CN117173009B - 从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法、装置及介质 - Google Patents
从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法、装置及介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法、装置及介质，方法包括：基于三维鞋楦头曲面，提取鞋楦的所有特征点和特征线，并基于提取的特征点和特征线，将三维曲面划分为楦面、楦底和统口三个曲面；分别计算三个曲面的表面积及特征线长度；对三个曲面分别进行切片和参数化，生成各曲面的初始二维板片；计算与三个曲面对应的初始二维板片的表面积及特征线长度；基于三个曲面与对应初始二维板片的表面积差值及特征线长度差值，构建各曲面对应的目标函数；对构建的目标函数进行优化，得到各曲面的优化二维板片。本发明解决了传统方法无法准确地将三维鞋楦头的曲面展平到二维板片上，导致制作的板片无法精确反映楦头的形状和特征的问题。
Description
技术领域
本发明涉及制鞋技术领域，具体涉及一种从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法、装置及介质。
背景技术
传统制鞋领域中，一般通过师傅在鞋楦上拓纸来制作二维板片，其方法是先将纸张贴附在鞋楦上，然后使用铅笔或钢笔描绘楦头的轮廓线和特征点，最后根据描绘的图案剪下二维板片。
传统方法应用非常广泛，但存在一些问题，其所制作的二维板片与实际的三维鞋楦头曲面存在较大的误差。这些误差主要体现在以下几个方面：
a) 面积误差：二维板片的面积与实际的三维曲面的面积不一致，导致制作的鞋子在舒适性和外观上存在问题；
b) 轮廓线长度和弧度误差：传统方法中描绘的轮廓线长度和弧度与实际的三维曲面存在偏差，导致制作的鞋子无法完全贴合脚型，不符合人体工程学原理；
c) 制作精度限制：传统方法依赖于人工操作，受制于师傅的技术水平和经验，制作精度有限。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法、装置及介质，用以解决传统方法无法准确地将三维鞋楦头的曲面展平到二维板片上，导致制作的板片无法精确反映楦头的形状和特征的问题。
根据本发明说明书的一方面，提供一种从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法，包括：
基于三维鞋楦头曲面，提取鞋楦的所有特征点和特征线，并基于提取的特征点和特征线，将三维曲面划分为楦面、楦底和统口三个曲面；
分别计算三个曲面的表面积及特征线长度；
对三个曲面分别进行切片和参数化，生成各曲面的初始二维板片；
分别计算与三个曲面对应的初始二维板片的表面积及特征线长度；
基于三个曲面与对应初始二维板片的表面积差值及特征线长度差值，构建各曲面对应的目标函数；
对构建的目标函数进行优化，得到各曲面的优化二维板片。
上述技术方案利用特征点、特征线提取及曲面切片和参数化的步骤，确保二维板片的面积和特征线与三维鞋楦头曲面的相一致，从而提高制作的鞋子的舒适性、外观和贴合度；同时，利用曲面与对应初始二维板片的表面积差值及特征线长度差值构建多目标的优化函数，可以大幅提高制鞋的精度，使得制作的鞋子更加贴合脚型，提供更好的舒适性和外观效果。
作为进一步的技术方案，还包括：对每个曲面分别进行切片，得到各曲面的多个切片面；对每个切片面分别进行参数化，使每个切片面映射到二维平面，形成初始二维板片。
上述技术方案对每个曲面分别进行切片和参数化，得到每个曲面对应的初始二维板片，在此基础上，各曲面可基于初始二维板片进行多目标的优化，以得到最优的二维板片位置。
作为进一步的技术方案，还包括：为三维鞋楦头曲面的每个切片面构建一个复变函数，使切片面上的每个三角形映射为复平面上的一个点，复平面上的点映射到单位圆盘上，单位圆盘上的点映射回二维平面，形成二维平面的表示。
具体地，使用圆盘映射（Disk Mapping）将三维表面展平为二维表面，圆盘映射具有共形性质，基于Riemann映射定理利用复变函数的性质来实现表面展平，可以保持角度和形状的相似性，同时保持面积不变。
作为进一步的技术方案，构建的目标函数表示为：，其中，/>和/>表示权重系数，/>表示曲面与二维板片的表面积差值，/>表示曲面与二维板片的特征线长度差值，/>表示曲面表面积，/>表示二维板片表面积，/>表示三维特征线长度，/>表示二维特征线长度。
