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1、(10)申请公布号 CN 103948196 A (43)申请公布日 2014.07.30 CN 103948196 A (21)申请号 201410117331.3 (22)申请日 2014.03.27 A41H 1/00(2006.01) (71)申请人 广西科技大学 地址 545006 广西壮族自治区柳州市东环大 道 268 号 (72)发明人 陈集炎 梁伟红 (54) 发明名称 人体数据的测量方法 (57) 摘要 本发明涉及一种人体数据的测量方法， 其目 的在于提供一种测量速度快， 成本低， 可重复性 高， 避免接触性测量所引起局部部位形变和不便 且接触性测量难以测量人体的角度及体表以。
2、外数 据的测量方法， 本发明人体数据的测量方法首先 基于三维人体表面扫描数据和 B 样条曲面造型技 术进行人体躯干建模， 并对人体数据进行处理， 获 取人体三维模型 ； 然后将人体三维模型导入逆向 工程软件， 通过全方位观察、 对人体进行等距离分 割、 作辅助点来确定人体测量的关键点和线 ； 最 后根据标定的关键点和线， 用逆向工程软件量取 人体测量项目的数据。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 18 页 附图 25 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书18页 附图25页 (10)申请公布号 CN 103948196 A CN。
3、 103948196 A 1/1 页 2 1. 一种人体数据测量方法， 其特征在于包括以下步骤 ： 基于三维人体表面扫描数据和 B 样条曲面造型技术进行人体躯干建模， 并对人体数据 进行处理， 获取人体三维模型 ； 将人体三维模型导入逆向工程软件， 通过全方位观察、 对人体进行等距离分割、 作辅助 点来确定人体测量的关键点和线 ； 根据标定的关键点和线， 用逆向工程软件量取人体测量项目的数据。 2. 根据权利要求 1 所述的人体数据测量方法， 其特征在于 ： 所述人体数据包括人体高 度、 厚度、 宽度、 角度、 体表长度和人体横截面的数据。 权 利 要 求 书 CN 103948196 A 2。
4、 1/18 页 3 人体数据的测量方法 技术领域 0001 本发明涉及一种测量方法， 特别是涉及一种用于人体数据的测量方法。 背景技术 0002 人体数据在机械设计、 室内设计、 工业设计、 服装设计等领域都具有重要的地位， 在服装领域， 只有服装结构与人体的曲面形态相吻合， 才能实现服装舒适、 合体， 才能提高 人体的机能。 文胸是贴身穿着的衣物， 人体胸部是人体曲面变化较大的部位， 胸部细部数据 的采集对文胸设计尤为重要， 只有罩杯的外形轮廓线和人体乳房相符合， 文胸才能兼顾舒 适与美观。 而人体的乳房没有骨骼， 手工测量容易引起变形和带来不便， 在一定程度上增加 了手工采集胸部细部尺寸的。
5、难度， 因此需要寻找一种方便、 快速、 准确和重复性好的测量方 法， 现有的人体数据测量方法主要由以下几种 ： 0003 1、 接触性人体测量 0004 传统的人体测量方法的主要测量工具是软尺、 角度计、 测高计、 测距计和滑动计 等， 依据测量基准对人体进行接触测量， 可以直接测出人体各部位竖向、 横向、 斜向及周长 等体表面长度。 方法简便、 直观， 使用工具简单， 可以获得较细致的人体数据， 因而在服装业 中长期使用。 但是， 这些方法大多建立在手工测量的基础上或凭经验观察， 因而人体的某些 特征数据难以取得。由于是接触测量， 测量时间比较长， 往往使被测者感到疲劳和窘迫 ； 同 时测量。
6、的精确度与测量者的技巧有很大关系， 容易给测量结果带来一定的误差。此外人体 所具有复杂的形状， 传统的测量方法无法进行更深入的研究。我国民族、 人口众多， 不同民 族、 地区人体体型差异很大， 现有手工测量人体尺寸的方式也无法快速准确地进行大量人 体的测量， 这不仅阻碍了服装工业的顺利发展和成衣率的提高， 不利于创造服装品牌， 也不 利于快速准确地制定服装号型标准， 从而阻碍了与国际标准接轨及我国服装行业整体科技 水平的提高。 0005 2、 非接触性人体测量 0006 人体测量技术在近几十年的发展中， 大致经历了由接触式到非接触式、 由二维到 三维， 并向自动测量和利用计算机测量、 处理和分。
