FR3053816A1

FR3053816A1 - Procede et dispositif de realisation d'une forme de chaussure sur mesure

Info

Publication number: FR3053816A1
Application number: FR1601077A
Authority: FR
Inventors: Simon Beckouche; Frederic Charpentier
Original assignee: Blue Ridge Logiciels
Current assignee: Blue Ridge Logiciels
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2018-01-12
Anticipated expiration: 2036-07-11
Also published as: WO2018020083A2; WO2018020083A3; FR3053816B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de réalisation d'une forme de simulation (3) pour chaussure adapté au pied (7) d'un utilisateur (2). On réalise au moins un modèle de pied (18, 27, 38, 42, 73, 74, Pi) dont un premier modèle de pied utilisateur (18, 42, 73, 74, Pi) comprenant un image tridimensionnelle (5) de pied (7) utilisateur (2) et des premières données d'orientation (16), on réalise au moins un modèle de forme (19, 43, 71, 72, F) pour chaussure comprenant une image tridimensionnelle (9) de forme et des deuxièmes données d'orientation (17), on positionne dans l'espace, par des premiers opérateurs (28, 29, 32, 55), chaque modèle de pied (18, 27, 42, 73, 74, Pi) par rapport au modèle de forme (19, 43, 71, 72, F) pour chaussure, on détermine des seconds opérateurs (35, 36, 37, 39, 40, DP, DS, DPL) par comparaison entre le modèle de forme (19, 43, 71, 72, F) pour chaussure et le modèle de pied utilisateur (18, 27, 42, 73, 74, Pi) pour déterminer un ensemble de transformations à réaliser, et on applique lesdites transformations à au moins un troisième sous-ensemble inclus dans le premier ou deuxième ensemble de points correspondants du modèle de pied (18, 27, 42, 73, 74, Pi) de l'utilisateur ou du modèle de forme (19) pour chaussure, pour obtenir la forme de simulation (3).

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 053 816 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)

©) N° d’enregistrement national : 16 01077

COURBEVOIE

©) Int Cl⁸ : G 06 T17/00 (2017.01), A 43 D 1/00

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1

©) Date de dépôt : 11.07.16.	© Demandeur(s) : BLUE RIDGE LOGICIELS— FR.
(30) Priorité :
	©) Inventeur(s) : BECKOUCHE SIMON et CHARPEN-
	TIER FREDERIC.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 12.01.18 Bulletin 18/02.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
@) Références à d’autres documents nationaux	©) Titulaire(s) : BLUE RIDGE LOGICIELS.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension :	©) Mandataire(s) : PEZARD ALICE.

P4) PROCEDE ET DISPOSITIF DE REALISATION D'UNE FORME DE CHAUSSURE SUR MESURE.

FR 3 053 816 - A1 tP/2 La présente invention concerne un procédé et un dispositif de réalisation d'une forme de simulation (3) pour chaussure adapté au pied (7) d'un utilisateur (2). On réalise au moins un modèle de pied (18, 27, 38, 42, 73, 74, Pi) dont un premier modèle de pied utilisateur (18, 42, 73, 74, Pi) comprenant un image tridimensionnelle (5) de pied (7) utilisateur (2) et des premières données d'orientation (16), on réalise au moins un modèle déformé (19, 43, 71,72, F) pour chaussure comprenant une image tridimensionnelle (9) de forme et des deuxièmes données d'orientation (17), on positionne dans l'espace, par des premiers opérateurs (28, 29, 32, 55), chaque modèle de pied (18, 27, 42, 73, 74, Pi) par rapport au modèle de forme (19, 43, 71,72, F) pour chaussure, on détermine des seconds opérateurs (35, 36, 37, 39, 40, DP, DS, DPL) par comparaison entre le modèle de forme (19, 43, 71, 72, F) pour chaussure et le modèle de pied utilisateur (18, 27, 42, 73, 74, Pi) pour déterminer un ensemble de transformations à réaliser, et on applique lesdites transformations à au moins un troisième sous-ensemble inclus dans le premier ou deuxième ensemble de points correspondants du modèle de pied (18, 27, 42, 73, 74, Pi) de l'utilisateur ou du modèle de forme (19) pour chaussure, pour obtenir la forme de simulation (3).

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REALISATION D'UNE FORME DE

CHAUSSURE SUR MESURE.

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une forme de simulation dans lequel on acquiert une image tridimensionnelle d'une forme constituée d'un premier ensemble de points.

Elle concerne également un dispositif pour mettre en œuvre un tel procédé.

Par forme, on entend un objet physique ou numérique correspondant au volume intérieur d'un accessoire, en l'espèce vestimentaire, en particulier d'une chaussure, appelé dans ce cas forme pour chaussure, et permettant à un artisan d'y appliquer un patron (tige) en vue de le conformer en volume de manière à former l'accessoire.

Par forme de simulation d'un accessoire on entend une forme matérielle ou virtuelle semblable c'est-àdire identique ou similaire au volume interne de l'accessoire qui serait réalisée en surmoulage direct sur l'accessoire.

L'invention trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine de la fabrication sur mesure d'accessoires vestimentaires conformés autour ou obtenus en prenant en compte une forme et notamment dans la fabrication de chaussures sur mesure.

Bien que l'invention ne soit pas limitée à cette application, elle est particulièrement performante dans les domaines où les accessoires sont destinés à être en interaction et/ou accueillir au moins une partie du corps humain, lesdites parties comprenant notamment des articulations et par exemple dans le domaine des chaussures sur mesure orthopédiques.

Par chaussure sur mesure, on entend une chaussure dont les caractéristiques physiques (dont les propriétés mécaniques et thermiques), les qualités esthétiques et de confort, sont spécifiquement adaptées pour le pied d'un utilisateur donné et/ou générées à partir de mesures effectuées sur lui.

A ce jour, la réalisation de chaussures s'effectue principalement selon deux modes de production.

Le premier mode est industriel et permet de grandes cadences mais sa capacité d'adaptation aux besoins et désirs des utilisateurs se limite au choix entre plusieurs pointures pour un modèle de chaussure donné.

Le second mode est artisanal et incorpore une production sur mesure qui passe par la création d'une forme.

C'est un mode de production destiné au luxe ou semi-luxe, dans lequel la clientèle a de hautes exigences en matière de qualité et dans lequel pour assurer une satisfaction du client final et de son confort, il est nécessaire de procéder à plusieurs cycles test/essai par fabrication de formes puis fabrication de chaussures d'essai correspondantes et essai du client, ce qui accroît de manière très importante les délais de production et les coûts.

