CN111400787A

CN111400787A - 一种双圆弧拟合曲线的参数化制版方法

Info

Publication number: CN111400787A
Application number: CN201811608537.0A
Authority: CN
Inventors: 张皋鹏; 叶勤文; 陈咪
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-10

Abstract

针对服装CAD制版系统中，推版过程繁琐以及推版生成纸样单一等问题，介绍了一种双圆弧拟合曲线的参数化服装制版方法。结合双圆弧拟合曲线原理以及AutoCAD软件中的几何约束和标注约束，通过定义参数和建立函数关系式构建参数化曲线约束模型；在此基础上以男衬衣原型前片为例，建立参数化样版，通过修改参数从而实现参数化驱动。结果表明，平均转角法双圆弧能较为准确地拟合服装曲线、参数化双圆弧约束模型能够约束和驱动曲线，并且建立的男衬衣原型参数化样版的任意参数均可调整，优化了服装CAD制版系统的推版过程，为服装的参数化制图提供了可参考的路径和方法。

Description

一种双圆弧拟合曲线的参数化制版方法

技术领域

本发明涉及服装结构技术领域，尤其涉及一种服装参数化制版方法。基于AutoCAD软件，将服装结构图曲线用双圆弧拟合，再参数化设计其结构图的方法。

背景技术

随着人们对服装需求的多样化，大型服装市场向小型化发展，不同的服装生产商根据不同的年龄层的人体体型以及分布规律生产服装，如何快速便捷地修正服装样版用于服装生产，这是当前服装企业需要解决的问题。在服装推版过程中，服装样版的生成对版师的依赖性较大、效率和精度较低，且生成的样版单一，而这也是计算机辅助设计需要解决的主要问题。

参数化设计是用一组参数定义几何图形的数值并约定关系，从而供设计者进行几何造型。服装纸样参数化设计即是通过几何约束和尺寸约束约束各对象间的关系，通过定义参数和建立函数关系来实现驱动参数的目的。

AutoCAD自2010版以来就具有参数化功能，通过几何约束约束各对象间的几何关系，再通过标注约束约束各对象的尺寸关系，定义参数和建立函数关系式，使各对象间产生关联约束。在修改参数时即可驱动原对象生成新对象，被称为AutoCAD参数化制图。服装结构图主要由直线和曲线组成，而AutoCAD的标注约束只能约束直线和圆弧，本文研究了双圆弧拟合服装轮廓曲线、AutoCAD参数化功能以及双圆弧参数化约束，在此基础上建立了男衬衣原型参数化样版，并且通过调整参数实现了服装样版参数化修改的目的。

发明内容

本发明的目的是提出一种便捷且精度高的服装参数化制版方法。

本发明的技术方法是提供一种基于AutoCAD软件运用双圆弧拟合曲线的服装参数化制版方法。为了达到上述目的，所述方法包括：

步骤一：因圆弧能够较为准确的拟合服装轮廓曲线，给定圆弧拟合服装曲线的方法。

步骤二：在AutoCAD软件中，建立参数化双圆弧约束模型。

步骤三：以男衬衣原型为例，进行参数化设计，使男衬衣原型参数化制版各部位尺寸与胸围产生关联，从而实现参数驱动。

说明书附图

图1为双圆弧示意图。

图2为双圆弧画法示意图。

图3平均转角法双圆弧模型。

图4 AutoCAD参数化功能。

图5参数化管理器示意图。

图6角度约束法示意图。

图7距离约束法示意图。

图8半径约束法示意图。

图9男衬衣原型几何约束图。

图10男衬衣原型标注约束标记图。

图11参数化调整前后版型对比示意图。

具体实施方式

双圆弧拟合原理：

双圆弧：

在平面给定A、B端点以及切线OA、OB，要以A、B为端点做两段圆弧且与OA、OB相切，本文讨论情况排除OA=OB（否则可用一段圆弧模拟曲线），这样构成的曲线，在工程应用中称为双圆弧曲线。

双圆弧示意图如图1所示。取OA>OB，设两圆弧在P点相切，两切线OA和OB相交于O点，过P点的切线与OA交于点T₁,与OB交于点T₂，连接T₁T₂，并反向延长T₁T₂，与AB延长线交于点C，OB和T₁C分别为切线，则有：