7、析的方向发展。 非接触三维自动测量是现 代化人体测量技术的主要特征。它弥补了常规的接触式人体测量的不足， 使测量结果更加 准确、 可靠。三维人体自动测量作为现代图像测量技术的一个分支， 它是以现代光学为基 础， 融光电子学、 计算机图像学、 信息处理、 计算机视觉等科学技术为一体的测量技术。 它在 测量被测对像时把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用， 其目的是从图像中提 取有用的信息。对三维人体自动测量技术的研究， 美国、 英国、 德国和日本等服装业发达的 国家开始得较早， 大致在 70 年代中期开始， 且提出了许多新的测量原理和方法。我国在这 方面的研究开展得较晚。三维人体自动测量方。
8、法主要有光学图样法 ( 干涉法、 莫尔法、 相位 法等 ) 和基于图像传感器的光电法。与传统的测量方法相比较， 三维人体测量方法主要特 点是快速、 准确、 效率高等。通过与计算机辅助服装设计系统相结合， 所测得的数据可直接 运用于 CAD 系统， 以实现人体测量和服装设计一体化。 说 明 书 CN 103948196 A 3 2/18 页 4 0007 (1) 立体摄影测量法 0008 此方法应用位于不同位置的两台摄像机同时对人体进行摄影， 分析人体表面上同 一点在两幅图像上成像点的对应关系， 再利用几何光学三角测量原理计算得到该成像点的 三维坐标。这种方法符合人的视觉特点， 但对凹下曲面测量。
9、较难， 精度也不高。 0009 (2) 激光测量法 0010 此方法用多个激光测距仪 ( 由激光和 CCD 摄像仪组成 ) 对站立在测量箱内的被测 者从多个方位进行测量。 摄像机接受激光光束射向人体表面的反射光， 根据受光位置、 时间 间隔、 光轴角度， 与测距仪同步移动时， 可通过计算机算出人体同一高度若干点的坐标值， 从而可测得人体表面的全部数据。这种方法精度较高， 但要求人体在几分钟内保持姿态不 变就较难， 虽然激光剂量小但心理上仍有压力。 0011 (3) 莫尔条纹测量法 0012 自 Meadows 等 1975 年提出莫尔轮廓法以来， 在此基础上提出了影像 (Shadow) 莫 尔。
10、法， 投影(Projection)莫尔法， 扫描(Scanning)莫尔法， 及它们的改进方法， 使莫尔等高 线三维测量技术不同程度地达到实用化程度。莫尔条纹测量法即投影莫尔法， 是应用光栅 的阴影 ( 投影 ) 和光栅形成的莫尔条纹来进行人体 数据测量。但莫尔条纹在计算机自动 处理时遇到的难点是条纹峰值及条纹级数的自动确定， 以及人体表面凹凸性自动识别， 此 方法适用于人体曲面测量， 但测量精度不够高， 近期有的学者对此作了改进， 提出了投影光 栅相位测量技术， 以改进上述之不足。 0013 (4)Loughborouhg 人体影子扫描装置 0014 由英国 Loughborouhg 大学研。
11、制的该设备， 如图 1 它相当于立体摄影测量法， 当一 个人站立不动时， 投影在其身上的光线将被电视摄影机录取下来， 身体形状由一系列横切 面表达， 并以平面方式， 各以 16 点拉曲线表示。此程序重复 32 片平面， 每一片都与有关骨 骼标记相关联， 从而重建三维身体的表面模型。Loughborouhg 大学与马莎百货公司现正利 用此方法通过搜集三维人体数据来研究人体的体型。 0015 (5)TC2 分层轮廓测量方法 0016 TC2 美国纺织及服装技术中心是通过选用白光分层轮廓测量方法， 以取得人体全 身的三维数据。与密栅云纹法相似， 它利用白色光源来投影正弦曲线在物体表面。当物体 不规则。
12、的形状令投射的密栅影子变形， 产生的图样将可表示物体表面的轮廓， 并用 6 部摄 影机检测， 然后单个的影像将合并成一完整图像。 0017 (6) 全身扫描系统 0018 与上述的莫尔投影法不同， 英国的汤Cyberware公司于1995年引进一个商品化的 全身扫描机 BW2 和 BW4。此设备用激光扫描三角测量技术来获取三维影像。通过工作站的 软件来控制整个扫描及移动过程。完成一次扫描仅需几秒钟。使用者可用工作站上的图像 工具来看扫描结果， 把多个扫描图像结合起来就构成一个完整的人体模型。 0019 (7) 投影条纹相位测量法 0020 此方法是一种基于光学干涉设计的相位测量技术， 采用一般。