上述技术方案中，楦面、楦底和统口这三个曲面分别构建一目标函数，三者构建的目标函数相同，且各个目标函数的优化可独立进行，相互之间不关联。
进一步地，曲面与二维板片的表面积差值为：，曲面与二维板片的特征线长度差值为：/>。其中，n表示每个曲面的顶点数。
进一步地，二维板片表面积为：，二维特征线长度为：/>。其中，/>表示每个三角面的顶点坐标。
上述将表面积开平方是为了统一单位，解决因面积和长度的量纲不一样导致不便于对目标函数加权求和的问题。
作为进一步的技术方案，采用Adam优化器对目标函数进行优化。Adam优化器是一种自适应学习率优化算法，可以在梯度下降过程中动态调整学习率。
作为进一步的技术方案，还包括：将分割后的每个曲面均转换为三维网格模型；基于转换后的三维网格模型，计算每个网格表面的面积；并根据每个网格表面的面积，分别计算得到楦面、楦底和统口的表面积。
具体地，已知三角形网格结构，计算每个三角面的面积(即已知三角形的三个点坐标，计算面积)，再将楦面、楦底、统口的所有三角形面值积累加得到各自的表面积值。
作为进一步的技术方案，还包括：获取二维板片的边界点，并结合高斯面积公式计算得到二维板片的表面积。
具体地，先获取二维网格的轮廓边（如果一条边只属于一个三角形，即为轮廓边），然后通过高斯面积公式计算面积。
作为进一步的技术方案，还包括：利用欧几里得距离公式计算二维网格每条边的长度，然后累加特征线上所有线段距离，得到二维板片的特征线长度。
根据本发明说明书的一方面，提供一种从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的装置，包括：
曲面预处理模块，用于基于三维鞋楦头曲面，提取鞋楦的所有特征点和特征线，并基于提取的特征点和特征线，将三维曲面划分为楦面、楦底和统口三个曲面；
曲面计算模块，用于分别计算三个曲面的表面积及特征线长度；
二维板片生成模块，用于对三个曲面分别进行切片和参数化，生成各曲面的初始二维板片；
二维板片计算模块，用于分别计算与三个曲面对应的初始二维板片的表面积及特征线长度
目标函数构建模块，用于基于三个曲面与对应初始二维板片的表面积差值及特征线长度差值，构建各曲面对应的目标函数；
二维板片优化模块，用于对构建的目标函数进行优化，得到各曲面的优化二维板片。
上述技术方案通过特征提取模块、曲面分割模块、初始二维板片生成模块的相互作用，使二维板片的面积和特征线与三维鞋楦头曲面的相一致，从而提高制作的鞋子的舒适性、外观和贴合度；同时，利用目标函数构建模块构建三个曲面各自对应的目标函数，并结合优化模块分别进行目标优化，以得到各个曲面的最优二维板片位置，从而大幅提高制鞋的精度，使得制作的鞋子更加贴合脚型，提供更好的舒适性和外观效果。
根据本发明说明书的一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有可执行代码，其中所述可执行代码被处理器执行时，实现所述的从三维鞋楦头曲面展平到二维板片方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明能够准确地将三维鞋楦头的曲面展平到二维板片上，并确保二维板片的面积和特征线与三维曲面一致。这样可以大幅提高制鞋的精度，使得制作的鞋子更加贴合脚型，符合人体工程学原理，提供更好的舒适性和外观效果。
2、相比传统的手工拓纸方法，本发明采用基于三维曲面分析和深度学习优化的自动化制作过程，可以大幅提高制作的效率，节约时间和人力成本。
3、本发明采用自动化的制作过程，可以消除传统手工制作中由于人为因素而导致的差异性和不一致性，制作出的二维板片在尺寸和形状上更加一致，使得制作的鞋子具有更高的统一性和可靠性。
4、本发明所制作的二维板片准确地反映了三维鞋楦头的形状和特征，确保鞋子的制作质量，鞋子制作过程中，可以更好地控制材料的切割和成型，使得最终的鞋子更加光滑、准确，具有更好的耐用性和品质。
附图说明
图1为根据本发明实施例的从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法流程图。
具体实施方式
