DE202012013418U1

DE202012013418U1 - Automatisiertes 3D Modellieren von Schuhteilen

Info

Publication number: DE202012013418U1
Application number: DE202012013418.3U
Authority: DE
Original assignee: Nike Innovate CV USA
Current assignee: Nike Innovate CV USA
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2016-12-20
Anticipated expiration: 2022-11-17
Also published as: EP3007087A1; KR20190015608A; EP3489847B1; EP2780840B1; KR20180067712A; EP3664025B1; US11879719B2; KR20180011856A; US8849620B2; CN107452051B; CN107452051A; US20240118073A1; KR102062354B1; US10393512B2; CN104054079B; KR20180112875A; EP3664025A1; EP3007087B1; TW201633947A; TWI629948B

Abstract

System, welches Scans eines Schuhteils analysiert, um Abmessungsdaten zu erzeugen, das verwendbar ist, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren, wobei das System umfasst: eine Schuhteilbewegungsvorrichtung, welche das Schuhteil hält und das Schuhteil durch einen Bereich von Positionen bewegt, wobei das Schuhteil eine Oberflächentopografie aufweist; einen Laser, der einen Laserstrahl auf einen Abschnitt des Schuhteils projiziert, während das Schuhteil zu einer Position des Bereichs von Positionen bewegt wird, so dass sich eine projizierte Laserlinie über den Abschnitt erstreckt; eine Kamera, welche ein Bild der projizierten Laserlinie aufzeichnet, wobei das Bild eine Repräsentation der projizierten Laserlinie darstellt, die sich über den Abschnitt erstreckt; und Computerspeichermedien mit darauf aufgezeichneten, von einem Computer ausführbaren Anweisungen, welche, wenn sie von einer Rechenvorrichtung ausgeführt werden, die Rechenvorrichtung dazu veranlassen: (A) Koordinatenpunkte von dem Bild abzuleiten, welche die Repräsentation der Linie, wie im Bild dargestellt, definieren; (B) die Koordinatenpunkte mit einer Vielzahl von anderen Koordinatenpunkten zu kombinieren, die von zusätzlichen Bildern, die aufgezeichnet werden, wenn der Laserstrahl auf andere Abschnitte des Schuhteils projiziert wird, abgeleitet werden, wobei dadurch eine Kombination von Koordinatenpunkten, welche die Oberflächentopografie repräsentieren, kompiliert werden; und (C) die Kombination von Koordinatenpunkten in geometrische Koordinatenpunkte zu kompilieren, die ein 3D Modell der Oberflächentopografie repräsentieren.

Description

Querverweis zu zugehörigen Anmeldungen
Diese Anmeldung mit dem anwaltlichen Aktenzeichen NIKE.162097, mit dem Titel ”Automatisiertes 3D Modellieren von Schuhteilen” ist aufgrund des Gegenstandes zugehörig zur entsprechend eingereichten U.S. Patentanmeldung Nr. 13/299,819, mit dem anwaltlichen Aktenzeichen NIKE.162095, mit dem Titel ”Automatisierte Identifizierung von Schuhteilen” U.S. Patentanmeldung Nr. 13/299,819, mit dem anwaltlichen Aktenzeichen NIKE.162499, mit dem Titel ”Automatisiertes Fertigen von Schuhteilen” U.S. Patentanmeldung Nr. 13/299,872, mit dem anwaltlichen Aktenzeichen NIKE.165451, mit dem Titel ”Automatisierte Identifizierung und Montage von Schuhteilen;” U.S. Patentanmeldung Nr. 13/299,908, mit dem anwaltlichen Aktenzeichen NIKE.162500, mit dem Titel ”Multifunktionales Fertigungswerkzeug;” U.S. Patentanmeldung Nr. 13/299,934, mit dem anwaltlichen Aktenzeichen NIKE.162096, mit dem Titel ”Vakuumfertigungswerkzeug;” und U.S. Patentanmeldung Nr. 13/299,890, mit dem anwaltlichen Aktenzeichen NIKE.163750, mit dem Titel ”Hybrides Aufnahmewerkzeug.” Die Inhalte der vorgenannten Anmeldungen sind in diese Anmeldung durch Bezugnahme integriert.
Hintergrund
Das Herstellen eines Schuhs erfordert typischer Weise die Manipulation bzw. Handhabung von dreidimensionalen Schuhteilen, wie etwa durch Formen, Platzieren und Zusammenfügen der Teile. Einige Verfahren, diese Schritte zu vervollständigen, wie diejenigen, welche stark auf manueller Ausübung basieren, können Ressourcenintensiv sein und haben eine hohe Rate der Variabilität.
Zusammenfassung
Dieser grobe Überblick verschiedener Aspekte der Erfindung gibt einen Überblick über die Offenbarung und stellt eine Auswahl von Konzepten vor, die in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung näher erläutert werden. Diese Zusammenfassung ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, und ist auch nicht als ein alleinstehendes Werkzeug dazu gedacht, den Bereich des beanspruchten Gegenstands zu bestimmen.
Kurz und grob gesagt beschreibt diese Offenbarung unter anderem Analysieren von Scans eines Schuhteils, um Abmessungsdaten bzw. Dimensionsdaten zu erzeugen, die verwendbar sind bzw. das verwendbar ist, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren. Beispielsweise kann ein Laserstrahl auf eine Fläche bzw. Oberfläche eines Schuhteils projiziert werden, so dass eine projizierte Laserlinie auf der Fläche bzw. Oberfläche erscheint und einer Oberflächenkontur folgt, wodurch ein Querschnitt das Schuhteiloberfläche erzeugt wird. Mehrere Bilder der projizierten Laserlinie können kombiniert werden, um ein 3D Modell des Schuhteils zu erzeugen. Sobald ein 3D Modell bekannt ist und in ein Koordinatensystem konvertiert wurde, das beispielsweise von einem Roboterwerkzeugpfad erkannt wird, können bestimmte Fertigungsschritte automatisiert werden.
Ein beispielhaftes System, welches Scans eines Schuhteils analysiert, um Abmessungsdaten bzw. Dimensionsdaten zu erzeugen, kann verschiedene Komponenten umfassen bzw. kann aus verschiedenen Komponenten bestehen, wie einer Schuhteilbewegungsvorrichtung, welche das Schuhteil hält und das Schuhteil durch einen Bereich von Positionen bewegt (zum Beispiel vorwärts/rückwärts, Drehung um 360° usw.). Darüber hinaus kann ein beispielhaftes System einen Laser aufweisen, der einen Laserstrahl auf einen Abschnitt des Schuhteils projiziert, während das Schuhteil in eine Position des Bereichs von Positionen bewegt wird, so dass sich eine projizierte Laserlinie über den Abschnitt erstreckt. Eine weitere Komponente eines beispielhaften Systems kann eine Kamera umfassen, welche mehrere Bilder der projizierten Laserlinie aufzeichnet, wobei jedes Bild eine Repräsentation der projizierten Laserlinie darstellt, die sich über den Abschnitt erstreckt. Weiter kann ein beispielhaftes System Computerspeichermedien umfassen, welche darauf Anweisungen gespeichert haben, welche, wenn sie von einer Rechenvorrichtung bzw. Rechnervorrichtung ausgeführt werden, die Rechnervorrichtung in die Lage versetzen, die Bilder, welche die Repräsentation darstellen, zu analysieren.
Ein beispielhaftes System kann einen oder durch mehrere Laser und eine oder mehrere Kameras umfassen bzw. ein beispielhaftes System kann durch einen oder durch mehrere Laser und durch eine oder mehrere Kameras gebildet werden. Beispielsweise können mehrere Laser und Kameras verwendet werden, wenn eine Oberfläche eines Schuhteils mit nur einem Laser und mit nur einer Kamera schwer zu scannen bzw. abzutasten ist. Darüber hinaus können Laser und Kameras an verschiedenen Positionen relativ zum Schuhteil angeordnet sein, wie senkrecht zu einem Schuhteil oder in einem Winkel zum Schuhteil. Des Weiteren können Kameraeinstellungen (zum Beispiel Blende, Verschlusszeit und so weiter) abhängig von Farben von Schuhteilen variiert werden.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Analysieren von Scans eines Schuhteils, um Abmessungsdaten zu erzeugen, das verwendbar ist bzw. die verwendbar sind, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren, kann verschiedene Schritte aufweisen. Beispielsweise kann ein Laserstrahl auf eine Schuhteiloberfläche des Schuhteils projiziert werden, die aus einer Oberflächentopografie besteht. Eine projizierte Laserlinie kann sich über einen Abschnitt der Schuhteiloberfläche erstrecken. Darüber hinaus kann ein Bild aufgezeichnet abhängig von einer Repräsentation der projizierten Laserlinie, und es können Koordinatenpunkte bestimmt werden, welche die Repräsentation der Linie, wie im Bild dargestellt, definieren. Die Koordinatenpunkte können mit einer Vielzahl anderer Koordinatenpunkte, die von bzw. aus zusätzlichen Bildern abgeleitet werden, kombiniert werden, so dass eine Kombination von Koordinatenpunkten kompiliert wird, welche die Oberflächentopografie repräsentieren bzw. represäntiert. Die Kombination von Koordinatenpunkten kann in geometrische Koordinatenpunkte konvertiert werden, welche ein 3D Modell der Oberflächentopografie repräsentieren.
In einem weiteren beispielhaften Verfahren mag ein erster Schuhteil auf einem zweiten Schuhteil angebracht sein, so dass eine Endkante des ersten Schuhteils das zweite Schuhteil umrundet. Ein Laserstrahl kann auf den ersten Schuhteil und den zweiten Schuhteil projiziert werden, so dass sich ein erstes Segment einer projizierten Laserlinie auf dem ersten Schuhteil erstreckt und sich ein zweites Segment auf dem zweiten Schuhteil erstreckt. Es kann ein Bild aufgezeichnet werden, das eine Repräsentation des ersten Segments und eine Repräsentation des zweiten Segments darstellt. Ein Schnittstellenbereichsabschnitt zwischen der Repräsentation des ersten Segments und einer Repräsentation des zweiten Segments kann eine Position der Endkante repräsentieren, und ein Koordinatenpunkt des Schnittstellenbereichs kann bestimmt werden. Der Koordinatenpunkt kann in einen geometrischen Koordinatenpunkt des zweiten Schuhteils konvertiert werden und als eine Position auf dem zweiten Schuhteil betrachtet werden, die mit der Endkante ausgerichtet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail beschrieben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen:
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Systems zum automatisierten 3D Modellieren von Schuhteilen;
2a, 2b, und 2c zeigen schematische Diagramme von beispielhaften Systemen zum automatisierten 3D Modellieren eines Schuhbodens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
3a und 3b zeigen schematische Diagramme von beispielhaften Systemen zum automatisierten 3D Modellieren eines Schuhoberteils;
4 zeigt ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Systems zum 3D Modellieren einer digitalen Bisslinie;
5 und 6 zeigen jeweils ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Analysieren eines Bildes eines Schuhteils; und
7 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Rechnervorrichtung, die mit Systemen und Verfahren verwendet werden kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Der Gegenstand bestimmter Aspekte der vorliegenden Erfindung wird hierin im Detail beschrieben, um den gesetzlichen Anforderungen zu genügen. Die Beschreibung selbst ist jedoch nicht dazu gedacht, das zu definieren, was als eine Erfindung betrachtet wird, dies definieren die Ansprüche. Der beanspruchte Gegenstand kann andere Elemente oder Kombinationen von Elementen umfassen, die ähnlich zu den in diesem Dokument beschriebenen sind, in Verbindung mit anderen gegenwärtigen oder zukünftigen Technologien. Solange nicht ausdrücklich anderweitig angegeben, sollen Begriffe nicht so verstanden werden, dass diese irgendeine bestimmte Reihenfolge unter oder zwischen hierin offenbarten Elementen implizieren.