13、的白光照明， 将光栅 投影到人体表面， 对投影在人体表面的光栅图像进行相位测量， 从而获得人体三维尺寸。 近 年来， 由总后军需装备研究所和北京服装学院共同研制的 “人体尺寸测量系统” 就是应用 “双视点投影光栅三维测量” 原理， 通过普通白色光源， 摄取人体前后投影光栅的相位变化， 说 明 书 CN 103948196 A 4 3/18 页 5 来取得人体三维信息。 通过数据处理， 可获取服装设计所需的尺寸， 还可根据需要获取人体 图像上任一点的三维坐标。 通过人机交互操作， 可方便地进行在线和离线测量， 并可满足单 人特体测量和现场快速测量的需要。 0021 (8) 新的非接触测量法 00。
14、22 此方法主要是经 CCD 或 CMOS 成像实现三维人体尺寸的非接触测量， 属光电法。与 光学图样法相比， 它具有环境适应性好、 柔性好、 测量范围宽、 图像信息易于管理等特点。 目 前伦敦大学研究人员正在研制新型计算机人体扫描系统， 就是通过低功率的传感器对遍布 人体全身的 3 万个测量点进行测量而得到精确的人体虚拟三维图像， 以获得精确的人体三 维尺寸。 0023 从以上国内外的研究情况来看， 人体尺寸自动测量技术正迅速进入服装设计与加 工这一传统而又充满活力的领域， 成为提高服装产品市场竞争力的潜在动力。通过深入分 析可以看出 ： 1、 这些系统的价格普遍在十万元以上， 其成本高于它。
15、们所带来的益处， 实用性 不强。2、 这些方法虽然都在一定程度上解决了人体尺寸的非接触式自动测量问题， 但所测 结果没有排除人体着装的影响， 所得到的仍然为人体的着装尺寸， 与服装业对人体测量的 要求以及 CAD 力 CAM 技术的要求仍存在一定的差距。3、 这些人体测量方法没有办法获取人 体细部尺寸的数据。 发明内容 0024 本发明要解决的技术问题是提供一种测量速度快， 成本低， 可重复性高， 避免接触 性测量所引起局部部位形变和不便且接触性测量难以测量人体的角度及体表以外数据的 测量方法。 0025 为达上述目的， 本发明一种人体数据测量方法， 流程图如图 2， 包括以下步骤 ： 002。
16、6 基于三维人体表面扫描数据和 B 样条曲面造型技术进行人体躯干建模， 并对人体 数据进行处理， 获取人体三维模型 ； 0027 将人体三维模型导入逆向工程软件， 通过全方位观察、 对人体进行等距离分割、 作 辅助点来确定人体测量的关键点和线 ； 0028 根据标定的关键点和线， 用逆向工程软件量取人体测量项目的数据。 0029 本发明， 其中所述人体数据包括人体高度、 厚度、 宽度、 角度、 体表长度和人体横截 面的数据。 0030 本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果 ： 0031 1、 本发明方法基于三维扫描技术获得人体三维模型， 将人体三维模型导入 逆向 工程软件中确定。
17、人体测量的关键点和线， 并量取测量项目的数据， 使得低成本大批量采集 人体胸部细部尺寸成为了可能， 将人体胸部细部数据运用到文胸的结构设计中， 使得文胸 细部尺寸的设计有了科学的数据基础， 文胸最大程度的符合人体的穿着合体性、 舒适性， 满 足了工业生产的需求。 0032 2、 本发明以逆向工程技术， 通过人机交互来测量人体胸部细部的数据， 避免了接 触性测量容易引起变形和不便， 这些数据可以运用在服装领域中， 尤其是文胸的结构设计 中， 使文胸罩杯细部结构的设计有了人体数据作为依据， 提高文胸的合体舒适性和舒适性， 实现以人为本文胸设计理念。 ； 说 明 书 CN 103948196 A 5。
18、 4/18 页 6 0033 3、 此外比起其他非接触性人体测量技术相比， 该方法费用相对较低， 且可以获得 人体细部的角度、 宽度、 厚度、 体表长度、 人体横截面的数据。 0034 4、 本发明以电子科技作为人体测量的平台， 其测量速度快， 成本低， 可重复性高。 0035 下面结合附图对本发明作进一步说明。 附图说明 0036 图 1 为 16 台投影仪和 14 台摄像机与人体转盆的排列 ； 0037 图 2 为本发明具体实施方案流程图 ； 0038 图 3 为三维人体数据提取示意图 ； 0039 图 4 为人体点云去除噪点示意图 ( 左 ： 去噪前 )( 右 ： 去噪后 ) ； 004。
