливают из них корсет.
Недостатками данного способа являются:
- ограниченное применение из-за громоздкости и высокой стоимости установки бесконтактного обмера, негативного влияния лазерных лучей на человека, т.к. она содержит кольцо дистанционного измерения, источник света и диодный детектор местоположения;
- вероятность психологического дискомфорта измеряемого, т.к. измерение фигуры происходит в процессе перемещения кольца с источником света вдоль поверхности тела человека;
- недостаточная точность измерений, т.к. результатом обработки данных являются трехмерные координаты точек винтовых сечений поверхности, в то время как большинство мерок для швейных изделий проходят в горизонтальной плоскости, а также из-за наличия участков затенения в области впадин и «мертвых» зон, например под рукой;
- ограниченность применения из-за отсутствия методов внесения модельных изменений в конструкцию проектируемого швейного изделия, т.к. система предназначена для подгонки существующих моделей, что для фигур со значительными отклонениями от типового телосложения не всегда рационально;
- невозможность оценки посадки проектируемой модели на фигуре потребителя до изготовления ее образца в материале.
Техническим результатом изобретения является повышение качества посадки разрабатываемых изделий для всех типов фигур, обеспечение возможности проектирования новых моделей любой сложности, повышение производительности труда при изготовлении новых моделей за счет исключения этапов измерения размерных признаков заказчика и пошива пробных образцов, а также обеспечение комфорта заказчика в ходе измерения.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе проектирования одежды на основе бесконтактной антропометрии, согласно которому измеряют поверхность тела потребителя в облегающем нижнем белье или без него с использованием системы бесконтактных трехмерных измерений, передают данные измерений в компьютер, отображают на экране автоматически виртуальную поверхность манекена, соответствующую телу потребителя, и выбранные опорные точки, соответствующие предмету одежды, передают данные о трехмерной форме тела потребителя в САПР одежды, подготавливают лекала модели швейного изделия на основе данных о форме тела потребителя и свойств материалов, передают лекала изделия на автоматический раскрой, согласно изобретению измерение поверхности осуществляют с помощью системы технического зрения путем одновременного фотографирования потребителя с разных ракурсов, формируют из снимков стереопары, выполняют декодирование каждой стереопары с построением поверхности, соответствующей части тела измеряемого, после чего формируют поверхность виртуального манекена, соответствующего фигуре потребителя, проектируют исходную трехмерную конструкцию модели путем задания зазоров между виртуальным манекеном и изделием, после чего наносят линии членения, рисунок и фактуру материала, а затем развертывают полученные детали на плоскость.
Данное изобретение обеспечивает точность построения конструкций деталей одежды на индивидуальные фигуры, так как при этом отсутствует этап измерения размерных признаков фигуры, который является обязательной составной частью получения исходной информации в описанных аналогах, обеспечивается адекватность воспроизведения поверхности фигуры и силуэтной формы изделия на экране компьютера, форма изделия проектируется непосредственно на поверхности манекена фигуры заказчика и может быть оценена им до изготовления образца изделия, развертка трехмерной конструкции строится инженерными методами с учетом свойств материалов. Способ может быть использован для проектирования любых видов одежды, независимо от ассортимента, так как применяемые методы измерения фигуры, построения поверхностей манекена и трехмерной конструкции изделия универсальны.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых показаны: фиг.1 - схема установки системы технического зрения для бесконтактной антропометрии, реализующей данный способ, где 1 - область размещения измеряемого, 2 - камеры, 3 - компьютер со специальным программным обеспечением; фиг.2 - стереопары фотографий заказчика и результат их декодирования, где а - стереопара вида спереди, б - передняя поверхность торса измеряемого, полученная в результате ее декодирования, в - стереопара вида сзади, г - полученная задняя поверхность торса измеряемого, д - стереопара вида сбоку, е - полученная боковая поверхность торса измеряемого; фиг.3 - поверхность виртуального манекена, соответствующего фигуре потребителя; фиг.4 - поверхность виртуального манекена с выделенными опорными точками, соответствующими изделию женский жакет, где а - вид спереди, б - вид сзади (P1, P2, Р3, … - номер ряда точек, C1, C2, C2', … - номер столбца точек); фиг.5 - схема создания трехмерной конструкции проектируемого изделия в САПР одежды, где 4 - линии, обозначающие поверхность манекена, 5 - линии, обозначающие поверхность трехмерной конструкции изделия, 6 - зазоры между манекеном и изделием; фиг.6 - внешний вид проектируемого изделия в САПР одежды, где 7 - конструктивные линии, нанесенные на поверхность трехмерной конструкции изделия; фиг.7 - развертка трехмерной конструкции модели изделия, где а - развертка детали переда, б - развертка детали спинки, 8 - отображение конструктивных линий, нанесенных на поверхность трехмерной конструкции изделия, 9 - линии границ частей развертки, буквами а, б, в, … обозначены участки развертки в соответствии с табл.1; фиг.8 - лекала модели; фиг.9 - фото изделия, подготовленного к примерке на заказчике.