Der hierin beschriebene Gegenstand bezieht sich auf ein automatisiertes dreidimensionales (”3D”) Modellieren eines Schuhteils, und 1 zeigt ein beispielhaftes System 10, welches verschiedene Aktionen ausführt, um Bilder des Schuhteils 12 zu analysieren. Dreidimensionales Modellieren bezieht sich auf das Erzeugen von Abmessungsdaten, die 3D Merkmale des Schuhteils repräsentieren. Abmessungsdaten können zum Beispiel Koordinatenpunkte eines 3D Koordinatensystems umfassen, sowie 3D Repräsentationen des Schuhteils, die mit Hilfe der Abmessungsdaten gerendert (engl.: renderable) werden können. Abmessungsdaten können mit Hilfe verschiedener Techniken erzeugt werden, wie etwa durch Kombinieren von Daten, die abgeleitet werden aus Scans oder Bildern eines Schuhteils.
Das Schuhteil 12 von 1 kann eine Vielfalt von unterschiedlichen Schuhteilen sein. Das heißt, dass, obwohl allgemein das Schuhteil 12 dargestellt ist, das Schuhteil 12 unter anderem ein Schuhlaufsohle, eine Schuhzwischensohle, eine Zwischensohlengruppe und eine Laufsohlengruppe, ein Schuhoberteil (ein auf den Leisten gezogenes Schuhoberteil oder ein nicht auf den Leisten gezogenes Schuhoberteil), eine Komponente eines Schuhoberteils, oder eine Kombination von Schuhteilen sein kann. Als solches kann das Schuhteil 12 eine Vielzahl unterschiedlicher Eigenschaften aufweisen, wie etwa Größe, Form, Textur, Materialien, Oberflächentopografie und so weiter. Das Schuhteil 12 besteht beispielsweise aus einer Schuhteiloberfläche 14, welche aus verschiedenen Oberflächentopografien gebildet sein kann. Eine Oberflächentopografie bezieht sich auf die verschiedenen Konturen, welche die Schuhteiloberfläche 14 bilden. Beispielsweise kann, auch wenn die Oberfläche 14 aus illustrativen Gründen flach dargestellt ist, eine Oberflächentopografie eine konvexe Oberfläche, eine konkave Oberfläche oder einer Kombination dieser umfassen.
Das Schuhteil 12 kann von einer Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 getragen werden, welche das Schuhteil 12 durch eine Reihe von Positionen bewegt. Pfeile 18 und 20 illustrieren, dass die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 das Schuhteil 12 vorwärts und rückwärts, oder nach links und nach rechts bewegen kann. Die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 kann beispielsweise eine Fördereinrichtung umfassen, welche das Schuhteil 12 auf einem Förderband trägt.
Der Pfeil 22 illustriert, dass die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 das Schuhteil 12 drehen kann. Die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 kann beispielsweise einen von einem Servomotor angetriebenen Drehtisch oder eine andere Drehapparatur aufweisen. Die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 kann zusätzlich oder alternativ Gelenkarme mit Klemmen, mittels Ketten oder Riemen angetriebene Greifvorrichtungen, Saugwerkzeuge, Rampen oder eine andere Apparatur aufweisen, die eingerichtet ist, Schuhteile zu bewegen. Des Weiteren illustriert der Pfeil 24, dass die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 das Schuhteil 12 nach oben und nach unten bewegen kann.
Das System 10 kann auch einen Laser 26 umfassen, welcher einen Laserstrahl 28 auf das Schuhteil 12 projiziert, wie etwa auf die Oberfläche 14. Der Laserstrahl 28 kann verschiedene Konfigurationen aufweisen, die unterschiedliche Formen, Größten, Breiten und so weiter aufweisen. 1 zeigt einen beispielhaften flachen Laserstrahl 28 (das heißt, einen ”Fächer”), der, wenn er auf das Schuhteil 12 projiziert wird, eine projizierte Laserlinie 30 über einen Abschnitt der Oberfläche 14 reflektiert. Die projizierte Laserlinie 30 kann auch auf das Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 erscheinen, abhängig von einer Breite und einem Winkel des Laserstrahls 28. Beispielsweise ist ein Abschnitt 31 der auf die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 projizierten Laserlinie 30 gezeigt.
Der Laser 26 kann einen Laserliniengenerator umfassen (zum Beispiel einen Laser-Mikroliniengenerator oder einen Laser-Makroliniengenerator), der verschiedene Merkmale und Fähigkeiten hat. Beispielhafte Merkmale umfassen einen einstellbaren Fächerwinkel; homogene Intensitätsverteilung; konstante Linienbreite Breite (das heißt, Dicke über den ganzen Messbereich); einstellbare Breite; einstellbarer Spektralbereich (zum Beispiel 635 nm–980 nm); und einstellbare Leistung (zum Beispiel bis zu 100 mW im sichtbaren Bereich und bis zu 105 mW im IR Bereich). In einem Aspekt kann der Laser 26 einen Fächerwinkel von 40 Grad, eine Linienlänge von 180 mm, eine Linienbreite (das heißt, Dicke) von 0,108 mm, ein Arbeitsabstand von 245 mm, einen Rayleigh-Bereich von 12 mm, einen Fokusbereich von 205–510 mm und eine Konvergenz von 0,7 Grad aufweisen.
Verschiedene Aspekte des Lasers 26 können eingestellt werden in Koordination mit Schuhteileigenschaften. Beispielsweise kann eine Farbe des Laserstrahls 28 eingestellt oder angepasst werden basierend auf einer Farbe des Schuhteils 12. Das heißt, bestimmte Kombinationen von Laserstrahlfarbe und Schuhteilfarbe mögen es möglich machen, dass die projizierte Laserlinie 30 mit Hilfe der Kamera 32 besser aufgezeichnet werden kann. Als solches mag die Laserstrahlfarbe basierend auf einer Schuhteilfarbe entsprechend eingestellt werden.
Darüber hinaus können Leistungsniveaus des Lasers 26 basierend auf einer Farbe des Schuhteils 12 eingestellt werden. Beispielsweise kann ein einzelner Laser eine einstellbare Leistungseinstellung aufweisen, so dass der einzelne Laser basierend auf einer Schuhteilfarbe eingestellt werden kann. In einem anderen Beispiel können mehrere Laser, die unterschiedliche Leistungsniveaus haben, austauschbar verwendet werden basierend auf einer Farbe des Schuhteils 12. In einem weiteren Beispiel können mehrere Laser an einer einzelnen Station angeordnet sein. In einem Aspekt der Erfindung kann ein Laser hoher Leistung verwendet werden, wenn ein Strahl auf ein Schuhteil projiziert wird, der schwarz gefärbt ist (oder der nicht weiß ist). In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein Laser geringer Leistung verwendet werden, wenn ein Strahl auf ein Schuhteil projiziert wird, der weiß gefärbt ist. In einem weiteren Aspekt können mehrere Laser gleichzeitig verwendet werden, wenn ein Teil mehrfarbig ist. So können ein Laser hoher Leistung und ein Laser geringer Leistung jeweils einen Strahl auf ein Schuhteil projizieren, der schwarz und weiß gefärbt ist. Die Kamera 32 ist positioniert, ein Bild 34 der projizierten Laserlinie 30 aufzuzeichnen, die sich über die Oberfläche 14 erstreckt. Als solches stellt das Bild 34 eine Repräsentation 36 und 38 der projizierten Laserlinie 30 dar, wie sie über die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 und über die Schuhteiloberfläche 14 reflektiert erscheint. Das heißt, die Repräsentation 36 stellt die projizierte Laserlinie 30, wie sie auf das Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 erscheint, dar und die Repräsentation 38 stellt die projizierte Laserlinie 30, wie sie auf das Schuhteiloberfläche 14 erscheint, dar.
Die Kamera 32 kann verschiedene Merkmale und Eigenschaften aufweisen. In einem beispielhaften Aspekt kann die Kamera 32 eine ½'' ladungsgekoppelte Vorrichtung (”charge-coupled device”, CCD) mit progressiver Abtastung aufweisen, die als ein Sensor fungiert. Die Kamera 32 kann entweder monochrom sein und/oder Farbmerkmale (zum Beispiel ein Bayermosaik) aufweisen. Zusätzlich kann die Kamera 32 eine einstellbare Rahmenrate (das heißt, Rahmen pro Sekunde) aufweisen, was es der Kamera 32 erlaubt, eine Anzahl an Bildern innerhalb einer gegebenen Zeitdauer aufzuzeichnen. Beispielsweise kann die Kamera 32 in der Lage sein, 31 Rahmen pro Sekunde aufzuzeichnen. Andere beispielhafte Eigenschaften der Kamera 32 können eine Chipgröße (zum Beispiel 4,65 mm × 4,65 mm), eine Anzahl von Pixeln 1392×1040, eine Pixelgröße, eine Empfindlichkeit und so weiter sein.
Die Kamera 32, der Laser 26 und die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 können gemeinsam programmiert sein, um eine Vielzahl von Bildern 41 projizierter Laserlinien an verschiedenen Positionen auf die Schuhteiloberfläche 14 zu erzeugen. 1 zeigt eine Vielzahl von Bildern 41, von denen einige aus Gründen der Darstellung mit unterbrochenen Linien dargestellt sind. Jedes Bild der Vielzahl 41 kann eine andere Repräsentation der projizierten Laserlinie darstellen, wenn die projizierte Laserlinie auf einem anderen Abschnitt der Schuhteiloberfläche 14 erscheint. Zum Beispiel kann die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 das Schuhteil 12 in die Richtung des Pfeils 18 oder des Pfeils 22 bewegen, während der Laser 26 den Laserstrahl 28 auf die Schuhteiloberfläche 14 projiziert. Alternativ kann der Laser 26 relativ zur Schuhteiloberfläche 14 bewegt werden, oder es können beide auf eine bekannte Weise bewegt werden. Eine Einstellung Rahmen-pro-Sekunde der Kamera 32 kann so programmiert sein, eine Vielzahl von Bildern zu erfassen, während sich das Schuhteil 12 relativ zum Laser 26 in Richtung des Pfeils 18 oder des Pfeils 22 bewegt. Weil das Schuhteil 12 bewegt wird, während der Laserstrahl 28 fest verbleibt, erscheint die projizierte Laserlinie 30 über verschiedene Abschnitte während die Vielzahl von Bildern erfasst wird. Als solches kann jedes der Vielzahl von Bildern 41 eine andere Repräsentation der projizierten Laserlinie 30, wie sie über einen jeweiligen Abschnitt des Schuhteils 12 erscheint, darstellen.
In einem anderen Aspekt sind die Einstellungen der Kamera 32, des Lasers 26 und das Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 koordiniert, um eine Anzahl von Bildern aufzuzeichnen, die ausreichend ist, um gewünschte Schuhteilinformation abzuleiten. Zum Beispiel kann die Kamera 32 eingestellt sein, ungefähr 31 Rahmen pro Sekunde aufzuzeichnen, und die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 kann eingestellt sein, sich um etwa 20 mm pro Sekunde zu bewegen. Mit derartigen Parametern kann ein Bild etwa alle 0,5 mm des Schuhteils 12 aufgezeichnet werden. In anderen Aspekten kann die Abtastrate nach oben oder nach unten angepasst werden basierend auf der Geschwindigkeit das Schuhteilbewegungsvorrichtung (und umgekehrt). Weiter können die Einstellungen angepasst werden, um Bilder mit einem Abstand von weniger als 0,5 mm oder von mehr als 0,5 mm aufzuzeichnen.
Einstellungen (zum Beispiel Blende, Verschlusszeit und so weiter) der Kamera 34 können so eingestellt werden, dass die Repräsentation 36 der projizierten Laserlinie 30 im Bild 34 relativ zu anderen Abschnitte des Schuhteils 12, die in dem Bild 34 gezeigt sein mögen, verbessert ist. Des Weiteren können Einstellungen der Kamera 34 und/oder Einstellungen des Lasers 26 in einer koordinierten Weise angepasst werden, um Bilder von projizierten Laserlinien zu erfassen, die von einer ausreichenden Qualität sind, um analysiert zu werden. Zum Beispiel können die Einstellungen angepasst werden, um eine Unschärfe der projizierten Laserlinie zu minimieren, sowohl wenn diese über ein Schuhteil projiziert wird, als auch wenn diese in einem Bild dargestellt wird. In einem weiteren Aspekt kann das System 10 in einer Vakuumkammer aufgestellt werden, so dass klarere Darstellungen der projizierten Laserlinien erfasst werden können. Das heißt, dass in einigen Umgebungen eine Lichtstreuung, die von weißgefärbten Schuhteilen verursacht wird, in einem Bild resultieren mag, dass eine weniger gewünschte Qualität hat. Das Anordnen des Systems 10 in einem Vakuum kann das von den weißen Schuhteilen verursachte Streuen reduzieren.