19、0 图 5 为人体模型修补示意图 ( 左 ： 补洞前 )( 右 ： 补洞后 ) ； 0041 图 6 为胸部宽度测量项目示意图 ； 0042 图 7 为 BP 点至乳根围五点测量项目示意图 ； 0043 图 8 为乳房横截面测量项目示意图 ； 0044 图 9 为厚度测量项目及示意图 ； 0045 图 10 为高度测量项目示意图 ； 0046 图 11 为胸部整体形态体表测量项目示意图 ； 0047 图 12 为乳房细部测量项目示意图 ； 0048 图 13 为围度测量项目示意图 ； 0049 图 14 为乳房横截面角度测量项目示意图 ； 0050 图 15 为 BP 点与前颈点夹角测量项目示。
20、意图 ； 0051 图 16 为乳房细部夹角测量项目示意图 ； 0052 图 17A、 17B 和 17C 为关键点位置示意图 ； 0053 图 18 为三维人体的坐标图 ； 0054 图 19 为胸围线的坐标图 ； 0055 图 20 为 Polyworks10.0 软件界面图 ； 0056 图 21 为人体三围模型分割图 ； 0057 图 22 为标定上胸围线图 ； 0058 图 23 为标定胸围线图 ( 缩小与局部放大 ) ； 0059 图 24 为标定下胸围线图 ； 0060 图 25 基于 Y-Z 轴创建平面 1 示意图 ； 0061 图 26 为标定前、 后中心线图 ； 0062 。
21、图 27 为在 BP 点上创建平面 1 的平行平面 2 示意图 ； 0063 图 28 标定胸高纵线示意图 ； 0064 图 29 标定 FNP 点示意图 ； 0065 图 30 为右侧乳房内缘点图 ； 0066 图 31 为乳房横截面关键点标定图 ； 0067 图 32 为乳房内缘点三维坐标提取界面图 ； 0068 图 33 体表长度测量项目过程图 ； 说 明 书 CN 103948196 A 6 5/18 页 7 0069 图 34 为角度测量项目过程图。 0070 附图标记说明 ： 1- 被测人体 ； 2、 3-4X 投影仪 ； 4、 5、 7-X 摄像机 ； 6、 10- 转盆 ； 7。
22、、 8- 摄像机 ； 9- 投影仪。 具体实施方式 0071 以下结合附图和实施例， 对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说 明。 0072 实施例 1 胸部数据测量获取文胸尺寸数据 0073 一、 人体三维模型的获取 ： 0074 (1) 三维人体扫描。 0075 用美国 TC2 三维扫描仪扫描真实人体。扫描时， 被测体两腿直立， 两脚略分开与肩 宽平齐， 两臂略分离人体躯干， 上半身胸部处于裸露的状态， 下半身穿着紧身短裤。 0076 (2) 三维人体数据提取。 0077 从 TC2 扫描系统中可以导出 *.wrl、 *obj 等格式的文件， 选择 *obj 精度较高的文 件格式。
23、导出人体数据， 数据结果如图 3。 0078 (3) 三维人体数据处理。 0079 TC2 扫描仪可方便、 简捷、 快速地获得三维人体数据， 但仍会不可避免的引入数据 误差， 如由被测者的晃动引起的噪点， 及由设备本身的不足引起的漏洞及坏点， 因此要对点 云数据进行预处理， 包括去噪点， 数据插补。 0080 (a) 去噪点 ： 将点云生成曲线曲面， 采用半交互半自动的光顺方法对点云数据进 行检查调整。如图 4 为调整前后的人体点云模型。 0081 (b) 数据插补 ： 对于仪器扫描不到的地方， 通过数据插补的方法来补齐漏洞。此处 利用基于点的曲面拟合技术进行漏洞补齐。图 5 为补洞前后的三维。
24、人体模型。 0082 (c) 人体三维曲面建模 ： 将处理好之后的数据导入逆向工程软件 Polyworks， 软件 可以实现。NURBS 是 Non-Uniform Rational B-Splines 的缩写， 是 “非统一有理 B 样条” 的 意思。Non-Uniform( 非统一 ) 是指一个控制顶点的影响力的范围能够改变。当创建一个不 规则曲面的时候这一点非常有用。Rational( 有理 ) 是指每个 NURBS 物体都可以用数学表 达式来定义 ； B-Spline(B 样条 ) 是指用路线来构建一条曲线， 在一个或更多的点之间以内 插值替换的。NURBS 就是专门做曲面物体的一种造。