En effet, pour fabriquer une chaussure, on réalise une forme en bois, correspondant au volume intérieur de l'objet à fabriquer et sur lequel on vient plaquer un tissu ou un matériau pour le travailler et lui en faire prendre la forme.

L'artisan formier, spécialisé dans la réalisation de telles formes, utilise son savoir-faire pour intégrer les contraintes mécaniques du pied, de la chaussure et des matériaux qui la constituent. Il adapte ainsi la forme sur la base de sa connaissance empirique.

Les formes de chaussures résultantes dépendent donc grandement du talent du formier d'une part et de son tour de main pour réaliser la forme d'autre part.

En outre, les formes peuvent subir des déformations au cours du temps, notamment dues aux matériaux de fabrication de la forme utilisée par exemple par le travail du bois, sa dilatation, ses déformations du fait de l'humidité et/ou de l'usure au fil des façonnages.

En cas de détérioration de la forme, cela impose pour un même modèle de chaussure de reconstruire une même forme, sans garantie de conformité à la précédente.

Si ce second mode de production sur mesure répond mieux aux besoins et désirs de la clientèle, il pâtit de délais importants de fabrication ainsi que des aléas de conception et/ou de réalisation artisanale.

Par exemple, pour deux modèles de chaussures nécessitant une forme différente telle que notamment pour les chaussures à talon ou plate, l'artisan réalise pour chacun une forme en utilisant ses connaissances et son intuition ce qui ne permet pas de garantir un certain niveau de confort égal ou équivalent entre les deux chaussures résultantes.

On connaît (logiciel Crispin LastMaker édité par la société AutoDesk® [marque enregistrée]) un procédé de modification manuelle d'une image tridimensionnelle de forme pour chaussure mettant en œuvre un logiciel d'aide à la conception de forme informatique remplaçant les ustensiles de dessin technique (crayon, gomme, règle,...) habituel de 1'artisan.

En effet, dans ce procédé, une forme pour chaussure est affichée sur un écran puis manipulée manuellement par l'artisan qui la modifie en jouant sur un nombre limité de paramètres prédéfinis par le logiciel.

Ce procédé ne permet pas cependant d'effectuer de modification rapide et pour un résultat sensiblement constant de la forme.

L'utilisateur, par exemple formier, reste en effet ici indispensable et si la mise en œuvre de son savoir-faire est facilitée, celui-ci est l'unique source de modifications d'une forme pour chaussure et conserve donc les désavantages liés à la conception humaine de la forme.

Ce type de logiciel est orienté vers l'assistance numérique des tâches nécessaires à l'utilisateur pour la définition d'une forme virtuelle.

Ce procédé ne permet donc pas de se dispenser des cycles de création de forme/essayage et n'en limite donc ni les coûts, ni les délais de production.

Il nécessite de plus un écran de contrôle permettant à l'opérateur de définir et contrôler les modifications qu'il applique itérativement.

La présente invention a donc notamment pour objet de pallier les inconvénients de l'art antérieur.

Ainsi la présente invention vise à fournir un procédé, et un dispositif pour mettre en œuvre un tel procédé, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce que pour tous les types de pieds et de modèles de chaussure, elle permet de réaliser une forme parfaitement adaptée au pied de l'utilisateur, de manière simple, rapide, automatique, avec des critères de qualité et de confort sensiblement constants.

L'invention permet de s'affranchir du savoir-faire des formiers sans être soumis à l'aléa des réalisations humaines et en réduisant de manière significative les coûts et délais de production grâce à la suppression des itérations des cycles de test/essai et le nombre de chaussures d'essai destinées au rebut.

Un moyen d'affichage tel qu'un écran n'est plus indispensable avec l'invention.

Dans ce but, elle propose notamment un procédé de réalisation d'une forme de simulation pour chaussure adapté au pied d'un utilisateur, dans lequel on acquiert une image tridimensionnelle d'une forme pour chaussure constituée d'un premier ensemble de points, caractérisé en ce que

- on acquiert une image tridimensionnelle du pied de l'utilisateur constitué d'un deuxième ensemble de points,

- on détermine des premières et deuxièmes données d'orientation pour au moins un sous-ensemble respectivement du premier et du deuxième ensembles de points,

- on réalise au moins un modèle de pied dont un premier modèle de pied utilisateur comprenant ladite image tridimensionnelle de pied de l'utilisateur et lesdites premières données d'orientation,

- on réalise au moins un modèle de forme pour chaussure comprenant ladite image tridimensionnelle de forme et lesdites deuxièmes données d'orientation,

- on positionne dans l'espace, par des moyens de calcul agencés pour appliquer des premiers opérateurs, chaque modèle de pied par rapport au modèle de forme pour chaussure selon un premier critère d'optimisation déterminé,

- on détermine automatiquement par des moyens de calcul des seconds opérateurs, par comparaison entre le modèle de forme pour chaussure et un modèle de pied utilisateur pour déterminer un ensemble de transformation à réaliser,

- on applique lesdites transformations à au moins un troisième sous-ensemble inclus dans le premier ou deuxième ensemble de points correspondants du modèle de pied de l'utilisateur ou du modèle de forme pour chaussure, pour obtenir la forme de simulation.

On entend ici par image tridimensionnelle, un ensemble ou nuage de points de l'espace définis par trois coordonnées dans un repère, de préférence orthogonal, par exemple orthonormé.

Plus précisément et de façon cohérente avec les définitions apparaissant ci-avant, par modèle de pied ou de forme (formant modèles tridimensionnels) , on entend une image tridimensionnelle à laquelle sont jointes des données supplémentaires pour au moins certains points dont au moins un vecteur d'orientation associé à chacun desdits points.

Le modèle tridimensionnel peut donc également comprendre des informations globales sur le modèle.

Les modèles ont ainsi des paramètres dont certains sont des points définis dans un repère cartésien par trois coordonnées de position, mais également des points orientés définis par six coordonnées, trois de position et trois d'orientation définis par les angles d'Euler ou par les coordonnées du vecteur directeur de leur orientation.

On entend aussi par acquisition, formation ou réalisation d'une image tridimensionnelle, le calcul, la manipulation et/ou la mémorisation d'une image tridimensionnelle, mettant par exemple en œuvre des moyens d'acquisition d'un ensemble de points à partir de l'objet physique concerné, tel que par exemple un scanner tridimensionnel.