In einem anderen Aspekt werden die Einstellungen basierend auf einer Farbe des Teils 12 und einer Anzahl von Lasern, die in dem System 10 verwendet werden, etabliert. Zum Beispiel können, wie oben beschrieben, wenn ein Teil schwarz und weiß gefärbt ist, ein Laser geringer Leistung und ein Laser hoher Leistung verwendet werden. In einem solchen Aspekt kann die Abtastrate der Kamera verdoppelt werden, um Bilder von sowohl der Linie, die von dem Laser geringer Leistung erzeugt wird, als auch der Linie, die von dem Laser hoher Leistung erzeugt wird, aufgenommen wird. In einem weiteren Aspekt kann die Kamera 34 verwendet werden, um eine Farbe des Schuhteils 12 zu erfassen. Als solches kann eine Leistungseinstellung des Lasers 26 automatisch angepasst werden basierend auf einer Farbe des Schuhteils 12, die von der Kamera 34 erfasst wird. In dem Fall, in dem mehr als eine Kamera verwendet wird, können die Einstellungen auf einer der Kameras basierend auf einer ersten Farbe des Schuhteils 12 (zum Beispiel schwarz) angepasst werden. Auf ähnliche Weise können die Einstellungen auf einer anderen der Kameras basierend auf einer zweiten Farbe des Schuhteils 12 (zum Beispiel weiß) angepasst werden.
In einem weiteren Aspekt kann das System 10 verschiedene Operationen ausführen, um Bilder 41, die von der Kamera 32 erfasst wurden, zu analysieren und um davon abgeleitete Abmessungsdaten zu kombinieren. Zum Beispiel kann das System 10 das Bild 34 analysieren, um Bildkoordinatenpunkte 40 und 42 der Repräsentationen 36 und 38 abzuleiten. Die Bildkoordinatenpunkte 40 und 42 können jeweils durch eine jeweilige Menge von Koordinatenwerte relative zum Koordinatensystem 44 repräsentiert werden. Zum Beispiel kann die Menge von Koordinatenwerten ein Höhenelement (zum Beispiel Z des Koordinatensystems 44) und ein Breitenelement (zum Beispiel Y des Koordinatensystems 44) umfassen, die jeweils auf einem Koordinatensystem basieren, welches das Bild 34 definiert.
Des Weiteren kann die Menge von Koordinatenwerten, welche die Punkte 40 und 42 definieren, auch einen Tiefenwert (zum Beispiel X von Koordinatensystem 44) umfassen, der relativ zu anderen Bildern der Vielzahl 41 ist, und der bestimmt werden kann basierend auf einer Geschwindigkeit, mit der die Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 das Schuhteil 12 bewegt und einer Rahmen-pro-Sekunde Einstellung der Kamera 32. Zum Beispiel kann das System 10 so programmiert sein, auch eine andere Menge von Koordinatenwerten des Koordinatenpunkts 46 des Bilds 48 zu bestimmen. Als solches können die jeweiligen Tiefenwerte der Punkte 40 und 46 relativ zueinander basieren auf einer Bewegungsgeschwindigkeit das Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 und einer Rahmen-pro-Sekunde Rate der Kamera 32.
Wie gezeigt umfassen die Repräsentationen 36 und 38 mehrere Koordinatenpunkte, deren Koordinatenwerte alle bestimmt werden mögen, um die Repräsentationen 36 und 38 wie in dem Bild 34 dargestellt zu definieren. Ähnlich kann jedes der anderen Bilder der Vielzahl 41 ebenfalls jeweils mehrere Koordinatenpunkte umfassen. Als solches kann das System 10 jedes Bild der Vielzahl 41 analysieren, um Bildkoordinatenwerte jeweiliger Koordinatenpunkte zu bestimmen, welche die Repräsentation in jedem Bild definieren. Die Bildkoordinatenwerte aller Repräsentationen, die aus Bildern des Schuhteils 12 erfasst wurden, können kombiniert werden, um eine Bildkoordinatenmenge zu erzeugen, welche die gesamte Schuhteiloberfläche 14 definiert.
Eine Bildkoordinatenmenge kann auf verschiedene Weisen verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Bildkoordinatenmenge verwendet werden, um ein 3D Modell 50 das Schuhteiloberfläche 14 zu rendern. Das 3D Modell 50 kann auf verschiedenen Koordinatensystemen basieren. Das heißt, sobald die Konversionen bestimmt wurden, können die Koordinatenwerte, die aus den Bildern 41 abgeleitet wurden, in ein gewünschtes Koordinatensystem konvertiert werden. Zum Beispiel wird, wie in 1 gezeigt, ein 3D Modell 50 im Koordinatensystem 52 gerendert, das Teil eines Bildrender-Computerprogramms ist. Derartige 3D Bildrender-Computerprogramme können das 3D Modell 50 erstellen, indem sie zum Beispiel die Koordinatenwerte verwenden, um eine Reihe von verzahnten Dreiecken zu konstruieren, welche die Schuhteiloberfläche 14 definieren. Weiter kann eine Reihe von Senkrechten erzeugt werden, die senkrecht auf die Oberfläche jedes Dreiecks stehen. Diese Senkrechten können zum Beispiel verwendet werden, um einen Roboterwerkzeugpfad zu bestimmen. Zum Beispiel kann ein Sprühkleber parallel zu den Senkrechten angewandt werden, und folglich senkrecht zur Oberfläche der Dreiecke, welche die Schuhteiloberfläche 14 bilden.
Basierend auf Kalibrierungen der Kamera 32, des Lasers 26 und der Teilebewegungsvorrichtung 16, können die von den Bildern 41 abgeleiteten Koordinatenwerte auch in ein geometrisches Koordinatensystem 54 konvertiert, welches einen Raum definiert, in dem das Schuhteil 12 physisch positioniert ist. Weiter kann das geometrische Koordinatensystem 54 einen Raum definierten, in welchem automatisierte Schuhteil-Fertigungswerkzeuge arbeiten, so dass die Koordinatenwerte, die von den Bildern 41 abgeleitet und in das System 54 konvertiert wurden, verwendet werden können, um derartige Werkzeuge über 3D Merkmale des Schuhteils 12 zu informieren. Beispielsweise kann, wie oben erwähnt, unter Verwendung der Koordinatenwerte ein Roboterwerkzeugpfad erzeugt werden. Derartige Roboterwerkzeugpfade mögen nützlich sein zum Schneiden, Sprühen von Klebstoff oder Farbe, Nähen, Anfügen, Lasern, Formgeben und ähnliches.
Sobald aus den Bildern 41 Werte abgeleitet sind, können die Abmessungsdaten auf verschiedene Weisen verwendet werden. Zum Beispiel können die Abmessungsdaten verwendet werden, um eine Größe eines Schuhteils oder eine Form eines Schuhteils zu bestimmen. Zusätzlich können die Abmessungsdaten verwendet werden, um zu analysieren, wie ein Schuhteil mit anderen Schuhteilen, von denen andere Abmessungsdaten abgeleitet wurden, zusammengefügt werden. In einem anderen Aspekt können die Abmessungsdaten verwendet werden, um Defekte in einem Schuhteil zu identifizieren oder um auf andere Weise Qualitätssicherungsmaßnahmen auszuführen. Des Weiteren können die Abmessungsdaten an andere Schuhfertigungsvorrichtungen und/oder -systeme kommuniziert werden, um die Vorrichtung oder das System in die Lage zu versetzen, eine Fertigungsfunktion auszuführen, wie etwa Schneiden, Anbringen, Stockfitting, Stapeln, und so weiter.
Wie angezeigt kann das Bestimmen der Koordinatenpunkte auf Kalibrierungen basieren, welche relative Positionen und Einstellungen der Kamera 32, des Lasers 26 und das Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 berücksichtigen. Die Positionen dieser Elemente sind in der 1 lediglich beispielhaft und nur zu veranschaulichenden Zwecken gegeben. Als solches können diese Elemente in anderen Positionen und Anordnungen angeordnet werden, solange die alternativen Positionen und Anordnungen berücksichtigt werden, wenn das System kalibriert wird. Zum Beispiel zeigt die 1 eine Kamera 32 und einen Laser 26. Das System 10 kann jedoch mehr als eine Kamera und mehr als einen Laser umfassen, welche denselben Aspekt oder alternative Aspekte des Schuhteils 12 erfassen. Zudem ist der Laser 26 senkrecht zum Schuhteil 12 und das Schuhteilbewegungsvorrichtung 16 dargestellt, der Laser 26 kann jedoch auch horizontal zum Schuhteil 12 oder in einem Winkel oberhalb oder unterhalb des Schuhteils 12 angeordnet sein. Ähnlich kann die Kamera 32 in verschiedenen Winkeln relativ zur projizierten Laserlinie 30 angeordnet sein, solange der Winkel berücksichtigt wird, wenn das System 10 kalibriert wird.
Weiter kann das System 10 eine Rechnervorrichtung 60 umfassen, welche helfen mag, verschiedene Operationen auszuführen, wie etwa durch das Analysieren von Bildern 41, Bestimmen von Koordinatenwerten und Lösen von Konvertierungen. Die Rechnervorrichtung 60 kann eine einzelne Vorrichtung oder kann mehrere Vorrichtungen sein, und kann physisch mit den verschiedenen Elementen des Systems 10 integriert sein, oder physisch getrennt von den verschiedenen Elementen sein. Die Rechnervorrichtung 60 kann mit einer oder mit mehreren Komponenten des Systems 10 interagieren unter Verwendung eines Mediums und/oder Protokolls. Des Weiteren kann die Rechnervorrichtung 60 in der Nähe von, oder fern von Komponenten des Systems 10 angeordnet sein.
Verschiedene Aspekte von 1 wurden beschrieben, die auch auf andere in dieser Offenbarung beschriebene Systeme anwendbar sein mögen, wie die Systeme, die gezeigt sind in 2a, 2b, 3a, 3b, und 4. Dementsprechend kann, wenn diese anderen Systeme beschrieben werden, Bezug genommen werden auf 1, und in 1 beschriebene Aspekte können in diesen anderen Systemen gelten.
Mit Bezug nun auf 2a ist ein Beispiel eines Systems 210 gezeigt, das Bilder eines Schuhboden 212 aufzeichnet und analysiert, der auch in einer vergrößerten Ansicht 213 dargestellt ist. Der Schuhboden 212 kann eine Schuhzwischensohle umfassen, die an eine Schuhlaufsohle (nicht dargestellt) befestigt werden mag, wenn in einen Schuh zusammengefügt. Die Oberfläche 214 des Schuhbodens 212 ist dargestellt, welche eine Innenfläche sein mag, die an ein Schuhoberteil gekoppelt ist bzw. wird. Die Seitenwand 216 steht um Schuhboden 212 herum vor und bildet einen Perimeter der Innenoberfläche 214, so dass die Oberfläche 214 eine im Allgemeinen konkave Oberflächentopografie aufweisen mag.
Das System 210 kann eine Fördereinrichtung 218 oder eine andere Vorrichtung aufweisen, welche Schuhboden 212 hält RETAIN und in der Richtung des Pfeils 220 bewegt. Weiter kann das System 210 einen Laser 222 umfassen, der einen Laserstrahl 224 auf die Oberfläche 214 des Schuhboden 212 projiziert, während die Fördereinrichtung 218 den Schuhboden 212 in die Richtung des Pfeils 220 bewegt. Wenn der Laserstrahl 224 auf die Oberfläche 214 projiziert wird, erscheint eine projizierte Laserlinie 226 über einen Abschnitt des Schuhbodens 212, und über einem Band der Fördereinrichtung 218 mag ebenfalls eine projizierte Laserlinie 228 erscheinen.