25、型方法。NURBS 造型总是由曲线和曲面 来定义的， 所以要在 NURBS 表面里生成一条有棱角的边是很困难的。就是因为这一特点， 我 们可以用它做出各种复杂的曲面造型和表现特殊的效果， 如人的皮肤， 面貌或流线型的跑 车等。 0083 二、 标定测量的关键点和线 ： 0084 (1) 测量项目的设定。 0085 (a) 参考现有研究中的常规测量项目 0086 参考一维手工测量、 二维照相测量以及三维扫描测量获得的主要胸部测量项目。 0087 表 6-1 与胸部相关的常规测量项目 0088 说 明 书 CN 103948196 A 7 6/18 页 8 0089 (b) 参考现有文胸号型标准 。
26、0090 传统的文胸号型标准是以下胸围的尺寸作为号、 以胸围与下胸围的差值作为型， 但下胸围和上下胸围差这两个数据仅仅描述了女性胸腔的围度尺寸， 并不能完整的体现女 性胸部的立体形态。 而女性的胸部形态各异， 穿同一号型文 胸的女性胸部形态可能相差很 大。传统的文胸号型分类标准在一定程度上限制了文胸设计合体度和舒适度的提升。 0091 在医学领域， Pechter 认为传统的文胸号型系统并不准确， 他强调了乳房外表面长 度是影响罩杯尺寸很重要的因素， 他还测量了裸体状态下乳房外缘点经乳点到内缘点的体 表长度， 并提出 ： 长度为 7cm 时对应 “A” 罩杯、 8cm 时对应 “B” 罩杯、 。
27、9cm 时对应 “C” 罩杯， 每增减 1cm 罩杯尺寸相应增减一档。而 Kanhai 和 Hage 却认为以上公式只适用于下胸围为 75cm 的群体， B 罩杯在胸腔较大和较小的人群中具有不同的尺寸和体积， 当乳房外表面长 度为 8cm 时， 对应的文胸号型可能是 75B， 也可能是 70C 和 80A。虽然一些研究提出了新的 说 明 书 CN 103948196 A 8 7/18 页 9 文胸号型系统， 并作出了评价， 但是大都基于二维的测量方法， 没能体现三维的胸部形态。 Morris 等通过将胸部塑造到理想的位置和形态的方法来计测三维胸部的尺寸。 0092 在 “新文胸号型” 系统中，。
28、 Zheng 等研究指出， 建议新文胸号型系列保留乳下围尺寸 作为控制项目， 并采用乳房深度和乳房宽度的比值 ( 即 ： 乳房深宽比 DWR) 来替代原有号型 标准中的 “上下胸围差” 。 在这里， 乳房深度与乳房宽度很好的体现了乳房的横截面形态， 而 乳房深宽比 (DWR) 能在一定程度上描述乳房的丰满程度， 对于文胸的设计有着重要的指导 意义。 0093 (c) 参考文胸制板方法 0094 目前原型法、 短寸式是内衣企业使用较多的两种文胸制板方法， 其中短寸式又分 成几种不同的方法。下表为几种常见的文胸制板方法所需的人体数据项目。 0095 表 6-2 几种常见的文胸制版方法所需的人体数据。
29、项目 0096 0097 0098 以上文胸制版方法所需的人体数据项目归纳如下 ： 腰围、 胸围、 下胸围、 BP 位宽、 背宽、 肩宽、 背长、 下胸高、 CL 位高、 乳间距、 背沟宽、 BP 至内缘点的体表长度、 BP 至外缘点的 体表长度、 乳房根围高、 乳房根围宽、 BP 至下胸围的体表长度、 乳房根围曲线形态。 0099 归纳以上参考各个方面获得的测量项目， 最终共获得 63 项用于描述胸部形态的 测量项目。这些项目总体归类为距离、 长度、 角度。其中距离的测量项目包括宽度、 厚度和 高度， 长度测量项目包括围度和体表长度。 示例中凡是涉及到左、 右胸部的测量项目均以右 胸为主。 。
30、0100 距离测量包括上胸宽、 胸宽、 下胸宽、 中心间距、 BP 点间距、 下奶杯间距、 BP- 乳根 围 A 点间距、 BP- 乳根围 B 点间距、 BP- 乳根围 C 点间距、 BP- 乳根围 D 点间距、 BP- 乳根围 E 点间距、 乳房斜宽 1、 乳房斜宽 2、 乳房斜宽 3、 乳房横宽 1、 乳房横宽 2、 乳房横宽 3、 外缘点纵 深1、 外缘点纵深2、 乳房深度、 BP点纵深、 内缘点纵深、 上胸厚、 BP点胸厚、 前后中心厚、 下胸 说 明 书 CN 103948196 A 9 8/18 页 10 厚、 身高、 颌下点高、 FNP 高、 上胸高、 胸高、 下胸高 31 个测。