Способ проектирования одежды на основе бесконтактной антропометрии реализуется следующим образом.
Осуществляют измерение фигуры заказчика с использованием системы бесконтактной антропометрии: с помощью системы технического зрения, обеспечивающей обзор объекта с разных ракурсов, например, состоящей из четырех видеокамер, расположенных по сторонам прямоугольника так, чтобы пары снимков образовывали стереопары (фиг.1), выполняют одновременное фотографирование заказчика всеми камерами и ввод полученных изображений в компьютер через стандартный аппаратный интерфейс. Формируют из снимков стереопары и осуществляют декодирование каждой стереопары с построением поверхностей, соответствующих определенной части тела измеряемого (фиг.2), из которых формируют поверхность виртуального манекена, соответствующую фигуре потребителя (фиг.3). Затем поверхность манекена экспортируют в САПР одежды, где на ней выделяют опорные точки, соответствующие проектируемому изделию (фиг.4) и путем задания в этих точках зазоров между манекеном и изделием (фиг.5) проектируют поверхность исходной трехмерной конструкции изделия. На данную поверхность наносят линии членения, рисунок и фактуру материала, придавая ей внешний вид проектируемого изделия (фиг.6), после чего представляют модель для согласования заказчику. В случае одобрения заказчиком проектируемой модели осуществляют развертывание деталей трехмерной конструкции на плоскость инженерными методами, учитывающими геометрическую форму изделия и свойства материалов. Например, выделяют на поверхности детали трехмерной конструкции участки развертывающихся тел в соответствии со столбцом 1 табл.1. Из вариантов разверток, представленных в столбцах 3, 4 и 5 табл.1 и хранящихся в базе САПР одежды в зависимости от особенности фигуры и формовочной способности используемого материала выбирают нужный. С использованием специального алгоритма уточняют форму и размеры разверток участков по координатам соответствующих опорных точек трехмерной конструкции изделия (на рисунках в табл.1 показаны номера опорных точек, в которых первая цифра соответствует номеру столбца, вторая - номеру ряда на фиг.4) и переносят на него конструктивные линии с трехмерной конструкции (линии 8 на фиг.7). Развертки отдельных участков состыковывают в плоские детали (пример формирования деталей полочки и спинки жакета показан на фиг.7). С использованием программного обеспечения САПР одежды переносят образующиеся при состыковки частей разверток вытачки в нанесенные на трехмерной конструкции конструктивные линии, выполняют оформление лекал изделия, их раскладку и вывод на плоттер или автоматизированный раскройный комплекс.
Пример осуществления способа.
Заказчик М, девушка 169-98-103 с нормальной осанкой и средним развитием грудных желез, проектируемое изделие - женский жакет с рельефами из плечевых швов из ткани в крупную клетку со средней формовочной способностью.
Для изготовления изделия выполнены следующие действия:
1) подготовка заказчика к съемке, размещение его в зоне измерения в соответствии с разметкой (фиг.1);
2) фотографирование и ввод полученных изображений в компьютер с использованием стандартного аппаратного интерфейса. В результате фотографирования получены четыре пары разноракурсных снимков (стереопары видов заказчика спереди, сзади, справа и слева), автоматически улучшенных по контрастности и яркости (фиг.2, а, в, д) и связанных между собой общим калибровочным объектом;
3) декодирование стереопар. В результате вычислена удаленность от калибровочного объекта соответствующей части поверхности заказчика и получена геометрическая реконструкция выделенной части поверхности (фиг.2, б, г, е);
4) формирование виртуальной трехмерной поверхности манекена фигуры измеряемого. В результате состыковки участков поверхностей получена замкнутая оболочка поверхности измерения, по которой возможно определение трехмерных координат любой точки оболочки (фиг.3);
5) экспортирование поверхности манекена с использованием специально разработанного аппаратного интерфейса в САПР одежды, программное обеспечение которой предусматривает следующие возможности работы с трехмерным объектом: определение проекционных и дуговых измерений между точками, задание цвета и фактуры, соответствующих используемому материалу, нанесение линий, автоматическое отображение этих линий на лекала (например, САПР «Julivi»). Поверхность манекена сохранена в базе клиентов САПР «Julivi» для использования в дальнейшем для проектирования одежды разных ассортиментных групп и моделей;
6) выделение опорных точек поверхности манекена, характерных для ассортиментной группы проектируемой модели одежды. Опорные точки для жакета, сгруппированные в ряды и столбцы, представлены на фиг.4.