On entend par opérateur, un ensemble d'opérations élémentaires ordonnées de transformation d'un modèle (primitif) en un autre modèle (intermédiaire), ou entre un modèle (intermédiaire) et un modèle de simulation, les moyens de calcul, manipulation et mémorisation des paramètres du modèle, comprenant ou non des moyens d'acquisition d'un ensemble de points à partir d'un objet physique tel qu'un scanner dans le cas d'un modèle primitif.

L'invention permet ainsi notamment une qualité constante et une répétitivité accrue dans la fabrication des formes.

Elle permet de plus de réduire drastiquement les coûts ainsi que les délais de conception/production des formes et les besoins de stockage de celles-ci, la conception pouvant par exemple être réalisée en fonction de la puissance de calcul des moyens mis en œuvre dans un temps par exemple inférieur à la minute.

Par exemple il est possible avec l'invention de réaliser une forme sur mesure pour les deux pieds d'un utilisateur et ce, dans un temps bien inférieur au temps nécessaire aux procédés de l'art antérieur pour n'en réaliser qu'un seul.

Elle permet en particulier d'incorporer le savoirfaire spécifique de l'artisan formier pour en construire un modèle de connaissance industrialisable et ré-exploitable indéfiniment sans fluctuation de qualité.

De plus, tout gain de précision, notamment en termes de justesse et fidélité, même minime est une avancée significative en termes de confort.

Or, l'invention permet encore une amélioration en la matière.

L'invention permet aussi de réaliser une forme pour chaussure non plus nécessairement en partant d'une forme de chaussure à adapter mais également à partir d'une chaussure existante.

Avantageusement on réalise la forme pour chaussure par exemple en bois ou en matière plastique (impression 3D par exemple) à partir de ladite forme de simulation.

Dans des modes de réalisation avantageux, on a par ailleurs et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :

- le premier critère d'optimisation déterminé est un critère d'alignement;

on détermine au moins une direction caractéristique pour chaque modèle et le premier critère d'alignement s'effectue sur lesdites directions ;

- on positionne dans l'espace par des moyens de calcul en mettant en œuvre une première étape de recalage global dans laquelle, pour chaque modèle de pied ou de forme pour chaussure :

- on sélectionne un point de référence, ledit point étant calculé à partir de points correspondant de chaque modèle,

- on détermine une première direction de la longueur ou sensiblement de la longueur du modèle en identifiant un point qui vérifie un deuxième critère de position déterminé par rapport au point de référence,

- on détermine une deuxième direction en identifiant un point vérifiant un troisième critère de position déterminée par rapport à une droite passant par le point de référence dudit modèle et dirigée par la direction de la longueur ou sensiblement la longueur dudit modèle, on détermine une troisième direction formant une base avec les première et deuxième directions, associées à un point pour former un repère, puis, pour chaque modèle de pied,

- on construit un troisième opérateur qui envoie le repère du modèle de pied sur le repère d'un modèle de pied ou de forme pour chaussure en minimisant un quatrième critère déterminé, et on l'applique à chaque modèle de pied ;

- on positionne dans l'espace par des moyens de calcul en mettant en œuvre une deuxième étape de recalage fin dans laquelle :

- une première sous-étape dans laquelle on applique un quatrième opérateur d'association de points aux points d'un modèle de pied pour leur associer des points dans le modèle de forme pour chaussure,

- une deuxième sous-étape dans laquelle on détermine une transformation déterminée qui minimise un cinquième critère déterminé entre un nombre déterminé de points d'un modèle de pied et les points correspondants associés du modèle de forme pour chaussure, et on applique la transformation déterminée au modèle de pied,

- on réitère les première et deuxième sous-étapes jusqu'à ce que la différence entre l'écart moyen de distance entre les points du modèle de pied et ceux associés du modèle de forme pour chaussure de l'itération précédente et de l'itération actuelle soit inférieure à un seuil déterminé ;

- on positionne dans l'espace et/ou on détermine au moins une partie du troisième sous-ensemble en mettant en œuvre au moins l'une des étapes suivantes :

- une étape de détermination d'un premier plan sensiblement correspondant au plan d'appui d'un modèle de pied ou de forme pour chaussure,

- une étape de détermination d'une sphère sensiblement correspondant à un talon de pied ou à une zone d'emboîtage d'un modèle de pied ou de forme de chaussure, dans laquelle on détermine dans un modèle de pied, ou respectivement de forme, un ensemble de points sensiblement formant une portion sphérique du modèle correspondant au talon du modèle de pied, respectivement à la zone d'emboîtage du modèle de forme de chaussure, une étape de détection d'un axe métatarsien dans laquelle on détecte dans un modèle de pied ou de forme pour chaussure deux points extrémaux sensiblement correspondant à un axe métatarsien ;

- au moins un des Seconds opérateurs comprend une étape dans laquelle au moins une seconde image de pied ayant été construite par ailleurs, on réalise une étape de formation ou morphing (en langue anglosaxonne) , dans laquelle on réalise ledit morphing entre au moins un second modèle de pied et le premier modèle de pied utilisateur ;

- on détermine automatiquement au moins une partie du troisième sous ensemble (auquel on applique les transformations) en mettant en œuvre, pour un modèle de pied utilisateur et pour un modèle de forme pour chaussure, au moins l'une des étapes de détermination suivantes :

- le plan d'appui et les point extrémaux ayant été déterminés, on détermine pour chaque modèle deux quatrièmes et deux cinquièmes sous-ensembles de points respectivement de partie de bout et de corps, correspondant aux ensembles de points de part et d'autre d'un deuxième plan contenant une ligne passant par les deux points extrémaux et orthogonal au plan d'appui et/ou,

- le plan d'appui ayant été déterminé, on détermine un sixième sous-ensemble de points correspondant respectivement à un ensemble de points du modèle de forme et à l'ensemble de points du premier modèle de pied utilisateur, correspondant à une voûte plantaire, en dessous d'un troisième plan formant avec le premier plan un angle inférieur à un seuil déterminé, les points du troisième plan étant déterminés par leur distance inferieure à un seuil déterminé au plan d'appui et on détermine un septième sous-ensemble correspondant pour chacun desdits modèles aux points au-dessus dudit troisième plan et/ou,

- on détermine un huitième et un neuvième sous-ensembles correspondants respectivement à un ensemble de points d'une zone d'emboîtage et à un ensemble de points d'un talon.