本发明针对传统方法存在的问题和缺点，提出一种新的二维板片制作方法，其利用特征点、特征线和曲面参数化等步骤，确保二维板片的面积和特征线与三维鞋楦头曲面的相一致，并得到初始二维板片；然后利用三维曲面与二维板片的表面积差值和特征线长度差值构建多目标优化函数，并结合具备自适应调整学习率特性的Adam优化器来对目标函数进行优化，最终得到最优的二维板片位置。本发明的方法提高了制鞋的精度、效率和一致性，优化了鞋子的质量，为制鞋行业带来显著的技术进步和商业价值。
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本发明所述方法包括如下步骤：
步骤1：基于三维鞋楦头曲面，提取鞋楦的所有特征点和特征线，并基于所述特征点和特征线，将三维曲面划分为楦面、楦底和统口三部分曲面。
需要说明的是，可采用现有技术提取鞋楦的所有特征点和特征线，本发明对此不做赘述。在提取鞋楦的特征点和特征线后，根据特征点和特征线的位置和属性，将整个三维曲面分为楦面、楦底和统口三个部分。
进一步来说，楦面、楦底和统口可以通过指定的算法或规则进行分割，确保每个部分的准确性和完整性。
步骤2：基于三维网格，分别求出所述三个曲面的表面积以及特征线长度。
在计算曲面的表面积及特征线长度之前，还包括：将每个分割后的曲面部分转换为三维网格模型。
进一步地，利用数学方法或计算机图形学技术，计算每个网格表面的面积，并得到楦面、楦底和统口的表面积值。
具体来说，已知三角形网格结构，计算每个三角面的面积(即已知三角形的三个点坐标，计算面积)，再将楦面、楦底、统口的所有三角形面值积累加得到各自的表面积值。
进一步地，采用三维几何计算特征线长度。具体来说，特征线长度是n个顶点连接的长度，等于每两个顶点的距离的累加。
步骤3：对楦面、楦底、统口这三个曲面分别进行切片、参数化生成初始二维板片。
具体包括：对每个曲面分别进行切片，将曲面划分为多个切片面；然后对每个切片面进行参数化，将其映射到二维平面上，并生成相应的二维板片。
作为一种实施方式，这里使用圆盘映射将三维表面展平为二维表面，圆盘映射具有共形性质，基于Riemann映射定理利用复变函数的性质来实现表面展平，可以保持角度和形状的相似性，同时保持面积不变。
具体而言，首先为三维楦头每个三角网格面片（即切片面）构建一个复变函数，通过将每个三角形映射到复平面上的一个点，将复平面上的点映射到单位圆盘上，保持复变函数的解析性和面积，再将单位圆盘上的点映射回二维平面，形成二维表面的表示。
进一步地，可以通过连接相邻点形成边界，并使用插值方法进行平滑处理,以并保持面积的准确性。
步骤4：基于二维板片的边界点，计算二维板片的表面积和三维曲面的表面积差值以及特征线长度的差值，构建目标函数。
需要说明的是，这里针对楦面、楦底、统口曲面分别构建目标函数，构建的目标函数相同，且三个曲面的目标函数优化可独立进行。
仅以示例说明，对于楦面曲面而言，基于其对应的二维板片的边界点，计算二维板片的表面积及特征线；然后计算二维板片和三维曲面的表面积差值及特征线差值，并利用计算出的差值构建目标函数。
作为一种实施方式，在得到初始的二维板片后，先获取二维网格的轮廓边（如果一条边只属于一个三角形，即为轮廓边），然后通过高斯面积公式（Gauss's Area Formula）计算二维板片的表面积。
具体来说，基于多边形的顶点坐标，通过计算顶点坐标的交叉乘积来计算面积。
假设多边形的顶点按顺时针或逆时针顺序给出。设多边形的顶点为 (x1, y1),(x2, y2), ..., (xn, yn)，其中 (xn, yn) 和 (x1, y1) 是首尾相连的顶点，计算二维板片表面积为：
A2D= |(x1y2 + x2y3 + ... + xny1) - (y1x2 + y2x3 + ... + ynx1)| / 2。
进一步地，特征线长度的计算为：通过欧几里得距离公式计算每条边的长度，然后累加特征线上所有线段距离得到特征线长度L2D。
由于面积和长度的量纲不一样，本发明将面积开平方根来统一目标的单位。最终的目标函数（损失函数）使用加权求和法，将每个优化目标乘以相应的权重，然后将它们加权求和作为目标函数。可以看到，二维面积和长度以及由它们构建的损失函数都是可导的函数，这样就可以利用深度学习框架自动求导并目标函数继续优化。
作为一种实施方式，构建的目标函数表示为：，其中，/>和/>表示权重系数，表示曲面与二维板片的表面积差值，/>表示曲面与二维板片的特征线长度差值，/>表示曲面表面积，/>表示二维板片表面积，/>表示三维特征线长度，/>表示二维特征线长度。
曲面与二维板片的表面积差值可表示为：，曲面与二维板片的特征线长度差值/>可表示为：/>。其中，n表示每个曲面的顶点数。