31、量项目， 项目编号从 D-1 至 D-31， 具体项目名称、 定义及具体位置如下表 6-3 至 6-14 和图 6 至图 16 所示 ： 0101 表 6-3 胸部宽度测量项目及定义 0102 0103 表 6-4BP 点至乳根围五点距离测量项目及定义 0104 0105 表 6-5 乳房横截面测量项目及定义 0106 说 明 书 CN 103948196 A 10 9/18 页 11 0107 表 6-6 厚度测量项目及定义 0108 0109 表 6-7 高度测量项目及定义 0110 说 明 书 CN 103948196 A 11 10/18 页 12 0111 长度测量项目包括SNP-肩。
32、峰点、 SNP-BP、 肩带点-BP、 FNP-右BP、 FNP-左BP、 BP-乳 根围 A 点体表长度、 BP- 乳根围 B 点体表长度、 BP- 乳根围 C 点体表长度、 BP- 乳根围 D 点体 表长度、 BP- 乳根围 E 点体表长度、 乳底内侧轮廓线、 乳底外侧轮廓线、 上胸围、 胸围、 下胸围 15 个测量项目， 编号为 L-1 至 L-15， 各测量项目的具体位置及定义如下表所示 ： 0112 表 6-8 胸部整体形态体表测量项目及定义 0113 0114 表 6-9 乳房细部体表长度测量项目及定义 0115 0116 说 明 书 CN 103948196 A 12 11/18。
33、 页 13 0117 表 6-10 围度测量项目及定义 0118 0119 角度测量项目包括乳房横截面夹角 1、 乳房横截面夹角 2、 乳房横截面夹角 3、 BP 与前颈点夹角 4、 BP 与前颈点夹角 5、 BP 与前颈点夹角 6、 上胸点与 BP 点夹 角 7、 下胸点与 BP 点夹角 8、 BP 点夹角 9、 胸部上侧竖直夹角 10、 胸部下侧竖直夹 角 11 共 11 个测量项目， 编号为 Angle1 至 Angle11. 各测量项目的具体位置及定义如下 表 ： 0120 6-11 乳房横截面角度测量项目及定义 0121 0122 表 6-12BP 点与前颈点角度测量项目及定义 01。
34、23 说 明 书 CN 103948196 A 13 12/18 页 14 0124 表 6-13 乳房细部夹角测量项目及定义 0125 0126 其它测量项目包括腰围、 胸围 - 下胸围差、 乳房深度宽度比 DWR、 乳房扁平率、 乳房 丰满度 1、 乳房丰满度 2、 共 6 个项目。编号为 1 至 6， 其中乳房体积测量项目将在下一章作 详细的介绍。其他测量项目的定义如下表 ： 0127 表 6-14 其它测量项目及定义 0128 0129 说 明 书 CN 103948196 A 14 13/18 页 15 0130 (2) 测量关键点和线的设定。 0131 根据服装人体工程学中人体测量。
35、的关键点和线确定方法以及测量项目来设定测 量所需的关键点和线。 0132 关键点按照从人体上到下来依次， 各个关键点的编号从 P-1 至 P-31， 关键点的名 称及其定义如表 6-15， 关键点的位置如图 17 ： 0133 表 6-15 测量关键点编号、 名称及定义 0134 0135 说 明 书 CN 103948196 A 15 14/18 页 16 0136 关键线的编号从 X-1 至 X-7， 各个关键线的编号、 名称及其定义如表 6-16， 关键线 的位置如图 17 ： 说 明 书 CN 103948196 A 16 15/18 页 17 0137 表 6-16 测量关键线编号、。
36、 名称及定义 0138 0139 (3) 测量人体的数据 0140 (a) 关键点的标定 0141 手工采集人体数据， 人体测量的关键点以人体的骨骼点来确定， 因人体的骨骼结 构规律相同， 这就确保了人体测量数据的准确性。 而在三维软件里提取数据， 我们无法通过 触摸确定关键骨骼点的位置， 如何使提取的数据有意义是本发明的关键问题。以下将介绍 各个关键点和关键线的确定过程。为了便于描述， 首先规定三维人体的坐标与人体的对应 关系， 如图 18 所示， 人体高度为 Y 轴， 人体水平宽度以为 X 轴， 人体前后厚度为 Z 轴， 人体的 三维坐标原点落在人体的重心上， 即重心坐标为 (X， Y， 。