Par zone d'emboîtage, on entend un élément en volume formant sensiblement une cavité ou un renfoncement, par exemple sensiblement sphérique ou semi-sphérique, destiné à être accueilli ou accueillir un élément correspondant par emboîtage tel que par exemple la zone d'une chaussure recevant un talon d'un pied ou la zone d'une forme pour chaussure correspondante ;

- les transformations comprennent une étape dans laquelle, les sixième et septième sous-ensembles ayant été déterminés, on adapte ledit sixième sousensemble pour faire coïncider des points contenus ou contiguës du premier plan dudit sixième sous-ensemble avec les points correspondant dudit septième ensemble (partie centrale) ;

- les transformations comprennent une étape dans laquelle, les quatrième, sixième et septième sousensemble ayant été déterminés, on applique une transformation affine au quatrième sous-ensemble de bout du modèle de forme pour faire coïncider ou sensiblement coïncider les points dudit quatrième sous-ensemble contenu ou contiguë du deuxième plan avec les points correspondant de sixième et septième sous-ensembles (la partie corps) de la forme tout en préservant les proportions géométriques du quatrième sous-ensemble du modèle de forme.

Dans un mode de réalisation avantageux on réalise une opération de changement de cambrure du modèle de pied par un opérateur permettant ainsi d'améliorer encore le confort.

Avantageusement, une forme pour chaussure de cambrure quelconque peut subir ainsi une étape de prétraitement et/ou de post traitement où la forme subit une opération d'aplatissement et/ou de courbage.

Cela permet notamment d'optimiser encore le confort et de transformer une chaussure par exemple plate ou peu cambrée en chaussure à talon ou haut talon.

Ce traitement comprend par ailleurs et/ou en outre au moins l'une et/ou l'autre des étapes suivantes :

- on détermine au moins un profil d'un modèle de forme sont déterminés, ledit profil étant sensiblement parallèle ou parallèle à une direction correspondant sensiblement avec l'axe de la longueur du modèle de forme ;

- on découpe en tranches le modèle de forme dont les limites par un critère angulaire et/ou de distance déterminés par rapport à ces profils, on détermine, tranche par tranche, la rotation qui aligne la tranche avec un profil de cambrure cible, plat pour l'opération d'aplatissement et courbe pour l'opération de courbage ;

on centre la rotation d'une tranche sur un point remarquable, par exemple un point sur un profil déterminé du modèle de forme coïncidant sensiblement avec la zone osseuse la plus rigide du pied ;

- Le modèle obtenu présente des zones d'étirement et de compression contrôlables par le profil de cible.

L'invention concerne également un dispositif de réalisation d'une forme de simulation comprenant :

une image tridimensionnelle d'une forme pour chaussure constituée d'un premier ensemble de points, des moyens d'acquisition d'une image tridimensionnelle de pied, au moins une image tridimensionnelle de pied utilisateur acquise par lesdits moyens d'acquisition, et constituée d'un deuxième ensemble de points, des moyens de calcul connectés auxdits moyens d'acquisition et agencés pour déterminer des premières et deuxièmes données d'orientation pour au moins un sous-ensemble respectivement du premier et du deuxième ensemble de points et, agencés pour former au moins un modèle de pied dont un premier modèle de pied utilisateur comprenant ladite image tridimensionnelle de pied de l'utilisateur et lesdites premières données d'orientation, lesdits moyens de calculs étant également agencés pour former au moins un modèle de forme pour chaussure comprenant ladite image tridimensionnelle de forme et lesdites deuxièmes données d'orientation, et agencés pour positionner dans l'espace, par des premiers opérateurs, chaque modèle de pied par rapport au modèle de forme pour chaussure selon un premier critère d'optimisation déterminé, lesdits moyens de calcul étant de plus agencés pour déterminer automatiquement des seconds opérateurs par comparaison entre le modèle de forme pour chaussure et un modèle de pied utilisateur pour déterminer un ensemble de transformations à réaliser et agencés pour appliquer à au moins un troisième sous-ensemble de points inclus dans le premier ou deuxième ensemble de point correspondant du modèle de pied de l'utilisateur ou du modèle de forme pour chaussure, lesdites transformations pour obtenir la forme de simulation.

Avantageusement le dispositif comprend des moyens de confection de la forme pour chaussure à partir de forme de simulation en bois et/ou en matière plastique.

Avantageusement et pour ce faire le dispositif comprend une imprimante tridimensionnelle ou un moyen d'enlèvement de matière.

L'invention part notamment de l'idée qu'une chaussure finale incorpore en soi, au moins de manière implicite, un ensemble conséquent de réponses aux contraintes de qualité et de confort pour un pied donné.

Ledit pied donné est cependant soit à disposition soit théorique et a priori inaccessible.

L'invention permet éventuellement donc une reconstruction a posteriori dudit pied adapté à la chaussure donnée et de récupérer les critères techniques implicites assurant le confort et la qualité pour répercuter l'enseignement et en faire bénéficier un modèle de pied ou de forme pour chaussure quelconque.

Pour simuler ce pied il est donc nécessaire de faire appel à un nombre fini de paramètres agencés pour réaliser une modélisation adaptée.

Par modèle primitif on entend un modèle imaginé par le concepteur dudit modèle et qui est supposé par le concepteur être proche, voir le plus proche possible, de la réalité.

Par modèle intermédiaire on entend un modèle résultant d'une étape du processus de modélisation conduisant du modèle primitif au modèle de simulation.

Par modèle de simulation on entend un modèle adapté défini par le concepteur afin de simuler le comportement de ce qui est simulé.

Le modèle de simulation peut être matériel et/ou numérique.