进一步地，二维板片表面积可表示为：，二维特征线长度/>可表示为：。其中，/>表示每个三角面的顶点坐标。
步骤5：利用深度学习框架的自动求导功能，对目标函数进行优化，得到优化后的二维板片位置。
具体地，利用具备自适应调整学习率特性的Adam优化器来对目标函数进行优化，并使用Pytorch框架来实现该优化算法。
目标函数的导数计算为：。
L对x,y的导数可以表示为(L1表示Larea，L2表示Llen):
。
采用本发明方法优化后的展平二维板片能够精确反映楦头的形状和特征，解决了传统方法无法准确地将三维鞋楦头的曲面展平到二维板片上，导致制作的板片无法精确反映楦头的形状和特征的问题。
Adam优化器是一种自适应学习率优化算法，可以在梯度下降过程中动态调整学习率。
优化步骤：
1.初始化学习率α，动量参数β3，RMSProp参数β4，极小量epsilon，初始动量m = 0，初始RMSProp v = 0， 初始时间t =0。
2.在每个t计算梯度∇L(x,y)。
3.更新动量和RMSProp值，。
4.自动矫正偏差，。
5.更新参数x，，优化得到最小损失函数L(x,y)。
本发明基于多个指标的函数优化，可以进一步提升所述方法的效率和精度。
其中，目标权重设定用于确定每个目标函数的权重，以指定其相对重要性。再者，目标归一化可将各个目标函数归一化到相同的尺度范围，使用线性缩放，确保每个目标函数在相同范围内进行比较，以消除量纲差异对优化结果的影响。
使用学习率自适应的算法提高优化过程的效率和收敛性，更快地找到最优解，并能更好地平衡目标函数之间的不平衡问题，避免某些目标函数主导整个优化过程。
相对于前述方法实施例，本发明还提供一种从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的装置，该装置的实施方式可参照前述方法实施例实现。
所述装置包括：
曲面预处理模块，用于基于三维鞋楦头曲面，提取鞋楦的所有特征点和特征线，并基于提取的特征点和特征线，将三维曲面划分为楦面、楦底和统口三个曲面；
曲面计算模块，用于分别计算三个曲面的表面积及特征线长度；
二维板片生成模块，用于对三个曲面分别进行切片和参数化，生成各曲面的初始二维板片；
二维板片计算模块，用于分别计算与三个曲面对应的初始二维板片的表面积及特征线长度；
目标函数构建模块，用于基于三个曲面与对应初始二维板片的表面积差值及特征线长度差值，构建各曲面对应的目标函数；
二维板片优化模块，用于对构建的目标函数进行优化，得到各曲面的优化二维板片。
其中，所述曲面计算模块，还用于根据已知的三角形网格结构，计算每个三角面的面积，再将楦面、楦底、统口的所有三角形面值积累加得到各自的表面积值。
所述曲面计算模块，还用于采用三维几何计算特征线长度。
所述二维板片生成模块，还用于对每个曲面分别进行切片，将曲面划分为多个切片面；然后对每个切片面进行参数化，将其映射到二维平面上，并生成相应的二维板片。
所述二维板片计算模块，还用于在得到初始的二维板片后，先获取二维网格的轮廓边，然后通过高斯面积公式计算二维板片的表面积。
所述二维板片计算模块，还用于通过欧几里得距离公式计算每条边的长度，然后累加特征线上所有线段距离得到特征线长度。
所述目标函数构建模块构建的目标函数表示为：，其中，/>和/>表示权重系数，/>表示曲面与二维板片的表面积差值，/>表示曲面与二维板片的特征线长度差值，/>表示曲面表面积，/>表示二维板片表面积，/>表示三维特征线长度，/>表示二维特征线长度。
曲面与二维板片的表面积差值可表示为：，曲面与二维板片的特征线长度差值/>可表示为：/>。其中，n表示每个曲面的顶点数。
进一步地，二维板片表面积可表示为：/>，二维特征线长度/>可表示为：/>。其中，表示每个三角面的顶点坐标。
所述二维板片优化模块，还用于利用具备自适应调整学习率特性的Adam优化器来对目标函数进行优化，并使用Pytorch框架来实现该优化算法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。
Claims (9)
1.从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法，其特征在于，包括：
基于三维鞋楦头曲面，提取鞋楦的所有特征点和特征线，并基于提取的特征点和特征线，将三维曲面划分为楦面、楦底和统口三个曲面；