37、Z) 为 (0， 0， 0)， 则有人体胸围线横截 面的坐标如图 19 所示， 高度上为 Y 轴， 人体前后中心线方向为 X 轴， 左右方向为 Z 轴。 0142 逆向工程中， PolyWorks 软件界面见图 20。在软件的 IMEdit、 IMInspect 模块， 模 型有 +X， -X， +Y， -Y， +Z， -Z 六个标准视角， 可以任意旋转模型查看模型的任何角度。可以通 过多种方式创建和编辑一个平面如基于两个坐标轴创建一个平面， 从曲线上的点创建一个 平面， 创建平行平面等功能。同样在点、 线、 断面等的创建和编辑方法很多。另外还可以提 取出人体点的三维坐标， 三点的角度， 两点。
38、的距离， 曲线的长度， 模型的厚度等等。 关键点和 关键线的标定以及数据 的提取在 Polyworks 软件的 IMEdit 模和 IMInspect 模块中交互使 用完成。 0143 关键点和线标定的主要方法有以下三种 ： 0144 (1) 从 +X、 -X、 +Y、 -Y、 +Z、 -Z 六个视角去观察模型， 确定关键点的位置 ； 0145 (2) 从 X、 Y、 Z 三个方向上对人体模型进行等距离分割， 观察关键点、 线所在部位断 面的变化， 确定关键点和线 ； 0146 (3) 通过作辅助点、 面、 线、 体来确定关键点和线。 0147 为了便于说明这几种方法的具体应用， 下面结合关键。
39、线和部分关键点的标定过 程。 0148 首先介绍关键线的标定。 0149 (1)X-1( 上胸围线 )， X-2( 胸围线 )， X-3( 下胸围线 )， X-7( 腰围线 ) 的标定。 说 明 书 CN 103948196 A 17 16/18 页 18 0150 如图 21 所示， 选中人体上胸围线部位的三维模型， 用数字创建断面的命令以间隔 1 毫米对人体模型进行分割， 在人体模型的上胸围线部位将产生 N 条断线。标定 X-2( 胸围 线 )， X-3( 下胸围线 )， X-7( 腰围线 ) 时处理方式相同。将人体模型视图选择为隐藏模式以 便于观察断线， 通过旋转， 放缩， 选定腋下第一。
40、条连续的断线为人体上胸围线。标定的上胸 围线为图 22 中的淡黄色的断线。 0151 标定 X-2( 胸围线 ) 时， 第一步处理同 X-1， 将视角调整为 -X， 此时视角为人体右侧 视图， 放大视图如图 23 标定胸部最突出的线为胸围线。 0152 标定 X-3( 下围线 ) 时， 将视角调整为 -X， 此时视角为人体右侧视图， 放大视图， 如 图 24 标定胸部部最凹处的断线为下胸围线。 0153 用同样的方法标定X-7(腰围线)时， 将视角调整为-X， 此时视角为人体右侧视图， 放大视图， 标定腰部最凹处的断线为腰围线。 0154 (2)X-4( 胸高纵线 )， X-5( 前中心线 )。
41、， X-6( 后中心线 ) 的标定。 0155 这三条关键线都是人体纵向上的线， 在标定时通过用 YZ 轴创建平面来截取人体 模型， 再由平面来创建人体的断面， 此时人体表面产生的断线即为所需的关键线。 0156 如图25， 通过创建平面命令选择基于Y-Z轴创建平面1， 选中平面1， 用创建断面命 令选择用平面创建断面 1， 如图 26， 断面 1 与体表相交形成了 X-5( 前中心线 ) 和 X-6( 后中 心线 )。 0157 如图27， 在标定的标定X-2(胸围线)上通过人体右侧视图和放缩， 在胸 围线上通 过标定右 BP 点， 选中平面 1， 用创面平面命令中的锚点创建平行平面， 锚定。
42、的点为右 BP 点， 此时在 BP 点上创建了平面 2， 如图 28 用平面 2 创建断面 2， 同上即可生成断线 2 为 X-4( 胸 高纵线 )。 0158 关键线标定之后， 通过关键线相交确定的关键点 P-8、 P-9、 P-11、 P-15、 P-23、 P-26、 P-27、 P-28、 P-30、 P-31 可标定。 0159 (3)P-1( 头定点 )， P-1( 下颌点 )。 0160 选择 -Y 视角， 此时为人体俯视图， 通过放缩人体模型， 标定头顶最高的点为 P-1。 选择 -X 视角， 此时为侧视图， 通过放缩人体模型， 标定下巴最低点为 P-2。 0161 (4)P-。
43、6(FNP 点 )。 0162 如图29所示， 放大前中线X-5， 观察， 找出颈部位置前中心线上最凹处标定FNP点。 0163 (5)P-14 乳房内缘点。如图 30 所示， 只保留 X-2( 胸围线 ) 隐藏三维模型及其他特 征， 放大前中心位置， 胸围线上从前中心至右侧乳房部分的胸围线上， 第一个曲率变化最大 的点为右侧乳房内缘点。P-16 左侧乳房内缘点标定方法相同。 0164 (6)P-18 内缘纵深点 ( 右 )、 P-19E 点、 P-20BP 点纵深点 ( 右 )、 P-21 乳房深度点 ( 右 )、 P-22F 点即乳房横截面内部关键点标定。 0165 乳房横截面关键点的确定。
