鞋楦定制中非均匀有理B样条特征曲线的自适应变形

为实现无实体楦基础的数字化量足制鞋,提出了基于非均匀有理B样条(NURBS)特征曲线自适应变形的个性化鞋楦定制系统,将足部NURBS特征曲线依据一定的舒适度规则变形成相应的鞋楦特征曲线来实现鞋楦定制。该系统采用切平面法获取足部的特征点、特征曲线和特征尺寸,重建出足部NURBS特征曲线。建立了足楦舒适度匹配规则,并根据变形方式及次序不同将特征曲线分为四种类型。以特征点、特征结点和特征尺寸作为约束,结合足楦舒适度规律驱动足部特征曲线自适应变形,生成相应的鞋楦特征曲线。最后,构建出鞋楦特征框架,通过特征曲线增添操作和曲面细分造型完成定制鞋楦的设计。给出了男士皮鞋鞋楦的设计实例和定制结果,定制时间在480 s内,定制的鞋楦美观大方。该系统具有实用性,且定制鞋楦的再设计利用率显著提高。     

鞋楦定制CAD系统中NURBS特征曲线的弧长约束变形

为实现无鞋楦数据库的数字化量足制鞋,提出了基于足楦NURBS特征曲线变形的个性化鞋楦定制CAD系统,通过足楦特征曲线在弧长等特征信息约束下变形成新楦特征曲线进行设计定制。建立足楦舒适度匹配规则,根据变形方式、次序及约束情况不同,将特征曲线分为4种类型。给出4种曲线的约束变形技术路线,其中带弧长约束的II型曲线可采用正向、逆向和双向3种变形路线。双向约束变形中,采用改进的顶点替换算法和变参数4点细分算法,引入弧长损失因子和关节链模型,在母版鞋楦基础上对曲线依次进行采样离散、级放、分段、简化、优化变形、插值细分和NURBS拟合,生成定制的鞋楦特征曲线。以跖趾围轮廓线为例进行了双向约束变形试验,弧长改变量为1.0mm。该系统可在480s内给出男款鞋楦个性化量足定制结果。结果表明:该CAD系统精度较高,可实现无鞋楦数据库条件下的量足制鞋,且定制鞋楦的二次设计利用率显著提高。     

双向扫描投影双目结构光编码设计

传统的格雷码编码方式,由于全亮和全暗投影条纹的影响不能获得很好的重构效果。结合双目结构光重构表达式对传统的格雷码编码方式进行了改进,提出了双向扫描的lemming编码形式。首先,根据双目结构光的原理给出了左、右摄像机对物体重构的世界坐标表达式。接着,对传统的格雷码进行了分析,针对传统格雷码中在全亮条纹和全暗条纹处对被测物体不能很好识别的情况,提出了双向扫描lemming方法。此种编码方式保留了传统格雷码相邻区间编码只有一位不同的特性,消除了传统格雷码在全亮条纹和全暗条纹处对被测物体不能识别的情况,并采用投影图案的双向扫描方式,受环境背景噪声干扰小。最后,实验结果表明该方法具有更好的物体重构效果和更强的抗噪声能力。     

基于模糊层次分析的足楦匹配算法在鞋楦定制中的应用

针对现有的鞋楦定制技术没有完善的足楦匹配算法及衡量指标等问题,提出了基于模糊层次分析法（FAHP）的足楦匹配算法,通过计算鞋楦数据库中的鞋楦与足部的匹配值来决定技术路径。首先,提取8个足楦特征参数作为FAHP的准则来衡量足楦匹配情况,采用三角模糊数计算足楦特征参数的匹配值;根据各特征参数对成鞋舒适性的影响以及变形设计难易程度建立成对比较阵。然后,通过求解最大特征值的特征向量得到各参数对足楦匹配度值的权重。最后,计算出足楦匹配度值并选择技术路径。给出了足楦匹配度值计算实例,求解得到其值为0.69。结合阈值0.50、鞋楦定制标准0.80,说明该鞋楦与足部不完全匹配,但可作为变形修改设计的基础母楦。该方法可将基于鞋楦数据库的鞋楦定制与直接基于足部3D形貌的无实体楦造型等方法结合到一个系统中,提高量足制鞋的效率,降低定制成本。     

基于三维重建数据的双向点云去噪方法研究

逆向工程中,三维点云数据的重构是最终获取物体形貌的关键一环,如何从复杂的点云中去除噪声干扰是人们一直研究的重点。根据测量环境中产生的不同类型噪声数据进行分析,对于物体轮廓外的噪声点,采用人机交互的方式直接去除噪声点,对于物体轮廓内单个明显的噪声点采用相邻点加权平均的方法去除,而对轮廓内连续错误的噪声点,采用了双向去噪的方法,即在点云的垂直方向通过相邻点夹角的大小去除起伏明显的噪声点,在点云的水平方向通过相邻点云水平距离的加权平均来调整水平方向其余点的距离,最后应用最小二乘法拟合得到去除噪声点处的三维坐标。结果表明该种方法不仅有效去除了点云数据中夹杂的噪声,还对物体表面失真的数据进行了有效地调整和修改,获得了连续光滑的测量表面,具有良好的效果。