分别计算三个曲面的表面积及特征线长度；
对三个曲面分别进行切片和参数化，生成各曲面的初始二维板片；
分别计算与三个曲面对应的初始二维板片的表面积及特征线长度；
基于三个曲面与对应初始二维板片的表面积差值及特征线长度差值，构建各曲面对应的目标函数；构建的目标函数表示为：L＝β1×Larea(A3d|A2dpred)+β2×Llen(L3d|L2dpred)，其中，β1和β2表示权重系数，Larea(A3d|A2dpred)表示曲面与二维板片的表面积差值，Llen(L3d|L2dpred)表示曲面与二维板片的特征线长度差值，A3d表示曲面表面积，A2dpred表示二维板片表面积，L3d表示三维特征线长度，L2dpred表示二维特征线长度；
对构建的目标函数进行优化，得到各曲面的优化二维板片。
2.根据权利要求1所述从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法，其特征在于，还包括：对每个曲面分别进行切片，得到各曲面的多个切片面；对每个切片面分别进行参数化，使每个切片面映射到二维平面，形成初始二维板片。
3.根据权利要求2所述从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法，其特征在于，还包括：为三维鞋楦头曲面的每个切片面构建一个复变函数，使切片面上的每个三角形映射为复平面上的一个点，复平面上的点映射到单位圆盘上，单位圆盘上的点映射回二维平面，形成二维平面的表示。
4.根据权利要求1所述从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法，其特征在于，采用Adam优化器对目标函数进行优化。
5.根据权利要求1所述从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法，其特征在于，还包括：将分割后的每个曲面均转换为三维网格模型；基于转换后的三维网格模型，计算每个网格表面的面积；并根据每个网格表面的面积，分别计算得到楦面、楦底和统口的表面积。
6.根据权利要求1所述从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法，其特征在于，还包括：获取二维板片的边界点，并结合高斯面积公式计算得到二维板片的表面积。
7.根据权利要求1所述从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的方法，其特征在于，还包括：利用欧几里得距离公式计算二维网格每条边的长度，然后累加特征线上所有线段距离，得到二维板片的特征线长度。
8.从三维鞋楦头曲面展平到二维板片的装置，其特征在于，包括：
曲面预处理模块，用于基于三维鞋楦头曲面，提取鞋楦的所有特征点和特征线，并基于提取的特征点和特征线，将三维曲面划分为楦面、楦底和统口三个曲面；
曲面计算模块，用于分别计算三个曲面的表面积及特征线长度；
二维板片生成模块，用于对三个曲面分别进行切片和参数化，生成各曲面的初始二维板片；
二维板片计算模块，用于分别计算与三个曲面对应的初始二维板片的表面积及特征线长度；
目标函数构建模块，用于基于三个曲面与对应初始二维板片的表面积差值及特征线长度差值，构建各曲面对应的目标函数；构建的目标函数表示为：L＝β1×Larea(A3d|A2dpred)+β2×Llen(L3d|L2dpred)，其中，β1和β2表示权重系数，Larea(A3d|A2dpred)表示曲面与二维板片的表面积差值，Llen(L3d|L2dpred)表示曲面与二维板片的特征线长度差值，A3d表示曲面表面积，A2dpred表示二维板片表面积，L3d表示三维特征线长度，L2dpred表示二维特征线长度；
二维板片优化模块，用于对构建的目标函数进行优化，得到各曲面的优化二维板片。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有可执行代码，其中所述可执行代码被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的从三维鞋楦头曲面展平到二维板片方法的步骤。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101103854A (zh) * | 2007-04-13 | 2008-01-16 | 浙江大学 | 综合三维脚型全局参数和局部横截面调整的个性化鞋楦模型生成方法 |