Das System 210 kann auch eine Kamera 230 aufweisen, die ein Bild 232 der projizierten Laserlinien 226 und 228 aufzeichnet, und das Bild 232 kann eine Repräsentation 234 beinhalten, welche die projizierten Laserlinien 226 und 228 darstellt. Weiter kann die Kamera 230 eine Vielzahl von Bildern 236 aufzeichnen, während die Fördereinrichtung 218 das Schuhteil 212 in Richtung des Pfeils 220 bewegt. Jedes Bild der Vielzahl 236 stellt eine jeweilige Repräsentation der projizierten Laserlinie dar, wenn sich die projizierte Laserlinie über einen jeweiligen Abschnitt des Schuhteils 212 erstreckt.
Weiter kann das System 210 eine Rechnervorrichtung umfassen, welche die in der Tabelle 238 dargestellte Information hält. Die Tabelle 238 zeigt eine Spalte aufgezeichneter Bilder 240, wie etwa Bilder, die von der Kamera 230 aufgezeichnet wurden, während das Schuhteil 212 mittels der Fördereinrichtung 218 bewegt wurde. Zum Beispiel stellt das Bild 242 eine Repräsentation der projizierten Laserlinie dar, die eine gerade Linie ist. Dementsprechend mag das Bild 242 aufgezeichnet worden sein, bevor das Schuhteil 212 unter den Laserstrahl 224 bewegt wurde, so dass die projizierte Laserlinie nur über ein Band der Fördereinrichtung 218 erstreckt. Die Bilder 244, 246 und 248 stellen jedoch jeweilige Repräsentationen einer projizierten Laserlinie dar und mögen zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen worden sein, als das Schuhteil 212 sich unter dem Laserstrahl 224 bewegt hat. Zum Beispiel mag das Bild 232 als Bild 248 in der Tabelle 238 gespeichert sein.
Die Table 238 umfasst auch verschiedene Abmessungsdaten, die abgeleitet sein mögen aus den Bildern 236, 242, 244, 246 und 248, wie 2D Bildkoordinaten 250, 3D Bildkoordinaten 252, und geometrische 3D Koordinaten 254. Die zweidimensionalen Bildkoordinaten 250 können Koordinatenwerte umfassen, welche einen Koordinatenpunkt in einer Ebene eines Bildes definieren. Zum Beispiel können Koordinatenwerte einer geordneten Menge eine Höhe (zum Beispiel Z) und eine Breite (zum Beispiel Y) basierend auf dem Koordinatensystem 256 definieren. Als solches kann der in dem Bild 232 dargestellte Koordinatenpunkt 257 durch die in der Tabelle 238 gespeicherten Werte 260 und 262 definiert sein. Das heißt, die Werte 260 und 262 sind Y bzw. Z Werte für das Bild 248. Dementsprechend kann jeder der in dem Bild 232 dargestellten Koordinatenpunkte durch die Koordinatenwerte in der Tabelle 238 repräsentiert werden.
Des Weiteren können geordnete Mengen von 3D Bildkoordinaten 252 einen dritten Koordinatenwert für die Tiefe (das heißt, X) umfassen, und wie mit Bezug auf 1 beschrieben kann der Tiefenwert basierend auf verschiedenen Faktoren berechnet werden, wie einer Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 218 und einem Rahmen-pro-Sekunde Wert der Kamera 230. Die Tabelle 238 wird nur zu veranschaulichenden Zwecken gezeigt und die in dieser in 2a gezeigte Information kann auf verschiedene andere Weisen gespeichert oder organisiert werden. Zum Beispiel können die 3D Bildkoordinaten getrennt von anderen Abmessungsdaten in einer mit Kommas getrennten Textdatei gespeichert werden (zum Beispiel mit Erweiterung .xyz), die von einem Computerprogramm (zum Beispiel einem CAD Programm) geöffnet werden kann, um einen Scan der Oberfläche 214 zu rendern.
Andere beispielhafte Abmessungsdaten der Tabelle 238 können geometrische 3D Koordinaten 254 sein, die basierend auf einer Konversion aus 3D Bildkoordinaten bestimmt werden. Die dreidimensionalen geometrischen Koordinaten 254 können eine Konversion in den physischen Raum repräsentieren, in welchem das Schuhteil 212 positioniert ist. Weiter können die 3D Koordinaten 254 auf dem Koordinatensystem 256 basieren, welches einen Raum definiert, in welchem Schuhfertigungswerkzeuge arbeiten, so dass die 3D Koordinaten so formatiert sind, um an automatisierte Schuhfertigungswerkzeuge kommuniziert zu werden. Wie in der Tabelle 238 gezeigt, umfassen die 3D geometrischen Koordinatenwerte 254 für jeden der Punkte Information X, Y und Z, sowie auch jeweilige Richtungsinformation. Die dreidimensionalen geometrischen Koordinaten 254 können mit Hilfe verschiedener Techniken erzeugt werden. Zum Beispiel kann eine .xyz Datei von einem Konversionscomputerprogramm gelesen werden, um eine Datei geometrischer 3D Koordinaten zu erzeugen.
Basierend auf einer Kompilation von Abmessungsdaten, wie 3D Bildkoordinaten 252, geometrischen 3D Koordinaten 254 oder eine Kombination davon, kann ein 3D Scan 258 erstellt werden, der das Schuhteil 212 zeigt. Weiter kann, basierend auf der Kompilation von Abmessungsdaten, die Position des Schuhteils 212, sowie auch die Oberflächentopografie der Oberfläche 214, an verschiedene Schuhfertigungsapparaturen kommuniziert werden. Sobald eine Position und die Oberflächentopografie den Schuhfertigungswerkzeugen bekannt sind, können bestimmte Prozesse auf eine automatische Weise ausgeführt werden. Zum Beispiel kann ein Klebstoff auf automatisierte Weise einem Roboterwerkzeugpfad folgend auf einen Schuhboden 212 angewandt werden, um den Schuhboden 212 an ein Schuhoberteil zu befestigen.
Beim Analysieren von Abmessungsdaten, die aus von der Kamera 230 aufgezeichneten Bildern abgeleitet sind, können einige Daten gefiltert werden. Zum Beispiel können Abmessungsdaten, die von dem Bild 242 abgeleitet wurden, gefiltert werden, da das Bild 242 eine Repräsentation der projizierten Laserlinie darstellen kann, die sich nur über die Fördereinrichtung 218 erstreckt, und nicht über einen Abschnitt des Schuhbodens 212. Derartige ausfilterbare Daten können mit Hilfe verschiedener Techniken identifiziert werden, wie einem Bestimmen, dass alle der Höhenwerte nahe einem Nullwert sind, der basierend auf einer Position der Fördereinrichtung 218 etabliert wird.
Darüber hinaus kann die Analyse des Bildes 232 andere Abmessungsdaten erzeugen, die gefiltert werden können. Das heißt, das Bild 232 stellt eine Repräsentation 270 dar, die zu Zwecken der Erläuterung eingekreist ist. Die Repräsentation 270 illustriert einen Typ von ausfilterbarem Rauschen, das als ein Ergebnis der Kameraeinstellungen und von Schuhteilfarben manchmal in Bildern dargestellt sein kann. Wenn zum Beispiel die Kameraeinstellungen (zum Beispiel relative Blende und Verschlusszeit) an eine bestimmte Belichtung angepasst werden, können vollständig schwarze Schuhteile gescannt werden, ohne unerwünschtes Rauschen zu erzeugen. Als solche wird diese Belichtungseinstellung hierin als eine ”vollständig schwarzer Schuh Belichtungseinstellung” bezeichnet. Wenn jedoch die Belichtungseinstellung für einen vollständig schwarzen Schuh verwendet wird, um ein Bild des Schuhteils aufzuzeichnen, der einige weiße Abschnitte aufweist (zum Beispiel ein vollständig weiß gefärbtes Schuhteil oder ein schwarz und weiß gefärbtes Schuhteil), erscheint in dem Bild ein Rauschen ähnlich zur Repräsentation 270.
Das Rauschen, das durch die Repräsentation 270 dargestellt ist, kann ausgefiltert werden, indem verschiedene Techniken angewandt werden. So kann zum Beispiel angenommen werden, dass wenn Rauschen in einem Bild auftreten wird, das Rauschen über und/oder unter einem gewollten oder gewünschten Profil ist (das heißt, eine Repräsentation der projizierten Laserlinie, wie sie über der Schuhteiloberfläche erscheint). Als solches kann das Rauschen mathematisch gefiltert werden, indem Koordinatenpunkte entfernt werden, die einen gleichen Breitenwert (zum Beispiel Y) aufweisen, aber einen höheren und/oder tieferen Höhenwert (zum Beispiel Z) als benachbarte Koordinatenpunkte aufweisen. Zum Beispiel kann ein Koordinatenpunkt, der entlang der Repräsentation 270 positioniert ist, einen selben Y Wert (Breite) wie der Koordinatenpunkt 280 haben; die Repräsentation 270 wird jedoch einen höheren Z Wert (Höhe) als ein benachbarter Koordinatenpunkt (zum Beispiel der Koordinatenpunkt 280) aufweisen. Als solches kann der Koordinatenpunkt entlang der Repräsentation 270 gefiltert werden.
Rauschen kann auch durch Anwenden anderer Techniken gefiltert werden. Zum Beispiel kann mathematisch eine Kurve erzeugt werden, die am besten zu den verschiedenen in Bild 232 dargestellten Punkten passt. Zum Beispiel können Senkrechte (Linien, die senkrecht zur Oberfläche des Schuhbodens 212 sind) erzeugt werden, und es kann mathematisch eine Kurve erzeugt werden, die am besten zu den Senkrechten passt. In einem beispielhaften Aspekt wird ein Verfahren der kleinsten Quadrate angewandt, um eine am besten passende Kurve bzw. Ausgleichskurve zu bestimmen. Darüber hinaus kann in Kombination mit dem Verfahren kleinster Quadrate eine Parabelfunktion und/oder können Fourierreihen als Näherungsfunktion verwendet werden. Sobald eine Ausgleichskurve bestimmt wurde, wird ein Abstand einer Koordinate von der Ausgleichskure mit einem Abstandsschwellenwert verglichen. Koordinaten, die einen Abstand größer als der Abstandsschwellenwert von der Ausgleichskurve haben, können gefiltert werden.
Weiter kann Rauschen gefiltert werden, indem Abstände zwischen einem Punkt und benachbarten Punkten mit einem Schwellenwert verglichen werden. Wenn zum Beispiel ein Punkt einen Abstand von benachbarten Punkten aufweist, der größer als ein Abstandsschwellenwert ist (zum Beispiel 0,2 mm), kann der Punkt als Rauschen identifiziert und gefiltert werden. In einem anderen Aspekt kann eine Anzahl von Koordinaten, die in einer Gruppe erlaubt sind (zum Beispiel kann eine Gruppe diejenigen Koordinaten sein, die im Bild 232 dargestellt sein), nach oben begrenzt sein, so dass Koordinaten über der Begrenzung gefiltert werden. In einem anderen Aspekt kann ein Abstand zwischen Punkten in einer Reihe gemessen werden (zum Beispiel der Abstand zwischen der n-ten Koordinate und der (n + 1)-ten Koordinate) und mit einem Abstandsschwellenwert verglichen werden. Wenn der Abstand zwischen n und n + 1 den Schwellenwert überschreitet, dann kann n + 1 als Rauschen gefiltert werden; wenn der Abstand zwischen n und n + 1 jedoch unterhalb des Schwellenwerts ist, dann kann n + 1 beibehalten werden.
2c zeigt einen anderen Filterschritt, der verwendet werden kann, um weiter unerwünschtes Rauschen unter Verwendung oben beschriebener Verfahren (zum Beispiel das Verfahren kleinster Quadrate, das Senkrechte verwendet) zu entfernen. 2c zeigt ein Bild 282 eines Schuhbodens, wie den Schuhboden 212. Das Bild 282 wird erzeugt durch Kompilieren oder ”Zusammennähen” von mehreren Querschnitts-Laserscans 284 des Schuhbodens. Es werden mehrere virtuelle Scans 286 in Längsrichtung erzeugt über die Oberfläche des Schuhbodens und diese werden verwendet, um zusätzlich unerwünschtes Rauschen auszufiltern. Obwohl eine endliche Anzahl von Querschnitts-Laserscans 284 und virtuellen Längsrichtungsscans 286 dargestellt sind, ist bedacht, dass die Querschnitts-Laserscans 284 und die virtuellen Längsrichtungsscans 286 jede Anzahl von Scans umfassen können.