Dans un autre mode de formulation, l'invention concerne également un procédé de réalisation d'une forme définitive (modèle de simulation de la forme finale d'une chaussure) pour la réalisation d'une telle chaussure, adaptée au pied d'un utilisateur, comprenant une série d'étapes dans lesquelles :

on définit des modèles intermédiaires d'une forme pour chaussure par des opérateurs sur les paramètres des différents modèles, on construit par des moyens (de calcul, d'extraction, ou toute autre opération) :

o au moins un modèle primitif du pied client dont les paramètres sont caractérisés par un nombre fini de points où chaque point est un objet (un mode dégradé de représentation de ce modèle est un nuage de points), o Un modèle de simulation de la forme de la chaussure (Ici par exemple, les paramètres sont caractérisés par les paramètres topologiques des surfaces ou des points de ces surfaces définissant un volume intérieur dudit modèle de simulation de chaussure, volume pouvant inclure le volume pour une semelle de confort, à partir du modèle de simulation de la forme, pouvant aussi inclure le volume pour une semelle de confort, à adapter au modèle de simulation du pied),

- on positionne dans l'espace par des opérateurs chaque modèle primitif de pied par rapport au modèle de simulation de la forme, de sorte que chaque modèle intermédiaire de pied soit associé au modèle de simulation de la forme selon un critère d'optimisation (par exemple aligner les paramètres de directions principales des modèles),

- on détermine automatiquement, par des opérateurs, un ensemble de transformations à réaliser à partir de comparaisons entre un modèle de simulation de forme et un modèle intermédiaire de pied, et

- on applique à au moins un sous-ensemble de paramètres du modèle intermédiaire de pied ou du modèle intermédiaire de forme, l'ensemble des opérations déterminées par les opérateurs pour obtenir le modèle de simulation de la forme finale, dite forme client.

L'invention concerne également dans des modes de réalisation avantageux, par ailleurs et/ou de plus un procédé mettant en œuvre les caractéristiques suivantes, prise seules ou en combinaison :

- on construit un modèle de simulation de pied, on positionne chaque modèle primitif de pied de manière sensiblement identique par rapport au modèle de simulation de forme, on détermine l'ensemble d'opérateurs par comparaison de chaque modèle primitif de pied et du modèle de simulation de forme et, on applique les transformations sur chaque modèle primitif de pied :

- on construit un modèle de simulation de forme, on positionne chaque modèle primitif de forme de manière sensiblement identique par rapport à un modèle intermédiaire ou de simulation de pied, on détermine l'ensemble d'opérateurs par comparaison de chaque modèle primitif de forme et du modèle intermédiaire ou de simulation du pied et, on applique les transformations sur chaque modèle primitif de forme ;

l'étape de positionnement dans l'espace comprend une première étape de recalage global dans laquelle, on choisit un point de référence dans un modèle intermédiaire de pied ou de forme, ou calculé à partir de points correspondants de chaque modèle (par exemple le barycentre des modèles, ou le centre du talon et de la zone d'emboîtage, respectivement des modèles intermédiaires de pied et du modèle intermédiaire de forme) dans chaque modèle intermédiaire de pied ou de forme, on détermine la direction de la longueur du modèle en identifiant un point qui vérifie un critère de position par rapport au point de référence (par exemple, le point le plus éloigné du point de référence, ou le point dont la droite passant par ce point et le point de référence est une direction colinéaire avec un vecteur propre de la matrice de corrélation de position des points du modèle), on détermine dans chaque modèle intermédiaire de pied ou de forme un point vérifiant un critère de position par rapport à la droite passant par le point de référence du modèle et dirigée par la direction de la longueur du modèle qui donne la direction de la hauteur du modèle (par exemple, le point dans le modèle le plus éloigné de la droite, ou le point dont la droite passant par ce point et le point de référence est une direction colinéaire avec un vecteur propre de la matrice de corrélation de position des points du modèle), on complète la famille formée par les deux directions trouvées par le produit vectoriel des deux directions pour obtenir une base, on construit pour chaque modèle intermédiaire de pied l'opérateur qui envoie le repère du modèle de pied sur le repère d'un modèle de référence, intermédiaire ou de simulation, de pied ou de forme en minimisant l'écart angulaire moyen entre leurs directions et on l'applique à chaque modèle intermédiaire de pied ;

l'étape de positionnement comprend une deuxième étape de recalage fin comprenant, une première étape dans laquelle on applique un opérateur d'association de points aux points d'un modèle intermédiaire de pied pour leur associer des points dans le modèle intermédiaire ou de simulation de forme (par exemple, on associe à un point d'un premier modèle le point d'un deuxième modèle le plus proche de la droite passant par le point du premier modèle et dirigé par la direction d'orientation du point du premier modèle), une deuxième étape dans laquelle on détermine une transformation affine qui minimise un écart moyen entre un nombre déterminé de points d'un modèle intermédiaire de pied et les points correspondants associés du modèle de simulation de forme, et on applique la transformation déterminée au modèle intermédiaire de pied, et on mémorise le gain en écart moyen obtenu, on réitère les première et deuxième étapes jusqu'à ce que la différence entre l'écart moyen de l'itération précédente et l'écart moyen de l'itération actuelle soit inférieur à un seuil déterminé ;

- l'étape de positionnement comprend au moins l'une des étapes suivantes :

- une étape de détermination d'un plan sensiblement correspondant au plan d'appui d'un modèle intermédiaire de pied ou de forme, une étape de détermination d'une sphère sensiblement correspondant au talon ou à la zone d'emboîtage d'un modèle primitif de pied ou de forme, dans laquelle on détermine dans un modèle primitif de pied, ou respectivement de forme, un ensemble de points sensiblement formant une portion sphérique du modèle correspondant au talon du modèle primitif de pied, respectivement à la zone d'emboîtage du modèle primitif de forme une étape de détection métatarsienne dans laquelle on détecte dans un modèle intermédiaire de pied ou de forme deux points extrémaux sensiblement correspondant à un axe métatarsien, au moins une seconde image de pied ayant été construite par ailleurs, une étape de morphing dans laquelle on réalise un morphing entre au moins un second modèle de pied et le premier modèle de pied.