| WO2018020083A2 (fr) * | 2016-07-11 | 2018-02-01 | Société Blue Ridge Logiciels | Procede et dispositif de realisation d'une forme de chaussure sur mesure |
| CN108158133A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 陈诚 | 鞋楦3d曲面展平到2d平面的方法及处理系统 |
| CN108665538A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-16 | 天津流形科技有限责任公司 | 一种三维模型拟合方法、装置、计算机设备及介质 |
| CN114549795A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-27 | 广东时谛智能科技有限公司 | 一种鞋楦曲面的参数化重构方法、系统、介质及设备 |
| CN114638116A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-06-17 | 温州大学 | 一种基于三维鞋楦的数字化开板方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10127670B2 (en) * | 2016-09-27 | 2018-11-13 | Xactware Solutions, Inc. | Computer vision systems and methods for detecting and modeling features of structures in images |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101103854A (zh) * | 2007-04-13 | 2008-01-16 | 浙江大学 | 综合三维脚型全局参数和局部横截面调整的个性化鞋楦模型生成方法 |
| WO2018020083A2 (fr) * | 2016-07-11 | 2018-02-01 | Société Blue Ridge Logiciels | Procede et dispositif de realisation d'une forme de chaussure sur mesure |
| CN108158133A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 陈诚 | 鞋楦3d曲面展平到2d平面的方法及处理系统 |
| CN108665538A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-16 | 天津流形科技有限责任公司 | 一种三维模型拟合方法、装置、计算机设备及介质 |
| CN114549795A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-27 | 广东时谛智能科技有限公司 | 一种鞋楦曲面的参数化重构方法、系统、介质及设备 |
| CN114638116A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-06-17 | 温州大学 | 一种基于三维鞋楦的数字化开板方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Customization of shoe last based on 3D design process with adjustable 3D ease allowance for better comfort and design;Mishra, M.K.et.;《 Int J Adv Manuf Technol 》;3131–3146 * |
| 鞋楦特征驱动的鞋底模型个性化定制变形;章洋等;《机电工程技术》;第52卷(第2期);201-206 * |
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