Zusätzlich zeigt 2b einen weiteren Ansatz, der verwendet werden kann, um Rauschen zu adressieren, das in der Repräsentation 270 dargestellt wird, indem ein System 290 angeordnet wird, das im Vergleich zum System 210 modifiziert ist. In dem System 290 können die Kameras 230a und 230b nebeneinander installiert sein. Die Kamera 230a kann eine Belichtungseinstellung für einen vollständig schwarzen Schuh umfassen, so dass wenn das Schuhteil 212 aus Teilen, die schwarz sind, und aus Teilen, die weiß sind, gesteht, ein Rauschen erzeugt werden kann, das von der Repräsentation 270 dargestellt wird. Alternativ kann die Kamera 230b aus einer Belichtungseinstellung für einen vollständig weißen Schuh bestehen, so dass das Bild 272, das aufgezeichnet wird, kein Rauschen zeigt. Im Bild 272 sind schwarz gefärbte Abschnitte des Schuhteils 212 jedoch schwer zu sehen und sind aus veranschaulichenden Gründen umkreist 274. Dementsprechend kann durch Kombinieren der richtigen Linienrepräsentationen (zum Beispiel die richtigen -breitenwerte) von jedem der Bilder 232 und 272 ein vollständiges 3D Modell des Schuhteils 212 erstellt werden. Um ein derartiges Kombinieren von Linien zu ermöglichen, sind die Kameras 232a und 232b nebeneinander installiert, wobei jede von diesen eine jeweilige Einstellung aufweist (zum Beispiel entweder vollständig schwarz oder vollständig weiß). Dann zeichnen die Kameras 232a und 232b Bilder zum gleichen Zeitpunkt und mit derselben Häufigkeit auf, so dass Daten, die aus den Bildern abgeleitet werden, kombiniert werden können.
Mit Bezug zurück auf die 2a sind Komponenten dargestellt, die mittels einem Netzwerk 260 kommunizieren. Während zum Beispiel der Tisch 238 und der Scan 258 als direkt mit dem Netzwerk 260 verbunden dargestellt sind, können diese Elemente tatsächlich durch eine oder durch mehrere Rechnervorrichtungen unterhalten oder gerendert werden, welche über das Netzwerk 260 kommunizieren.
Des Weiteren können, während die Prinzipien und Komponenten von 2a in einem Kontext des Analysierens von Bildern eines Schuhbodens beschrieben wurden, dieselben oder ähnliche Prinzipien und Komponenten gleichermaßen oder auf ähnliche Weise verwendet werden, wenn Bilder anderer Schuhteile analysiert werden. Zum Beispiel können die Kategorien von Abmessungsdaten, welche durch die Tabelle 238 dargestellt werden, auch verwendet werden, um Bilder anderer Schuhteile, wie ein Schuhoberteil, oder eine Kombination von einem Schuhoberteil und einem Schuhboden, zu analysieren.
Mit Bezug nun auf 3a und 3b sind Beispiele anderer Systeme 310 und 350 dargestellt, die Bilder eines Schuhoberteils 312, das aus Darstellungsgründen auch in einer vergrößerten Ansicht 313 dargestellt ist, aufzeichnen und analysieren. Das Schuhoberteil 312 kann auf den Leisten 315 gezogen sein. Das Schuhoberteil 312 kann an einen Schuhboden (zum Beispiel den Schuhboden 212 von 2a) befestigt sein, wenn er in einen Schuh zusammengefügt ist bzw. wird. Die Oberfläche 314 des Schuhoberteils 312 ist dargestellt, welche an einen Schuhboden gekoppelt werden kann. Die Oberfläche 314 kann aus sowohl einer Bodenwand 322 (bei der es sich um einen Strobel handeln kann) des Schuhoberteils 312, als auch zumindest einen Abschnitt einer Seitenwand 324 gebildet sein. Als solches kann die Oberfläche 314 eine im Allgemeinen konvexe Oberflächentopografie aufweisen, wie durch die beispielhafte Linie 316 veranschaulicht.
Ähnlich zum System 210 können die Systeme 310 und 350 eine Vorrichtung aufweisen, welche das Schuhoberteil 312 hält und bewegt, einen Laser, der einen Laserstrahl auf das Schuhoberteil 312 projiziert, und eine Kamera, die Bilder aufzeichnet. Da jedoch eine Bodenwand 322 des Schuhoberteils 312 weiter sein kann als eine Seitenwand 324, mag es wünschenswert sein, den Laser in einer nicht senkrechten Ausrichtung zu Positionieren. Das heißt, wenn ein Laser senkrecht zur Bodenwand 322 ausgerichtet wäre, könne der Laserstrahl nur auf den weiteren Abschnitt der Oberfläche 314 projiziert werden und mag einen engeren Abschnitt der Oberfläche 314 entlang der Seitenwand 324 nicht erreichen. Als solche zeigen 3a und 3b beispielhafte Systeme, in denen ein oder mehrere Laser in einer nicht senkrechten Ausrichtung mit Bezug auf die Bodenwand 322 ausgerichtet sind.
In 3a kann das System 310 einen durch einen Servomotor angetriebenen Drehtisch 318 oder eine andere Vorrichtung aufweisen, welche das Schuhoberteil 312 hält und in Richtung des Pfeils 320 bewegt. Weiter kann das System 310 einen Laser 326 umfassen, der einen Laserstrahl 328 auf die Oberfläche 314 des Schuhoberteils 312 projiziert, während der Drehtisch 318 das Schuhoberteil 312 in Richtung des Pfeils 320 bewegt. Wenn der Laserstrahl 328 auf die Oberfläche 314 projiziert wird, erscheint eine projizierte Laserlinie 330 über einem Abschnitt des Schuhoberteils 312. 3a zeigt, dass der Laser 326 relativ zur Bodenwand 322 in einem Winkel angeordnet sein kann, so dass der Laserstrahl 328 sowohl auf die Seitenwand 324 als auch die Bodenwand 322 projiziert wird. Wenn der Laserstrahl 328 jedoch ein flacher Strahl ist, kann sich eine Ebene des flachen Strahls jedoch weiterhin senkrecht erstrecken, obwohl der Laser 326 in einem Winkel angeordnet ist.
Das System 310 kann auch eine Kamera 332 aufweisen, die ein Bild 334 der projizierten Laserlinie 330 aufzeichnet, und das Bild 334 kann eine Repräsentation 336 umfassen, welche die projizierte Laserlinie 330 zeigt. Wie gezeigt, stellt die Repräsentation 336 einen Abschnitt 335a, der die projizierte Laserlinie 330 wie sie über der Bodenwand 322 erscheint repräsentiert, und einen Abschnitt 335b, der die projizierte Laserlinie 330 wie sie über die Seitenwand 324 erscheint repräsentiert, dar.
Weiter kann die Kamera 332 eine Vielzahl von Bildern 338 aufzeichnen, während der Drehtisch 318 den Schuhoberteil 312 in Richtung des Pfeils 320 bewegt. Jedes Bild der Vielzahl von Bildern 338 kann eine jeweilige Repräsentation der projizierten Laserlinie darstellen, wenn die projizierte Laserlinie 330 sich über einen jeweiligen Abschnitt des Schuhoberteils 312 erstreckt. Da der Drehtisch 318 den Schuhoberteil 312 in einer Drehung um 360° bewegen kann und der Laserstrahl 328 sowohl auf eine Seitenwand 324 als auch eine Bodenwand 322 projiziert wird, können Repräsentationen, die von der Vielzahl von Bildern gezeigt werden, die projizierte Laserlinie 330 erfassen, welche um die gesamte Oberfläche 314 reflektiert wird. Sobald die Vielzahl von Bildern, welche ein 360° Profil des Schuhoberteils 312 repräsentieren, aufgezeichnet wurden, können aus den Bildern Abmessungsdaten abgeleitet werden, wie mit Bezug auf 1 und 2a beschrieben.
Mit Bezug auf 3b ist ein anderes System 350 dargestellt, in welchem mehrere Lasers in einer nicht senkrechten Ausrichtung mit Bezug auf die Bodenwand 322 angeordnet sein können. Das System 350 kann eine Fördereinrichtung 358 oder eine andere Vorrichtung aufweisen, welche das Schuhoberteil 312 hält und in Richtung des Pfeils 360 bewegt. Zusätzlich kann das System 350 mehrere Laser 352 und 354 umfassen, die Laserstrahlen 362 und 364 (jeweils) auf unterschiedliche Abschnitte der Oberfläche 314 des Schuhoberteils 312 projizieren, während die Fördereinrichtung 358 das Schuhoberteil 312 in Richtung des Pfeils 360 bewegt. Beim Beschreiben des Systems 350 können die Strahlen 362 und 364 als ein erster Laserstrahl und ein zweiter Laserstrahl bezeichnet werden.
Wenn die Laserstrahlen 362 und 364 auf die Oberfläche 314 projiziert werden, erscheinen mehrere projizierte Laserlinien über jeweilige Abschnitte des Schuhoberteils 312. 3b zeigt, dass die Laser 352 und 354 in einem Winkel relativ zur Bodenwand 322 angeordnet sein können, so dass die Laserstrahlen 362 und 364 sowohl auf die Seitenwand 324 als auch die Bodenwand 322 projiziert werden können. Wenn die Laserstrahlen 362 und 364 flache Strahlen sind, können sich Ebenen der flachen Strahlen weiterhin senkrecht erstrecken, obwohl die Laser 352 und 354 in einem Winkel angeordnet sind. Die Laser 352 und 354 in unterschiedlichen Winkeln relativ zur Oberfläche 314 angeordnet sine (zum Beispiel oberhalb und unterhalb der Oberfläche 314), um Abmessungsdaten zu erzeugen. Ebenso können die Laser 352 und 354 einander direkt gegenüber angeordnet sein, so dass, wenn die Laserstrahlen 362 und 364 auf jeweilige Abschnitte der Oberfläche 314 projiziert werden, die Laserstrahlen 362 und 364 sich überlappen können. Als solches kann ein Vorhang von überlappenden Laserstrahlen 366 gebildet werden, der sich ebenfalls senkrecht zu einer Bandoberfläche der Fördereinrichtung 358 erstreckt.
Das System 350 kann mehrere Kameras 368 und 370 aufweisen, die positioniert sind, um (jeweilige) Bilder 372 und 374 aufzunehmen. Das Bild 372 stellt eine Repräsentation 376 einer projizierten Laserlinie dar, die von dem Laserstrahl 362 erzeugt wurde. Andererseits stellt das Bild 374 eine Repräsentation 378 einer projizierten Laserlinie dar, die von dem Laserstrahl 364 erzeugt wurde. Weiter können die Kameras 368 und 370 eine Vielzahl von Bildern aufzeichnen, während das Schuhoberteil 312 durch eine Reihe von Positionen in Richtung des Pfeils 360 bewegt wird. Weil die Laserstrahlen 362 und 364 auf Abschnitte von sowohl der Seitenwand 324 als auch der Bodenwand 322 projiziert werden, die sich von einem Zehenbereich bis zu einem Fersenbereich erstrecken (das heißt, während das Schuhoberteil 312 sich entlang der Fördereinrichtung bewegt), können die durch die Vielzahl von Bildern dargestellten Repräsentationen die gesamte Oberfläche 314 erfassen. Sobald die Vielzahl von Bildern aufgezeichnet wurde, können die Abmessungsdaten aus den Bildern abgeleitet werden, wie mit Bezug auf 1 und 2a beschrieben. Darüber hinaus können die Abmessungsdaten, die aus den Bildern der Kamera 368 abgeleitet wurden, kombiniert werden mit den Abmessungsdaten, die aus den Bildern der Kamera 370 abgeleitet werden. In dieser Hinsicht werden die Repräsentationen 376 und 378 ”zusammengenäht”.