7) задание исходной трехмерной конструкции проектируемого изделия путем изменения координат опорных точек поверхности манекена на величины зазоров, задаваемых проектировщиком для достижения желаемой формы изделия (фиг.5). По фотографиям видно, что у заказчицы левое плечо ниже, чем правое, и левое бедро выступает больше правого, поэтому принято решение использовать плечевые накладки разной толщины - на левое плечо 10 мм, на правое - 5 мм, и зазор в области талии слева сделать больше на 10 мм, чем справа. Величины зазоров для проектируемой модели жакета представлены в табл.2 (номер опорной точки формируется из номеров столбца и ряда в соответствии с фиг.4, на пересечении которых она находится). С использованием функций САПР «Julivi» получено положение опорных точек исходной трехмерной конструкции проектируемого изделия, по которым создана новая оболочка;
8) задание параметров внешнего вида модели. Из базы данных САПР «Julivi» выбраны цвет, рисунок и фактура материала, соответствующие используемому, которые перенесены на оболочку трехмерной конструкции изделия, затем на ней в соответствии с моделью нанесены конструктивно-декоративные линии (фиг.6);
9) представление внешнего вида модели, надетой на манекен фигуры потребителя, заказчику для согласования. Модель одобрена заказчиком, в противном случае могло быть выполнено уточнение модели до достижения желаемого зрительного восприятия;
5
5
10) развертывание исходной трехмерной конструкции. Для определения количества и расположения границ развертывающихся тел использована табл.1, из которой выбран вариант развертки боковой части переда б - для фигуры со среднеразвитыми грудными железами при средней формовочной способности материла, боковой части спинки ж - для фигуры с нормальной осанкой при средней формовочной способности материла. Затем из базы данных САПР выбраны соответствующие детали, размеры которых с использованием специального алгоритма уточнили по координатам опорных точек трехмерной конструкции изделия, номера которых показаны на рисунках в табл.1. Из уточненных участков развертки сформировали детали конструкции, которые представлены на фиг.7;
11) оформление лекал исходной конструкции изделия. С использованием функций САПР «Julivi» выполнена состыковка разверток участков деталей, перенесены вытачки в линии членения, нанесенные на трехмерную конструкцию модели, достигнута технологичность срезов. Лекала модельной конструкции представлены на фиг.8;
12) передача лекал на раскладку и раскрой;
13) выполнение примерки модели на заказчике. Изделие сметано и надето на фигуру. В результате примерки выявлено отсутствие балансовых нарушений, соответствие изделия форме и размерам фигуры (фиг.9).
Таким образом, в результате получено изделие, соответствующее по форме и размерам поверхности фигуры потребителя, и при этом не возникло необходимости измерения размерных признаков фигуры, модель представлена потребителю с учетом особенности фигуры и свойств материалов до ее изготовления и была одобрена заказчиком, примерка показала хорошее качество посадки и соответствие модели первоначальному замыслу и представлению ее в виде трехмерной конструкции в САПР.
Универсальность изобретения позволяет использовать его для изготовления одежды других ассортиментных групп - легкого платья, юбок, брюк, пальто, плащей, корсетных изделий и т.д.
Таблица 2Величины зазоров между поверхностями трехмерной конструкции проектируемого изделия и манекена в опорных точках для проектируемой модели жакета, мм
Столбец
Ряд
Р1
Р2
Р3
Р4
Р5
Р6
Р7
Р8
Р9
С1
3
-
-
-
-
25
18
10
15
С2
7
3
-
15
4
4
18
15
7
С2'
-
3
-
15
4
4
18
15
7
C3
-
12
10
8
-
-
-
-
-
C3'
-
7
5
3
-
-
-
-
-
С4
-
-
-
-
10
12
35
10
10
С4'
-
-
-
-
10
12
25
10
10
С5
-
12
10
7
-
-
-
-
-
С5'
-
7
5
3
-
-
-
-
-
С6
7
-
4
4
4
-
30
10
25
С6'
7
-
4
4
4
-
30
10
25
С7
5
-
-
-
7
-
20
10
25
Источники информации
1. Сурженко Е.Я. «СТАПРИМ» - новые технологические возможности трехмерного проектирования одежды [текст] / Е.Я. Сурженко, Н.Н. Раздомахин, Л.В. Копшталева // В мире оборудования. - №3 (20). - 2002. - С.10-11.
2. Раздомахин Н.Н. Аспекты антропометрического обеспечения одежды: технология поиска антропометрических точек на фотоизображениях фигуры человека [текст] / Н.Н. Раздомахин // Швейная промышленность. - №2. - 2006. - С.24.
3. Патент RU 2270593 C2, МПК А41Н 3/00, А41Н 1/02. Способ формирования предмета одежды, соответствующего форме тела индивидуума, 2006 г.