44、主要通过作辅助线、 面和体来辅助确定。 如图31用P-12 乳房内缘点、 P-13BP 点、 点 P-14 乳房外缘点、 三个点创建一个长方形平面 3， 平面 3 的两个 对角顶点即为 P-18、 P-22， 另外一个顶点命名为 R 点， 过 P-13BP 点、 R 点、 P-18 三点创建矩 形 1， 矩形的另外一个顶点即为 P-20， 过 R 点、 P-12、 P-22 三点创建矩形 2， 矩形 2 的另外一 个顶点即为 P-21。 0166 人体胸部横截面的数据手工测量无法实现， 是能通过三维软件来测量获取这些人 说 明 书 CN 103948196 A 18 17/18 页 19 体内。
45、部细部的数据。 0167 (b) 数据测量方法的设定 0168 关键点确和关键线定好之后， 在 Polyworks 软件的 IMEdit 模和 IMInspect 模块中 交互使用完成测量。 0169 (1) 距离测量项目数据测量方法。 0170 利用 Polyworks 软件中可以提取任意点三维坐标的功能， 距离测量项目即编号为 D-1 至 D-31 的测量项目通过提取关键点的三维坐标， 再通过数学关系式计 算出测量项目 的数据， 这样可以避免逐一测量两点的距离工作量大且容易出错的问题。 图32为提取P-12 乳房内缘点三维坐标的界面。 下面以乳房横截面的测量项目为例来具体讲述数据的测量的 。
46、过程 ： 0171 如图 17 所示为乳房横截面所需测量的项目示意图， 现令 P-12 内缘点为 O， P-14 乳 房外缘点为 Q， P-13BP 点为 S， 我们只需提取 O、 Q、 S 三点的坐标即可获得所有乳房横截面所 有测量项目的数据。具体公式如下 ： 0172 设点 O 的坐标为 (X1、 Y1、 Z1)， 点 Q 的坐标为 (X2、 Y2、 Z2)， 点 S 的坐标为 (X3、 Y3、 Z3)， 则有 ： 0173 D-18 乳房外缘点纵深 1=Z3-Z2 0174 D-21 乳房内缘点纵深 =Z1-Z2 0175 D-19 乳房深度 =(D-18)-(D-19) 0176 D-。
47、15 乳房横宽 1= (X1-X2)2+(Y1-Y2)2+(Z1-Z2)2 0177 D-10BP 点至乳根围 E 的距离 = (X2-X3)2+(Y2-Y3)2+(Z2-Z3)2 0178 D-7 点至乳根围 A 的距离 = (X3-X1)2+(Y3-Y1)2+(Z3-Z1)2 0179 三角形QOS的周长的一半V为 ： V=12(QO+QS+OS)根据海伦公式可得三角QOS的 面积 T=V(V-OQ)(V-QS)(V-OS)， 由此可求出 D-20BP 点乳房纵深 =2T OQ 0180 结合数学知识和利用数据处理软件 Excel， 就可以通过录入几个关键点的三维坐 标得到其他测量项目的数。
48、据， 既减少工作量， 又避免繁多操作而发生错误。 0181 (2) 体表长度测量项目数据的提取方法。 0182 体表长度测量项目数据的提取， 在Polyworks软件中IMInspect模块中， 用创建多 义线特征和多义线编辑命令， 在人体模型体表创建测量两点的多义线特征， 再用基本测量 命令中的长度测量命令进行测量， 体表长度的数据提取方法没有捷径， 需要人机交互逐一 提取。下面以乳房细部体表长度测量项目即测量项目编号为 L-6 为例 0183 选择特征多义线创建特征 - 选择多义线的性质为测量值和开放式 - 锚定 P-12 乳 房内缘点与 P-13BP 点间创建特征多义线 Polylinel- 选择基本测量菜单下的长度测量。若 在锚定多义线 Polylinel 的过程中， 需要旋转三维人体模型， 可配合使用键盘上的空格键， 当按以下空格键， 锚定点的状态变成了旋转模型角度的状态， 当旋转至理想角度之后再按 以下键盘上的空格键， 锚定点的状态恢复， 测量过程图示如图 33。 0184 (3) 角度测量项目数据的提取方法。 0185 角度测量项目的提取， 在Polyworks软件中IMInspect模块。