- l'étape de détermination automatique comprend, pour un modèle intermédiaire de pied et un modèle intermédiaire de forme, des étapes de détermination de :

- deux sous-ensembles de points respectivement de partie de corps et de bout, correspondant aux ensembles de points de part et d'autre d'un deuxième plan contenant la ligne passant par deux points extrémaux et orthogonal au plan d'appui, deux sous-ensembles correspondant respectivement à un ensemble de points de la première forme et à l'ensemble des points de la voûte plantaire, où les points du plan déterminé sont déterminés par leur écart faible en position et en orientation au plan d'appui de chaque modèle (en utilisant un seuil angulaire d'orientation de l'ordre de 20 degrés et un seuil en distance de l'ordre de 10 pour-cent de la distance maximale entre deux points du modèle intermédiaire de forme par exemple), deux sous-ensembles correspondant respectivement à un ensemble de points de la zone d'emboîtage et à l'ensemble des points du talon, où les points du plan déterminé sont déterminés par leur écart faible en position et en orientation au plan d'appui de chaque modèle (en utilisant un seuil angulaire d'orientation de l'ordre de 20 degrés et un seuil en distance de l'ordre de 10 pour-cent de la distance maximale entre deux points du modèle intermédiaire de forme par exemple) ;

- on adapte le sous-ensemble de la première portion de forme d'un modèle intermédiaire de forme pour faire coïncider ou sensiblement coïncider les points de sa frontière avec ceux de la frontière du sous-ensemble de la voûte d'un modèle intermédiaire de pied, on adapte le sous-ensemble de la tige d'un modèle intermédiaire de forme au sous-ensemble du corps d'un modèle intermédiaire de pied en faisant coïncider ou sensiblement coïncider la zone d'emboîtage et la largeur au niveau de l'articulation métatarsienne avec le talon et la largeur de l'articulation du corps du modèle intermédiaire de pied, et on applique une transformation affine au sous-ensemble de bout du modèle intermédiaire de forme pour faire coïncider ou sensiblement coïncider les points dudit sous-ensemble contenu ou contiguë du deuxième plan avec les points correspondants de la partie centrale du modèle intermédiaire de forme.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemple non limitatif. Elle se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :

La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif et des données échangées par ledit dispositif selon un mode de réalisation de 1' invention.

La figure 2A montre un diagramme d'étapes d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention.

Les figures 2B et 2C montrent chacune et respectivement un diagramme logique du procédé selon deux modes de réalisation de l'invention.

La figure 3 illustre les opérations de recalage global, selon un autre mode de réalisation de 1'invention.

Les figures 4A à 4C montrent les opérations de recalage fin selon un mode de réalisation de 1'invention.

La figure 5 présente schématiquement le résultat d'un opérateur d'associations par projection normale selon un mode de réalisation de l'invention.

Les figures 6A et 6B représentent d'une part un modèle de forme de chaussure correspondant d'autre part au résultat obtenu par les opérations de détection de plan selon un mode de réalisation de 1'invention.

Les figures 7A à 7D illustrent les opérations de détection de sphère selon un mode de réalisation de 1'invention.

La figure 8 montre les opérations DPL de détection de points latéraux selon un mode de réalisation de 1' invention.

La figure 9 illustre les opérations de formage (morphing en langue anglaise) selon un mode de réalisation de l'invention.

Les figures 10A, 10B, 10C présentent les opérations de génération de forme selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure il illustre schématiquement trois modes de réalisation d'un opérateur d'étirement selon respectivement la longueur, la largeur et la hauteur selon trois modes de réalisation de l'invention.

La figure 12 montre les opérations d'un opérateur de changement de cambrure de forme selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 1 montre schématiquement un dispositif 1 mettant en œuvre un procédé selon un mode de réalisation de l'invention.

Un utilisateur 2, désireux d'obtenir un modèle 3 de simulation de forme pour chaussure adaptée et/ou sur-mesure de son pied physique, utilise alors le dispositif 1 qui comprend des moyens 4 d'acquisition d'une image 5 tridimensionnelle de la géométrie physique du pied dudit utilisateur 2.

Ces moyens 4 d'acquisition sont par exemple des scanners tridimensionnels, connus en soi tels qu'un scanner à projection de franges (tels que ceux commercialisés par la société ARTEC sous la dénomination EVA) ou un dispositif par laser (comme ceux commercialisés par la société VORUM sous la dénomination YETI 3D foot).

Les moyens 4 d'acquisition comprennent par exemple une enceinte 6 dans laquelle l'utilisateur 2 positionne au moins un pied 7.

Les images tridimensionnelles acquises sont dans ce mode de réalisation des nuages ou ensembles de points comprenant au moins des coordonnées en trois dimensions de chaque point.

On acquière ou construit également (étape El figure 2A) une image 9 tridimensionnelle d'une forme pour chaussure. L'image 9 tridimensionnelle de forme est donc constituée d'un premier ensemble 10 de points et, une image 5 tridimensionnelle du pied 7 de l'utilisateur 2 (étape E2 figure 2A) constituée d'un deuxième ensemble 8 de points.

Les ensembles de points mémorisés et/ou transmis sous numérique. Les données correspondantes à un ensemble de points sont organisées par exemple de manière à former un objet au sens de la programmation par conception orientée objet, et regroupe les données parmi les paramètres. Par exemple les points sont sont enregistrés, forme de fichier eux-memes comprenant 1'ensemble constitués sous forme d'objet point comme paramètre les coordonnées, et de points comprend comme paramètre l'ensemble des objets points.

Les moyens 4 d'acquisition d'une image tridimensionnelle sont connectés (flèche 11), par exemple via un bus de données, à des moyens de communication (non représenté) eux-mêmes connectés à des moyens 12 de calcul, des moyens 13 d'interface homme/machine comprenant des moyens 14 d'introduction de données et des moyens 15 d'affichage.

Le procédé mis en œuvre par le dispositif 1 comprend alors une étape de détermination de l'orientation d'au moins un sous-ensemble de points de l'image 5 tridimensionnelle du pied 7 utilisateur 2 (étape E3 figure 2A) et d'un sous ensemble de points de l'image 9 de forme pour chaussure (étape E4 figure 2A).

Pour cela, on choisit alors un nombre déterminé de points de l'image 5 ;9 tridimensionnelle du pied 7 de l'utilisateur 2 ou de forme pour chaussure pour former lesdits sous-ensembles. Le nombre déterminé de points peut par exemple être supérieur à 25% du nombre total de points de l'image 5,9 tridimensionnelle du pied 7 utilisateur 2 ou de forme pour chaussure, par exemple supérieur à 60% par exemple supérieur à 80%, par exemple 100%.

On effectue la détermination de l'orientation d'un point à partir d'une image tridimensionnelle d'un objet (pied ou forme) , par exemple en formant une représentation de cet objet sous forme de facettes polygonales orientées de manière connue en soi (comme dans les formats de fichiers d'extension .STL, .PLY ou .Obj).

Puis, en considérant les facettes dont le point à orienter est un sommet, on fixe la normale au point considéré comme étant la somme des normales des facettes dont le point est un sommet, pondérée par la surface de chacune de ces facettes.