Mit Bezug auf 4 ist ein Beispiel eines weiteren Systems 410 dargestellt, welches Bilder von Schuhteilen, die ein erstes Schuhteil umfassen können, das auf ein zweites Schuhteil befestigt ist, aufzeichnet und analysiert. Ein erstes Schuhteil kann zum Beispiel ein Schuhboden 412 sein, und ein zweites Schuhteil kann ein auf den Leisten gezogenes Schuhoberteil 414 sein. Verschiedene Techniken zum temporären Anbringen oder Techniken zum dauerhaften Anbringen können angewandt werden, um den Schuhboden an das Schuhoberteil 414 anzubringen. Der Schuhboden 412 kann zum Beispiel mit Hilfe von Spannvorrichtungen temporär an das Oberteil 414 angebracht werden. Weiter kann der Schuhboden 412 gegen das Oberteil 414 gepresst werden, indem ein Betrag an Druck angewandt wird, der angewandt würde, wenn der Schuhboden 412 und das Oberteil 414 auf permanentere Weise befestigt würden. Es kann beispielsweise ein kontinuierlicher Druck angewandt werden, um eine Position eines Teils 412 relativ zum Teil 414 zu simulieren, wenn das Teil 412 bei einem Schuhaufbau an das Teil 414 befestigt wird.
In einem Aspekt kann der Betrag an Druck, der angewandt wird, ungefähr 30 kg/cm² oder mehr sein.
In einer explodierten Ansicht 418 sind unterbrochene Linien 416a–d dargestellt, um eine mögliche Ausrichtung eines Schuhbodens 420 und des auf den Leisten gezogenen Schuhoberteils 422 vor dem Anbringen zu illustrieren. Dementsprechend besteht der Schuhboden aus einer Endkante 424, die einen Perimeter um die Oberfläche 426 bildet. Die Oberfläche 426 kann an die Oberfläche 428 des Schuhoberteils 422 angrenzen, wenn die Schuhteile zusammengefügt sind, so dass die Endkante 424 das Schuhoberteil 422 umrunden kann.
Das System 410 kann einen von einem Servomotor angetriebenen Drehtisch 415 oder eine andere Vorrichtung aufweisen, welche den aneinandergepressten Aufbau von Schuhoberteil 414 und Schuhboden 412 hält und in Richtung des Pfeils 417 bewegt. Alternativ kann der Drehtisch 415 eine Vorrichtung aufweisen, welche das Schuhoberteil 414 und den Schuhboden 412, die zusammengepresst sind, stationär hält, während der Laser 430 und die Kamera 438 relativ zu dem Schuhoberteil 414 und dem Schuhboden 412 rotieren. Das System 410 kann auch einen Laser 430 umfassen, der einen Laserstrahl 432 horizontal auf eine Nahtstelle von Schuhboden 412 und Schuhoberteil 414 projiziert, während ein Druck angewandt wird, so dass ein erstes Segment 434 einer projizierten Laserlinie auf dem Schuhboden 412 erscheint, und ein zweites Segment 436 der projizierten Laserlinie auf dem Schuhoberteil 414 erscheint. Wie zuvor beschrieben, umkreist die Endkante des Schuhbodens 412 das auf den Leisten gezogene Schuhoberteil 414, so dass eine Außenfläche des Schuhbodens 412 nicht bündig mit einer Außenfläche des Schuhoberteils 414 sein mag. Dementsprechend mag das Segment 434 nicht kontinuierlich mit dem zweiten Segment 436 sein, wie es an der Nahtstelle 435 dargestellt ist.
Das System 410 kann weiter eine Kamera 438 aufweisen, welche ein Bild 440 des ersten Segments 434 und des zweiten Segments 436 aufzeichnet. Als solches kann das Bild 440 eine Repräsentation des ersten Segments 442, welche das erste Segment 434 darstellt, und eine Repräsentation des zweiten Segments 444, welche das zweite Segment 436 darstellt, umfassen. 4 veranschaulicht, dass in dem Bild 440 ein Schnittstellenbereich 446 zwischen der Repräsentation des ersten Segments 442 und der Repräsentation des zweiten Segments 444 repräsentiert ist. Der Schnittstellenbereich 446 kann ein Ergebnis davon sein, dass die Außenfläche des Schuhbodens 412 nicht bündig mit einer Außenfläche des Schuhoberteils 414 sein, was dazu führen kann, dass das erste Segment 434 relativ zum zweiten Segment 436 nicht ausgerichtet, falsch ausgerichtet oder anderweitig nicht kontinuierlich ist.
Das System 410 kann einen Koordinatenpunkt 448 identifizieren, welcher zumindest teilweise den Schnittstellenbereich 446 definiert. Weiter kann das System 410 durch Anwenden von Bildanalysetechniken, die mit Bezug auf 1 und 2a beschrieben wurden, Abmessungsdaten des Schnittstellenbereichs ableiten, wie 3D Bildkoordinatenwerte und 3D geometrische Koordinatenwerte. Diese abgeleitete Information kann von dem System 410 als ein ”Bisspunkt” definiert sein, der einen digitalen Punkt definiert, an dem die Endkante 424 des Schuhbodens 412 das Schuhoberteil 414 entlang einem Abschnitt des Aufbaus trifft.
Des Weiteren kann die Kamera 438 eine Vielzahl von Bildern aufzeichnen, während der Drehtisch 415 sich in Richtung des Pfeils 417 bewegt. Jedes Bild der Vielzahl von Bildern kann eine jeweilige Repräsentation des ersten Segments, eine jeweilige Repräsentation des zweiten Segments, und einen jeweiligen Schnittstellenabschnitt darstellen. Dementsprechend kann das System 410 aus all den jeweiligen Schnittstellenabschnitten einen digitalen Bisspunkt von jedem Bild bestimmen. Da der Drehtisch 415 den Aufbau in einer Drehung um 360° bewegen kann, kann das System 410 digitale Bisspunkte um die gesamte Schnittstelle zwischen der Schuhboden-Endkante und dem Schuhoberteil 414 bestimmen. Indem alle diese digitalen Bisspunkte kombiniert werden, kann das System 410 eine digitale Bisslinie ableiten.
Eine digital Bisslinie stellt eine Menge von Abmessungsdaten dar, welche eine Position um einen Perimeter eines Schuhoberteils definiert, an der eine Schuhboden-Endkante ausgerichtet sein wird. Eine digitale Bisslinie kann auf verschiedene Weisen verwendet werden. Zum Beispiel kann das System 410 Abmessungsdaten (zum Beispiel geometrische 3D Koordinaten) aktualisieren, die abgeleitet sein können von den Systemen 310 und 350 von 3a–b, und die eine Oberfläche eines Schuhoberteils definieren. Als solches können die Abmessungsdaten, die eine Oberflächentopografie eines Schuhoberteils definieren, auch eine digitale Bisslinie definieren, welche die Schuhoberteiloberfläche umschreibt.
Weiterhin kann die digitale Bisslinie an Schuhfertigungswerkzeuge kommuniziert werden, welche verschiedene Schritte in einem Schuhfertigungsprozess ausführen. Zum Beispiel kann eine digitale Bisslinie dabei helfen, ein automatisiertes Sprühen, Polieren, Montieren, kundenspezifisch Herrichten und Qualitätsüberprüfung eines Bereichs des Schuhoberteils zu ermöglichen, der unterhalb die digitale Bisslinie fällt – das heißt, in einem Bereich, der von einer Schuhzwischensohle oder dem Schuhboden bedeckt werden wird, wenn der Schuh zusammengesetzt ist.
Eine digitale Bisslinie kann auch erzeugt werden, indem andere Techniken angewandt werden. So kann zum Beispiel, wie oben angegeben, das Teil 412 auf das Teil 414 angebracht werden. In einem Aspekt der Erfindung kann eine Kamera Bilder aufzeichnen, während der Aufbau rotiert wird (oder während die Kamera um den Aufbau rotiert). Als solches kann die Kamera die Bilder analysieren durch Anwenden von Mustererkennung, Farbanalyse und so weiter, um einen Bisspunkt zu erkennen, ohne die Reflektion einer projizierten Laserlinie zu erfordern. Die erkannten Bisspunkte können kombiniert werden, um eine Bisslinie zu etablieren. Die Bisspunkte und die Bisslinie können mit einem CAD Programm oder einer anderen computergestützten Zeichenanwendung korreliert werden.
Mit Bezug nun auf 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 510 zum Analysieren von Scans eines Schuhteils dargestellt, um Abmessungsdaten zu erzeugen, die verwendet werden können, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren. Beim Beschreiben der 5 wird sich auch auf 1 bezogen. Zusätzlich kann das Verfahren 510, oder wenigstens ein Abschnitt davon, ausgeführt werden, wenn eine Rechnervorrichtung eine Menge von von einem Computer ausführbaren Anweisungen ausführt, die auf einem Computerspeichermedium gespeichert sind.
Beim Schritt 512 wird ein Laserstrahl (zum Beispiel 28) auf eine Schuhteiloberfläche (zum Beispiel 14) des Schuhteils (zum Beispiel 12), die von einer Oberflächentopografie gebildet wird, projiziert. Dementsprechend kann sich eine projizierte Laserlinie (zum Beispiel 30) über einen Abschnitt der Schuhteiloberfläche erstrecken. Der Schritt 514 umfasst das Aufzeichnen eines Bildes (zum Beispiel 34) der projizierten Laserlinie, und das Bild kann eine Repräsentation (zum Beispiel 36) der projizierten Laserlinie darstellen. Zusätzlich kann das Bild eine Fremdlichtrepräsentation darstellen, wie eine Repräsentation von Licht, das von einer Schuhteilbewegungsvorrichtung reflektiert wird, oder eine Repräsentation von gestreutem Licht (zum Beispiel 270 in 2a und 2b). Weiter werden beim Schritt 516, Koordinatenpunkte (zum Beispiel 40) bestimmt, welche die Repräsentation der Linie wie im Bild dargestellt definieren. Wenn die Koordinatenpunkte bestimmt sind, kann ein Filterverfahren angewandt werden, um verrauschte Koordinatenpunkte zu entfernen. Das heißt, wie oben beschrieben, können verrauschte Koordinatenpunkte erzeugt werden, welche eine projizierte Laserlinie repräsentieren, die nicht über einen Abschnitt eines Schuhteils von Interesse reflektiert wird. Zum Beispiel können verrauschte Koordinatenpunkte erzeugt werden, die eine projizierte Laserlinie repräsentieren, die sich über eine Schuhteilbewegungsvorrichtung erstreckt und/oder eine Lichtstreuung repräsentieren (zum Beispiel der Punkt 270). Als solches kann ein oder können mehrere verschiedene Filterverfahren verwendet werden, um die verrauschten Koordinatenpunkte zu entfernen. Im Vorstehenden sind beispielhafte Filterverfahren beschrieben, wie das Entfernen von Punkten, die um mehr als einen Schwellenwertabstand von einer Ausgleichskurve entfernt liegen, welche mittels einem Verfahren kleinster Quadrate bestimmt wird. In einem anderen beispielhaften Filterverfahren werden Koordinatenwerte als Rauschen betrachtet, wenn ein Koordinatenhöhenwert innerhalb eines Schwellenwertabstands von einem Nullwert ist (das heißt, einen Höhenschwellenwert nicht erfüllt). Zusätzlich kann ein Punkt ausgefiltert werden, wenn der Punkt um mehr als ein Schwellenwertabstand von einem benachbarten Punkt entfernt ist. Dieses sind lediglich beispielhafte Filterverfahren, und es kann auch eine Vielfalt anderer Filterverfahren verwendet werden.
Das Verfahren 510 kann auch umfassen, beim Schritt 518, die Koordinatenpunkte mit einer Vielzahl von anderen Koordinatenpunkten (zum Beispiel 46) zu kombinieren, die abgeleitet sind aus zusätzlichen Bildern (zum Beispiel 41), die aufgezeichnet wurden, während der Laserstrahl auf andere Abschnitte der Schuhteiloberfläche projiziert wurde. Als solches wird eine Kombination von Koordinatenpunkten, welche die Oberflächentopografie repräsentieren, kompiliert. Der Schritt 520 umfasst ein Konvertieren der Kombination von Koordinatenpunkten in geometrische Koordinatenpunkte, die ein 3D Modell (zum Beispiel 50) der Oberflächentopografie repräsentieren.