α₂-β₂=β₂-δ 2β₂=α₂+δ

同理有：2β₁=α₁-δ

在△APB中，记∠APB=θ,则有：θ=π-（β₁+β₂）=π-（α₂+α₁）/2

因此P点的轨迹是通过A点和B点的一段圆弧。

双圆弧画法：双圆弧画法示意图如图2所示。OA、OB为双圆弧的两条切线，相交于点O，OA>OB。在△AOB的OA边截取一点C，AC=k（k的值应小于BG，其中G点在切线OA上，为等腰三角形ABG的顶点），在OB的延长线上截取BD=k，连接CD，作CD的中垂线，交CD于点F，交OB于点E，连接CE，过点B作OB的垂线，交EF的延长线于点O₂，过点O₂作CE的垂线O₂P，点P为垂足，过点A作OA的垂线与O₂P的延长线交于点O₁，分别以点O₁、O₂为圆心，O₁A、O₂B为半径，绘制圆弧，则此双圆弧必相切于P点。

平均转角法双圆弧模型及半径弦长计算：由上述内容可知，改变k的值，则公切点P也随之变化，因此通过两条已知切线可以画无数条双圆弧，本文公切点选定条件为，如此可确保两段圆弧转角相等。平均转角法双圆弧模型如图3所示，已知OA=b，OB=a，b>a，（0°<θ<180°），在OA上取一点C，在OB上取一点E，连接CE，在CE上取一点P，使AC=PC，BE=PE，如此便可绘制双圆弧，且双圆弧的转角相等，O₂B、O₁A分别为双圆弧半径r和R。设OE=OC=

，则有β=（180°-θ）/2

在△OEC中，由等腰三角形性质可得:

sinθ/2=CE/2x CE=2xsin（θ/2）

由几何关系得：a-x+b-x=CE,于是有：x=(a+b)/(2*(1+sin(θ/2)）

则双圆弧半径：r=(a-x)/(tan(180°-θ)/4)) R=(b-x)/tan(180°-θ/4))

双圆弧弦长：D_r=2*cos((180°-θ)/4)(a-x) D_R=2*cos((180°-θ)/4)(b-x)

当两切线夹角为直角时,即θ=90^o,则有：

双圆弧半径：r=(a-x)/tan22.5° R=(b-x)/tan22.5°

双圆弧弦长：D_r=2*cos(22.5°)(a-x) D_R=2*cos(22.5°)(b-x)

AutoCAD参数化：

AutoCAD新增参数化绘图的新功能，参数化工具栏如图4最上图所示。在参数化绘图的新功能中有两种约束类型，即几何约束和尺寸约束。

图4中间图为几何约束工具栏，几何约束用于定义图形各对象之间的几何关系。用户可以通过几何约束确保图形对象之间的准确位置关系。约束类型包括：重合、共线、平行、垂直、同心、相切等。

图4最下图为标注约束工具栏，标注约束用于约束距离、角度、半径和直径。标注约束可以锁定对象并保持对象的固定尺寸，可以通过修改参数和函数关系式来更改约束对象的尺寸。当用户将约束应用于对象时，系统将创建标注约束参数并记录在参数化管理器中。

参数化管理器示意图如图5所示。参数化管理器显示了约束对象的所有标注约束参数、参照参数和用户参数，这些参数可以被编辑、重命名和编组，并且这些参数名称不可相同。标注约束参数是指图形中所有的标注约束；参照参数是一种从动标注约束（动态或注释性），其并不控制关联的几何图形，但是会将类似的测量报告给标注对象；用户参数是指用户自定义的参数，其可以用来定义关键参数（比如制作服装样版的关键尺寸胸围、腰围和臀围）。在AutoCAD参数化设计中，标注约束参数可以通过引用其他标注约束参数和用户参数来建立函数关系式，从而约束几何对象；用户参数也可以通过引用其他标注约束参数和用户参数来定义新的用户参数，从而便可被标注约束引用。

AutoCAD中的参数化设计主要用于为图形添加几何约束和尺寸约束。通过定义参数和建立函数关系式，在对象之间生成关联约束。用户可以利用几何约束和标注约束强制执行各种设计和修改。通过修改参数和函数关系式，可以驱动原始图形自动生成新图形。

参数化双圆弧约束模型：以男装衬衣原型（170/88A）前领窝弧线为例,构建参数化双圆弧约束模型，此时双圆弧两切线夹角为90°，参照平均转角法双圆弧模型进行参数化约束，即通过双圆弧拟合前领窝弧线，再通过几何约束和标注约束约束双圆弧。由于标注约束只能约束角度、距离、半径以及直径，因此可以通过标注约束约束角度、距离和半径来约束公切点P，如此便可约束双圆弧，使其与胸围尺寸产生关联，当胸围发生改变时，领窝弧线也会相应改变，具体方法如角度、距离、半径约束法所示。