On détermine des premières 16 et deuxièmes 17 données d'orientation pour au moins un sous-ensemble respectivement du premier 10 et du deuxième 8 ensemble de points.

Les données ainsi déterminées sont des données supplémentaires d'orientation 16, 17 associées au premier 10 et deuxième 8 sous-ensemble de points et font correspondre, par exemple pour un objet point géométrique d'un ensemble (par exemple le barycentre de cet ensemble), un paramètre supplémentaire d'orientation.

Le paramètre supplémentaire d'orientation 16, 17 est constitué par exemple de trois coordonnées par exemple cartésiennes ou sous forme d'angle d'Euler.

Les moyens 12 de calcul forment ainsi des modèles à partir de ces données d'images 5, 9 tridimensionnelles.

On réalise alors au moins un premier modèle 18 de pied de l'utilisateur 2 (étape E5 figure 2A) . Le modèle 18 comprend, par exemple organisé en objet, l'image 5 tridimensionnelle du pied 7 utilisateur 2 comprenant le deuxième ensemble 8 de points et les deuxièmes données 16 d'orientation.

Plus précisément, les modèles comprennent au moins un ensemble de points regroupés sous forme de nuage de points indépendants les uns des autres. L'ensemble comprend les coordonnées des points dans un repère R donné, ces coordonnées étant associées par exemple dans un objet comportant les données supplémentaires relatives audit point considéré, par exemple les données d'orientation 16, 17 tel que trois coordonnées dans l'espace supplémentaires formant un vecteur d'orientation.

Par indépendant on entend plus particulièrement ici, qu'à ce stade, mise à part l'appartenance à un modèle donné, il n'existe pas de lien et/ou de donnée de lien, notamment d'association, entre les points.

On réalise également au moins un modèle 19 de forme pour chaussure 20 (étape E6 figure 2A).

Le modèle 19 de forme pour chaussure 20 comprend de manière similaire ou identique au modèle 18 de pied 7 de l'utilisateur 2, l'image 9 tridimensionnelle de forme pour chaussure 20 correspondant au premier ensemble 9 de points et les premières données 17 d'orientation associées pour au moins un sous-ensemble de points de ladite image 9, déterminé comme précédemment.

L'image 9 tridimensionnelle est obtenue par exemple par introduction de données (flèche 21) dans les moyens 12 de calcul du dispositif 1, par exemple à partir des moyens 14 d'introduction de données, ou à partir d'une base de données 22 (flèche 23), ou acquit (flèche 23').

Lorsqu'elle est acquise, l'image 9 tridimensionnelle peut se faire par exemple par moulage d'une chaussure 20 (par exemple par remplissage de mousse expansée de ladite chaussure), et acquisition (flèche 24) de l'image 25 tridimensionnelle dudit moulage 26 par les moyens 4 d'image tridimensionnelle du d'acquisition dispositif 1. Au moins

1'utilisateur le premier modèle 18 de pied de 2 et le modèle 19 de forme pour chaussure 20 sont transmis au moyen 12 de calcul.

Chaque modèle 18, 19 possède, au moins implicitement, son propre repère R, R' dans l'espace.

Les moyens 12 de calcul génèrent alors un espace global en trois dimensions avec son propre référentiel R'' et y importent lesdits modèles 18, 19 ou importent un desdits modèle dans le référentiel R, R' de l'autre.

On positionne alors dans l'espace (étape E7 figure 2A) , par les moyens 12 de calcul, lesdits modèles 18 de pied 2 par rapport audit modèle 19 de forme pour chaussure (ou inversement).

On applique pour ce faire, par les moyens 12 de calcul, un premier ensemble de premiers opérateurs auxdits modèles (étape E8 figure 2A).

Dans un mode de réalisation les étapes E7 et E8 sont réalisées simultanément et/ou en une seule étape.

Le premier ensemble de premiers opérateurs comprend notamment un opérateur de balançage/recalage global, opérateur de balançage/recalage fin, un opérateur d'association qui seront détaillés en référence aux figures 3 à 5.

L'application successive desdits premiers opérateurs permet d'obtenir un positionnement relatif par un recalage précis et ajusté des modèles permettant d'opérer de manière optimale des comparaisons notamment de distance entre points.

Ce positionnement s'effectue selon un premier critère d'optimisation déterminé.

Le premier critère d'optimisation déterminé est par exemple un critère d'alignement ou sensiblement alignement, par exemple suivant un plan longitudinal (plan sagittale).

Par exemple un tel alignement peut s'effectuer par alignement d'au moins une droite ou segment déterminé ou calculé à partir de chaque modèle à aligner et/ou mis en correspondance et/ou superposé.

On détermine alors, par exemple automatiquement par les moyens 12 de calcul, un second ensemble de seconds opérateurs par comparaison entre le modèle 19 de forme pour chaussure et le modèle 18 de pied utilisateur (étape E9 figure 2A).

Le second ensemble de seconds opérateurs comprend notamment un opérateur de détection de plan, un opérateur de détection de sphère, un opérateur de détection de points latéraux de forme pour chaussure, un opérateur de morphing, un opérateur de détection de points extrémaux d'un pied et un opérateur de génération de la forme de simulation, qui seront détaillés en référence aux figures 6 à 10.

L'application successive desdits seconds opérateurs permet d'obtenir la forme 3 de simulation.

Les seconds opérateurs sont agencés pour déterminer un ensemble de transformations à réaliser sur le modèle 18 de pied de l'utilisateur et/ou le modèle 19 de forme pour chaussure 20.

On applique à au moins un troisième sous-ensemble de points correspondant du modèle 18 de pied 7 de l'utilisateur 2 ou du modèle 19 de forme pour chaussure, lesdites transformations pour obtenir la forme 3 de simulation (étape E10 figure 2A).

Le troisième sous-ensemble de point est donc un sous-ensemble de point de l'un des modèles de pied ou de forme.

Par la suite les mêmes numéros de référence seront utilisés pour désigner des éléments identiques ou similaires.

Dans un mode de réalisation et en référence à la figure 2A, le procédé comprend une étape (étape Eli) préliminaire de détermination et/ou de choix du mode de fonctionnement par l'utilisateur 2.

Il comporte au moins un mode ou niveau de fonctionnement et plus précisément dans le mode de réalisation décrit ici il comprend deux niveaux de fonctionnement, respectivement un premier et un second mode.