Mit Bezug nun auf 6 ist ein weiteres Flussdiagramm eines Verfahrens 610 dargestellt zum Analysieren von Scans eines Schuhteils, um Abmessungsdaten zu erzeugen, die verwendet werden können, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren. Beim Beschreiben der 6 wird sich auch auf 3a und 4 bezogen. Zudem kann das Verfahren 610, oder zumindest ein Abschnitt davon, ausgeführt werden, wenn eine Rechnervorrichtung eine Menge von von einem Computer ausführbaren Anweisungen ausführt, die auf einem Computerspeichermedium gespeichert sind.
Beim Schritt 612 wird ein Schuhboden (zum Beispiel 420) auf ein auf den Leisten gezogenes Schuhoberteil (zum Beispiel 422) angebracht, so dass eine Endkante (zum Beispiel 424) des Schuhbodens das auf den Leisten gezogene Schuhoberteil umfasst. Weiter wird beim Schritt 614 ein Laserstrahl (zum Beispiel 432) auf den Schuhboden (zum Beispiel 412) und das auf den Leisten gezogene Schuhoberteil (zum Beispiel 414) projiziert. Der Laserstrahl wird auf den Schuhboden und das auf den Leisten gezogene Schuhoberteil projiziert, wenn die zwei Abschnitte zusammengepresst werden. Als solches erstreckt sich ein erstes Segment (zum Beispiel 434) einer projizierten Laserlinie auf dem Schuhboden, und ein zweites Segment (zum Beispiel 436) der projizierten Laserlinie erstreckt sich auf dem auf den Leisten gezogene Schuhoberteil.
Das Verfahren 610 kann auch umfassen, beim Schritt 616, Aufzeichnen eines Bildes (zum Beispiel 440) der projizierten Laserlinien, welches eine Repräsentation des ersten Segments (zum Beispiel 442) und eine Repräsentation des zweiten Segments (zum Beispiel 444) darstellt. Ein Schnittstellenbereich (zum Beispiel 446) zwischen der Repräsentation des ersten Segments und einer Repräsentation des zweiten Segments kann eine Position der Endkante repräsentieren. Beim Schritt 618 wird ein Koordinatenpunkt (zum Beispiel 448) des Schnittstellenbereichs bestimmt, der eine Position des Schnittstellenbereichs wie im Bild dargestellt repräsentiert. Weiter umfasst der Schritt 620 ein Konvertieren des Koordinatenpunkts (zum Beispiel 448) in einen geometrischen Koordinatenpunkt des auf den Leisten gezogenen Schuhoberteils (zum Beispiel einen geometrischen Koordinatenpunkt, der aus den Bildern 338 abgeleitet ist). Als solches kann der geometrischen Koordinatenpunkt als ein Bisspunkt betrachtet werden, der eine Position auf dem auf den Leisten gezogenen Schuhoberteil (zum Beispiel 414) definiert, die mit einem Abschnitt der Endkante (zum Beispiel 424) ausgerichtet ist.
4 und 6 wurden mit Bezug auf ein Schuhoberteil und ein Schuhboden (zum Beispiel Zwischensohle und/oder Laufsohle) beschrieben; die Verfahren, die verwendet wurden, um die 4 und 6 zu beschreiben, können jedoch auch auf andere Schuhteile angewandt werden, welche auch Teile haben mögen, die sich überlappen, um einen Schnittstellenbereich zu bilden. Das heißt, ein Verfahren ähnlich dem Verfahren 610 kann auf eine Vielfalt von unterschiedlichen sich überlappenden Teilen angewandt werden, um eine digitale Schnittstellenlinie abzuleiten, an der zwei Teile sich treffen und/oder überlappen. Zum Beispiel können Schuhoberteilaufbauten aus mehreren überlappenden Materiallagen konstruiert sein, und ein Verfahren ähnlich dem Verfahren 610 kann auf diese überlappenden Lagen angewandt werden, um bei der Ausrichtung, Qualitätskontrolle, Teileanbringung und so weiter behilflich zu sein.
Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung unter anderem ein Verfahren, ein System, oder eine Menge von Anweisungen, die auf einem oder auf mehreren computerlesbaren Medien gespeichert sind, umfassen. Information, die auf den computerlesbaren Medien gespeichert ist, kann verwendet werden, um Operationen einer Rechnervorrichtung anzuleiten, und eine beispielhafte Rechnervorrichtung 700 ist in 7 gezeigt. Die Rechnervorrichtung 700 ist lediglich ein Beispiel eines geeigneten Rechnersystems und ist nicht dazu gedacht, irgendeine Beschränkung hinsichtlich der Verwendung oder Funktionalität der erfinderischen Aspekte zu geben. Auch soll das Rechnersystem 700 so verstanden werden, eine Abhängigkeit oder Anforderung aufzuweisen, die sich auf irgendeine der dargestellten Komponenten, oder Kombinationen davon, bezieht. Weiter können Aspekte der Erfindung auch in verteilten Rechnersystemen ausgeführt werden, in denen Tasks durch separate oder entfernte Verarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, die mittels einem Kommunikationsnetzwerk verknüpft sind.
Die Rechnervorrichtung 700 verfügt über einen Bus 710, der direkt oder indirekt die folgenden Komponenten koppelt: Speicher 712, einen oder mehrere Prozessoren 714, eine oder mehrere Präsentationskomponenten 716, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 718, Eingabe-/Ausgabekomponenten 720 und eine beispielhafte Stromversorgung 722. Der Bus 710 repräsentiert einen oder mehrere mögliche Busse (wie einen Adressbus, einen Datenbus oder Kombinationen davon). Obwohl die verschiedenen Blöcke von 7 aus Gründen der Klarheit wegen mit Linien dargestellt sind, ist die Abgrenzung von verschiedenen Komponenten in der Wirklichkeit nicht so klar, und metaphorisch wären die Linien eher grau und unscharf. Zum Beispiel können Prozessoren einen Speicher aufweisen.
Die Rechnervorrichtung 700 kann typischer Weise verschiedene computerlesbare Medien aufweisen. Allein beispielhaft, und nicht als Beschränkung, können computerlesbare Medien Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM); Elektronisch löschbare und programmierbare Nur-Lese-Speicher (EEPROM); Flash Speicher oder andere Speichertechnologien; CDROM, DVD oder andere optische oder holografische Medien; Magnetkassetten, Magnetbänder, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen, Trägerwelle oder ein anderes Medium, das verwendet werden kann, um gewünschte Information zu kodieren und auf das zugegriffen werden kann durch die Rechnervorrichtung 700, umfassen.
Der Speicher 712 besteht aus greifbaren Computerspeichermedien in Form von flüchtigem und/oder nichtflüchtigem Speicher. Der Speicher 712 kann entfernbar, nicht entfernbar oder eine Kombination davon sein. Beispielhafte Hardwarevorrichtungen sind Halbleiterspeicher, Festplatten, optische Plattenlaufwerke und so weiter.
Die Rechnervorrichtung 700 ist dargestellt mit einem oder mehreren Prozessoren 714, die Daten von verschiedenen Entitäten lesen, wie der Speicher 712 oder Eingabe-/Ausgabekomponenten 720. Beispielhafte Daten, die von einem Prozessor gelesen werden, können aus Computercode oder aus von einer Maschine verwendbaren Anweisungen bestehen, die von einem Computer ausführbare Anweisungen sein können, wie etwa Programmmodule, welche von einem Computer oder einer anderen Maschine ausgeführt werden. Allgemein beziehen sich Programmmodule, wie Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen und so weiter, auf Code, der bestimmte Aufgaben ausführt oder bestimmte abstrakte Datentypen implementiert.
Die Präsentationskomponente(n) 716 präsentieren Datenhinweise einem Benutzer oder einer anderen Vorrichtung. Beispielhafte Präsentationskomponenten sind eine Anzeigevorrichtung, ein Lautsprecher, eine Druckerkomponente, eine lichtemittierende Komponente und so weiter. Die Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 718 erlauben es der Rechnervorrichtung 700, logisch mit anderen Vorrichtungen gekoppelt zu werden, welche Eingabe-/Ausgabekomponenten 720 aufweisen, von denen einige eingebaut sein können.
Im Kontext der Schuhherstellung kann eine Rechnervorrichtung 700 verwendet werden, um Operationen von verschiedenen Schuhfertigungswerkzeugen zu bestimmen. Zum Beispiel kann eine Rechnervorrichtung verwendet werden, um ein Teileaufnahmewerkzeug oder eine Fördereinrichtung, die Schuhteile von einem Ort zu einem anderen bewegt, zu steuern und/oder zu regeln. Darüber hinaus kann eine Rechnervorrichtung verwendet werden, um eine Teilebefestigungsvorrichtung zu steuern und/oder zu regeln, die ein Schuhteil an einem anderen Schuhteil befestigt (zum Beispiel schweißt, klebt, näht und so weiter).
Es sind viele unterschiedliche Anordnungen der gezeigten Komponenten, sowie auch nicht gezeigten Komponenten möglich, ohne den Bereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Aspekte unserer Technologie wurden beschrieben mit der Absicht, dass dies veranschaulichend, aber nicht beschränkend sein soll. Alternative Aspekte werden den Lesern dieser Offenbarung nach dem und auf Grund des Lesens ersichtlich sein. Alternative Mittel der Implementierung des Vorgenannten können vollendet werden, ohne vom Bereich der nachstehenden Ansprüche abzuweichen. Bestimmte Merkmale und Unterkombinationen nützlich sind und eingesetzt werden können ohne Bezug auf andere Merkmale und Unterkombinationen und sind als in dem Bereich der Ansprüche gedacht.

Claims

System, welches Scans eines Schuhteils analysiert, um Abmessungsdaten zu erzeugen, das verwendbar ist, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren, wobei das System umfasst: eine Schuhteilbewegungsvorrichtung, welche das Schuhteil hält und das Schuhteil durch einen Bereich von Positionen bewegt, wobei das Schuhteil eine Oberflächentopografie aufweist; einen Laser, der einen Laserstrahl auf einen Abschnitt des Schuhteils projiziert, während das Schuhteil zu einer Position des Bereichs von Positionen bewegt wird, so dass sich eine projizierte Laserlinie über den Abschnitt erstreckt; eine Kamera, welche ein Bild der projizierten Laserlinie aufzeichnet, wobei das Bild eine Repräsentation der projizierten Laserlinie darstellt, die sich über den Abschnitt erstreckt; und Computerspeichermedien mit darauf aufgezeichneten, von einem Computer ausführbaren Anweisungen, welche, wenn sie von einer Rechenvorrichtung ausgeführt werden, die Rechenvorrichtung dazu veranlassen: (A) Koordinatenpunkte von dem Bild abzuleiten, welche die Repräsentation der Linie, wie im Bild dargestellt, definieren; (B) die Koordinatenpunkte mit einer Vielzahl von anderen Koordinatenpunkten zu kombinieren, die von zusätzlichen Bildern, die aufgezeichnet werden, wenn der Laserstrahl auf andere Abschnitte des Schuhteils projiziert wird, abgeleitet werden, wobei dadurch eine Kombination von Koordinatenpunkten, welche die Oberflächentopografie repräsentieren, kompiliert werden; und (C) die Kombination von Koordinatenpunkten in geometrische Koordinatenpunkte zu kompilieren, die ein 3D Modell der Oberflächentopografie repräsentieren.
System nach Anspruch 1, worin die Schuhteilbewegungsvorrichtung eine Fördereinrichtung umfasst, und wobei der Bereich von Positionen entlang einer geraden Achse verteilt ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend, einen zweiten Laser, der einen zweiten Laserstrahl auf das Schuhteil projiziert; und eine zweite Kamera, die Bilder einer zweiten projizierten Laserlinie aufzeichnet, die von dem zweiten Laserstrahl auf dem Schuhteil erzeugt wird.