角度约束法：参照平均转角法双圆弧模型进行参数化约束，即通过几何约束约束各直线及弧线间的几何关系，通过标注约束前领宽、前领深，再通过标注约束约束弦切角∠OBP或∠OAP、双圆弧公切点处切线角∠OEC或∠OCE中的任意一角即可，如图6左图所示。由于∠AOB=

，由平均转角法双圆弧模型可得∠OEC＝∠OCE＝

、∠OBP＝∠OAP＝

。如图6右图所示，OA为前领深，OB为前领宽，通过标注约束约束OA、OB和∠OBP来约束公切点P从而约束双圆弧，具体约束数据见下表。当修改用户参数胸围B时，前领宽和前领深都会发生相应的改变，从而达到驱动前领窝弧线的目的。

距离约束法：通过几何约束约束各直线及弧线间的几何关系，通过标注约束约束前领宽和前领深，再通过标注约束约束PO、PB、PA、OE、OC、CE或P到两切线的距离PN和PM中的任意一个长度即可，如图7左图所示，以上长度皆可通过平均转角法双圆弧模型进行计算求得。如图7右图所示，OA为前领深，OB为前领宽，通过标注约束约束OA、OB和BP从而约束双圆弧，具体约束数据见下表。

半径约束法：通过几何约束约束各直线及弧线间的几何关系，通过标注约束约束前领宽和前领深，再通过标注约束约束双圆弧半径，如图8左图所示，可得双圆弧半径R和r的计算方法。半径约束法具体约束有两种：一是当双圆弧三个节点有三处相切时，则只需约束其中任意一个半径；二是当双圆弧三个节点有两处相切时，需约束两个半径，如图8右图所示，OA为前领深，OB为前领宽，通过标注约束约束OA、OB和双圆弧两个半径从而约束双圆弧，具体约束数据下表所示。

男衬衣原型参数化样板制图：

本文借助AutoCAD计算机辅助软件，结合双圆弧理论、AutoCAD参数化功能以及参数化双圆弧约束模型，以规格为170/88A的男衬衣原型前片为例，建立参数化服装样版。在绘制完服装样版后，通过几何约束约束各对象之间的几何关系，再通过标注约束约束各对象间的尺寸关系，然后定义参数和建立函数关系式，使各对象之间产生几何和尺寸关联，当修改参数时，原样版可自动生成新的样版。

男衬衣原型几何约束图和男衬衣原型标注约束标记图分别如图9为图10所示，具体标注约束参数数据下表所示。通过标注约束中的对齐约束、水平约束和竖直约束对样板中的直线进行约束；参照双圆弧约束对样版中的曲线进行约束。前领窝弧线采用角度约束法中的弦切角约束法进行约束，袖窿弧上部分采用半径约束法进行约束，袖窿弧下部分采用角度约束法中的切线角约束法进行约束。综合完成整个男衬衣原型前片的参数化约束，其中辅助线a、b和c为约束服装曲线所绘制的辅助线：约束辅助线a与前肩斜线A₄A₆夹角为90°；辅助线b和c为约束角度控制线，具体方法参见参见角度约束法。

推版是根据号型来缩放,与推板不同的是，参数化样版的修改是通过调整参数从而实现样版的缩放。通过AutoCAD参数化建立的参数化样版，其任意参数皆可修改，如此便可实现参数化修改的目的。通过调整参数可以生成新的样版，针对具体的人体尺寸，上表中的任意参数皆可修改，调整后男衬衣原型参数如下表所示，相应地参数化调整对比图示意图如图11所示。以此方法建立的参数化样版一方面可以减少修改和推版等重复性劳动，另一方面可以使样版快速响应个性化需求。

。

Claims

1.发明的技术方法是提供一种基于AutoCAD软件运用双圆弧拟合曲线的服装参数化制版方法。

2.旨在快速生成个性化纸样，提高纸样生成效率，所述方法包括：

弧能够较为准确的拟合服装轮廓曲线，给定圆弧拟合服装曲线的方法

在AutoCAD软件中，建立参数化双圆弧约束模型。

3.利用角度约束、距离约束和半径约束方法对170/88A新文化原型进行参数化约束，构建参数化曲线约束模型。

4.以男衬衣原型为例，进行参数化设计，使男衬衣原型参数化制版各部位尺寸与胸围产生关联，从而实现参数驱动。