System nach Anspruch 3, worin sich der Laserstrahl und der zweite Laserstrahl gegenseitig überlappen, so dass ein überlappender Vorhang erzeugt wird, und worin der überlappende Vorhang im Wesentlichen senkrecht zu einem Band der Fördereinrichtung ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Schuhteilbewegungsvorrichtung eine Drehtischvorrichtung umfasst, welche das Schuhteil um 360 Grad dreht.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine zweite Kamera, die neben der Kamera angeordnet ist, wobei die Kamera eine schwarzes Schuhteil Belichtungseinstellung umfasst und die zweite Kamera eine weißes Schuhteil Belichtungseinstellung umfasst.
Computerprogrammprodukt zum Analysieren von Scans eines Schuhteils, um Abmessungsdaten zu erzeugen, das verwendbar ist, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren, wobei das Computerprogrammprodukt von einem Computer ausführbare Anweisungen umfasst, welche, wenn sie ausgeführt werden, eine Rechenvorrichtung dazu veranlassen: (A) Koordinatenpunkte von einem Bild abzuleiten, das von einer Kamera aufgezeichnet wurde, welche die Repräsentation einer Linie, wie im Bild dargestellt, definieren, wobei die Linie einer projizierten Laserlinie entspricht, welche von einem Laserstrahl eines Lasers projiziert wurde und sich über einen Abschnitt des Schuhteils erstreckt; (B) die Koordinatenpunkte mit einer Vielzahl von anderen Koordinatenpunkten zu kombinieren, die aus zusätzlichen Bildern abgeleitet werden, die aufgezeichnet werden, wenn der Laserstrahl auf andere Abschnitte des Schuhteils projiziert wird, um dadurch eine Kombination von Koordinatenpunkten zu kompilieren, welche die Oberflächentopografie repräsentieren; und (C) die Kombination von Koordinatenpunkten in geometrische Koordinatenpunkte zu konvertieren, die ein 3D Modell der Oberflächentopografie repräsentieren.
System, welches Scans eines Schuhteils analysiert, um Abmessungsdaten zu erzeugen, das verwendbar ist, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren, wobei das System umfasst: eine Schuhteilbewegungsvorrichtung, welche das Schuhteil hält und das Schuhteil durch einen Bereich von Positionen bewegt, wobei das Schuhteil eine Oberflächentopografie aufweist; einen Laser, der einen ersten Laserstrahl auf einen Abschnitt des Schuhteils projiziert, während das Schuhteil zu einer Position des Bereichs von Positionen bewegt wird, so dass sich eine erste projizierte Laserlinie über den Abschnitt erstreckt; eine erste Kamera, die eine schwarzes Schuhteil Belichtungseinstellung aufweist, welche ein erstes Bild der ersten projizierten Laserlinie aufzeichnet, wobei das erste Bild eine Repräsentation der ersten projizierten Laserlinie darstellt, die sich über den Abschnitt erstreckt; eine zweite Kamera, die eine weißes Schuhteil Belichtungseinstellung aufweist, welche ein zweites Bild der ersten projizierten Laserlinie aufzeichnet, wobei das zweite Bild die Repräsentation der ersten projizierten Laserlinie darstellt, die sich über den Abschnitt erstreckt; und ein Computerspeichermedium mit darauf aufgezeichneten, von einem Computer ausführbaren Anweisungen, welche, wenn sie von einer Rechenvorrichtung ausgeführt werden, die Rechenvorrichtung dazu veranlassen: (A) Koordinatenpunkte aus dem ersten Bild und dem zweiten Bild abzuleiten, welche die Repräsentation der ersten projizierten Laserlinie, wie in dem ersten Bild und dem zweiten Bild dargestellt, definieren; (B) die Koordinatenpunkte mit einer Vielzahl von anderen Koordinatenpunkten zu kombinieren, die von zusätzlichen Bildern abgeleitet werden, die aufgenommen werden, wenn der erste Laserstrahl auf andere Abschnitte des Schuhteils projiziert wird, um dadurch eine Kombination von Koordinatenpunkten zu kompilieren, welche die Oberflächentopografie repräsentieren; und (C) die Kombination von Koordinatenpunkten in geometrische Koordinatenpunkte zu konvertieren, die ein 3D Modell der Oberflächentopografie repräsentieren.
System nach Anspruch 8, worin die Schuhteilbewegungsvorrichtung eine Fördereinrichtung umfasst und worin der Bereich von Positionen entlang einer geraden Achse verteilt ist.
System nach Anspruch 8 oder 9, weiter umfassend einen zweiten Laser, der einen zweiten Laserstrahl auf das Schuhteil projiziert; und eine dritte Kamera, welche Bilder einer zweiten projizierten Laserlinie aufzeichnet, die von dem zweiten Laserstrahl auf dem Schuhteil erzeugt wird.
System nach Anspruch 10, wobei sich der erste Laserstrahl und der zweite Laserstrahl gegenseitig überlappen, so dass ein überlappender Vorhang erzeugt wird, und wobei der überlappende Vorhang im Wesentlichen senkrecht zu einem Band der Fördereinrichtung ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 11, worin die Schuhteilbewegungsvorrichtung eine Drehtischvorrichtung umfasst, welche das Schuhteil um 360 Grad dreht.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 12, worin die erste Kamera und die zweite Kamera nebeneinander angeordnet sind.
Computerprogrammprodukt zum Analysieren von Scans eines Schuhteils, um Abmessungsdaten zu erzeugen, das verwendbar ist, um dreidimensionale (3D) Merkmale des Schuhteils zu modellieren, wobei das Computerprogrammprodukt von einem Computer ausführbare Anweisungen umfasst, welche, wenn sie ausgeführt werden, eine Rechenvorrichtung dazu veranlassen: (A) Koordinatenpunkte abzuleiten von a) einem ersten Bild, das von einer ersten Kamera aufgezeichnet wurde, welche eine schwarzes Schuhteil Belichtungseinstellung aufweist, welche ein erstes Bild einer ersten projizierten Laserlinie aufzeichnet, die von einem ersten Laserstrahl eines Lasers projiziert wird, wobei das erste Bild eine Repräsentation der ersten projizierten Laserlinie darstellt, die sich über einen Abschnitt des Schuhteils erstreckt, und b) einem zweiten Bild, das von einer zweiten Kamera aufgezeichnet wurde, die eine weißes Schuhteil Belichtungseinstellung aufweist, wobei das zweite Bild die Repräsentation der ersten projizierten Laserlinie darstellt, die sich über den Abschnitt des Schuhteils erstreckt, wobei die Koordinatenpunkte die Repräsentation der ersten projizierten Laserlinie, wie in dem ersten Bild und in dem zweiten Bild dargestellt, definieren; (B) Kombinieren der Koordinatenpunkte mit einer Vielzahl von anderen Koordinatenpunkten, die abgeleitet werden aus zusätzlichen Bildern, die aufgenommen werden, wenn der erste Laserstrahl auf andere Abschnitte des Schuhteils projiziert wird, um dadurch eine Kombination von Koordinatenpunkten zu kompilieren, welche die Oberflächentopografie repräsentieren; und (C) Konvertieren der Kombination von Koordinatenpunkten in geometrische Koordinatenpunkte, die ein 3D Modell der Oberflächentopografie repräsentieren.
System, welches Scans eines Schuhteils analysiert, um Abmessungsdaten zu erzeugen, das verwendbar ist, um dreidimensionale (3D) Merkmale von Schuhteilen zu modellieren, wobei das System umfasst: eine Schuhteilbewegungsvorrichtung, die wenigstens einen ersten Schuhteil auf einem zweiten Schuhteil fixiert hält, und welche den ersten Schuhteil und den zweiten Schuhteil in einer Bewegungsrichtung bewegt, wobei der erste Schuhteil so positioniert ist, dass eine Kante, an welcher der erste Schuhteil den zweiten Schuhteil trifft, eine Schnittstellenlinie aufweist; einen oder mehrere Laser, welche Laserstrahlen auf den ersten Schuhteil und den zweiten Schuhteil projizieren, wobei jeder des einen oder mehreren Laser so positioniert ist, dass sich ein erstes Segment einer entsprechenden projizierten Laserlinie auf dem ersten Schuhteil erstreckt und sich ein zweites Segment der entsprechenden projizierten Laserlinie auf dem zweiten Schuhteil erstreckt; zumindest eine erste Kamera und eine zweite Kamera, welche eine Vielzahl von Bildern der projizierten Laserlinien aufzeichnen, wobei jedes der Vielzahl von Bildern eine Repräsentation des ersten Segments und eine Repräsentation des zweiten Segments darstellt, und wobei ein Schnittstellenbereich zwischen der Repräsentation des ersten Segments und der Repräsentation des zweiten Segments die Schnittstellenlinie zwischen dem ersten Schuhteil und dem zweiten Schuhteil repräsentiert; und ein Computerspeichermedium mit darauf aufgezeichneten, von einem Computer ausführbaren Anweisungen, welche, wenn sie von einer Rechenvorrichtung ausgeführt werden, die Rechenvorrichtung dazu veranlassen: (A) Koordinatenpunkte von der Vielzahl von Bildern abzuleiten, welche eine Position des Schnittstellenbereichs, wie im Bild dargestellt, definieren; (B) die Koordinatenpunkte in eine Menge von Koordinatenpunkten zu kompilieren; und (C) die Menge von Koordinatenpunkten in geometrische Koordinatenpunkte zu konvertieren, welche die Schnittstellenlinie zwischen dem ersten Schuhteil und dem zweiten Schuhteil definieren.
System nach Anspruch 15, worin die erste Kamera mit Bezug auf die Bewegungsrichtung in einer direkt entgegengesetzten Ausrichtung zur zweiten Kamera angeordnet ist.
System nach Anspruch 15 oder 16, worin die Schuhteilbewegungsvorrichtung eine Fördereinrichtung umfasst und worin die Bewegungsrichtung entlang einer geraden Achse ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 15 bis 17, wobei sich die Laserstrahlen gegenseitig überlappen, so dass ein überlappender Vorhang erzeugt wird, und wobei der überlappende Vorhang im Wesentlichen senkrecht zu einem Band der Fördereinrichtung ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 15 bis 18, worin die Schuhteilbewegungsvorrichtung eine Drehtischvorrichtung umfasst, welche den ersten Schuhteil und den zweiten Schuhteil um 360 Grad dreht.
Computerprogrammprodukt zum Analysieren von Scans eines Schuhteils, um Abmessungsdaten zu erzeugen, das verwendbar ist, um dreidimensionale (3D) Merkmale von Schuhteilen zu modellieren, wobei das Computerprogrammprodukt von einem Computer ausführbare Anweisungen umfasst, welche, wenn sie ausgeführt werden, eine Rechenvorrichtung dazu veranlassen: (A) Koordinatenpunkte von einer Vielzahl von Bildern abzuleiten, die aufgezeichnet wurden von zumindest einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera von projizierten Laserlinien, welche von einem oder von mehreren Lasern auf einen ersten Schuhteil und einen zweiten Schuhteil, auf dem der erste Schuhteil fixiert ist, projiziert sind, wobei jeder von dem einen oder den mehreren Lasern so positioniert ist, dass sich ein erstes Segment einer entsprechenden projizierten Laserlinie auf dem ersten Schuhteil erstreckt und sich ein zweites Segment der entsprechenden projizierten Laserlinie auf dem zweiten Schuhteil erstreckt, wobei jedes der Vielzahl von Bildern eine Repräsentation des ersten Segments und eine Repräsentation des zweiten Segments darstellt, und wobei ein Schnittstellenbereich zwischen der Repräsentation des ersten Segments und der Repräsentation des zweiten Segments die Schnittstellenlinie zwischen dem ersten Schuhteil und dem zweiten Schuhteil repräsentiert, wobei die Koordinatenpunkte eine Position des Schnittstellenbereichs, wie in dem Bild dargestellt, definieren; (B) die Koordinatenpunkte in eine Menge von Koordinatenpunkten zu kompilieren; und (C) die Menge von Koordinatenpunkten in geometrische Koordinatenpunkte zu konvertieren, welche die Schnittstellenlinie zwischen dem ersten Schuhteil und dem zweiten Schuhteil definieren.