Le premier mode, qui sera plus précisément décrit en référence à la figure 2B, permet de réaliser une forme 3 définitive ou de simulation pour la réalisation d'une chaussure 26 sur mesure en fonction du modèle 18 (intermédiaire) de pied 7 de l'utilisateur 2 , du modèle 19 (intermédiaire) de forme pour chaussure, dit de référence et d'un modèle 27 (intermédiaire) de pied, dit de référence, associé audit, et/ou issu dudit, modèle 19 de forme.

Le second mode, qui sera plus précisément décrit en référence à la figure 2C, permet de réaliser une forme 3 définitive ou de simulation pour la réalisation d'une chaussure 26 sur mesure en fonction du modèle 18 (intermédiaire) de pied 7 de l'utilisateur 2, et du modèle 19 (intermédiaire) de forme pour chaussure, dit quelconque.

Les moyens 13 d'interface du dispositif 1 comprennent des moyens 14 d'introduction de données qui comprennent des moyens de sélection tel que par exemple un commutateur ou bouton, physique ou virtuel, par exemple tactile sur les moyens 15 d'affichage.

Le choix s'effectue par exemple par activation desdits moyens de sélection (test Tl).

La détermination peut également se faire automatiquement en fonction des données entrées dans

Par exemple, en ou de données lesdits moyens 12 de calculs, l'absence d'entrée de données disponibles de modèle 27 de pied de référence, les moyens 12 de calcul déterminent automatiquement que le mode de fonctionnement est le second mode ou le premier mode sinon (étape E12 pour le premier mode et E13 pour le deuxième mode).

Dans un mode de réalisation correspondant à une mise en œuvre du deuxième niveau de fonctionnement, et également en référence à la figure 2B, on réalise deux modèles de pied respectivement le premier modèle 18 de pied 7 utilisateur 2 et le second modèle 27 de pied de référence.

Le second modèle 27 de pied de référence est construit de manière à être, et/ou considéré comme étant, un pied théorique optimal pour le modèle 19 de chaussure et donc de forme pour chaussure considérée.

On construit également le modèle 19 de forme pour chaussure 20.

Le modèle 19 de forme pour chaussure 20 et le second modèle 27 de pied intègrent les contraintes et spécificités géométriques et les notions de confort.

Le modèle 19 de forme pour chaussure 20 est par exemple un modèle formé à partir d'une modélisation par conception assistée par ordinateur issu du concepteur/artisant initial de la chaussure ou de l'acquisition d'une image tridimensionnelle de la forme utilisée pour la réalisation de la chaussure.

On positionne alors chaque modèle 18, 27 de pied, à savoir les premier et second modèles lorsque ce dernier a été réalisé, par rapport au modèle 19 de forme pour chaussure.

Le positionnement s'effectue comme préalablement indiqué et comprend successivement, pour chaque paire de modèle pied/forme, des étapes comprenant l'utilisation d'opérateurs de balançage/recalage global 28 et fin 29.

On obtient donc successivement par un balançage global pour chaque paire/couple de modèle une orientation commune de chaque modèle dans la paire, les volumes correspondants étant alors sensiblement superposés (résultat 30) puis par un recalage fin un positionnement optimal correspondant à une opération de chaussage d'une chaussure par un pied (résultat 31) .

On réalise alors une association d'au moins un ensemble de points du premier modèle (modèle 18 de pied 7 utilisateur 2) à au moins un ensemble de points du modèle de forme 19 pour chaussure par lesquels une d'association deuxième avec un exemple par un opérateur 32 d'associations par projection normale.

Le second modèle 27 de pied comprend un sousensemble de points pour information supplémentaire sous-ensemble de points du modèle 19 de forme pour chaussure est générée 34. L'information d'association est une donnée de formation de couple de points de modèles différents.

Par exemple, l'association comprend la génération d'une donnée supplémentaire indiquant pour chaque point le ou les points qui lui sont associés.

On effectue une association d'au moins un ensemble de points du premier modèle 18 (pied utilisateur) à au moins un ensemble de points du second modèle 27 de pied (référence) par exemple par un opérateur de morphing.

Le morphing associe également deux sous-ensembles de points du modèle 19 de forme et de celui 18 de pied 7 utilisateur 2 avec un algorithme différent 35.

On applique alors un opérateur 36 de génération de forme pour chaussure aux paires de modèles associées (premier modèle 18 de pied 7 utilisateur 2 /modèle de forme 19 pour chaussure et premier modèle 18 de pied 7 utilisateur 2 /second modèle 27 de pied référence) .

Un mode de réalisation d'un opérateur 36 de génération de forme pour chaussure sera décrit plus précisément en référence à la figure 10.

Par exemple, il part de l'idée que pour chaque point, l'espace et la position entre le modèle 19 de forme pour chaussure et le second modèle 27 théorique de référence qui a été virtuellement chaussé par des opérations de positionnement 28, 29 dans ledit modèle 19 de forme, représente un espace et une position considérée comme optimale.

Un point du second modèle 27 étant associé d'une part à un point du modèle 19 de forme pour chaussure et d'autre part à un point du premier modèle 18 de pied 7 utilisateur 2, on détermine par exemple un vecteur de différence entre le second modèle 27 de pied et du modèle 19 de forme pour chaussure que l'on répercute par exemple par translation la différence, au premier modèle 18 de pied 7 utilisateur 2 pour déterminer un point de la forme pour chaussure définitive de simulation 3.

Dans un mode de réalisation, on détermine par calcul, une transformation, par exemple affine, minimisant itérativement la distance entre les points translatés par l'opérateur 36 de génération de forme et le modèle de forme pour chaussure.

On réalise cette réduction de distance par un algorithme d'ICP (acronyme anglais de Iterated Closest Point, ou Itérative Corresponding Point) connu en soi.

Dans un mode de réalisation correspondant à une mise en œuvre du premier niveau/mode de fonctionnement, et également en référence à la figure 2C, on ne construit que le seul premier modèle 18 de pied utilisateur.

On construit également le modèle 19 de forme pour chaussure.

Le modèle 19 de forme pour chaussure est alors un modèle quelconque.

On réalise alors l'étape de positionnement et on applique des opérateurs de balançage/recalage global

28	et	fin 29	entre le modèle	18 de pied utilisateur
et	le	modèle	de	forme 19	pour	chaussure.
	On	détecte	(étape	37)	alors des portions

caractéristiques (étape 37') déterminées des modèles.

On identifie ensuite au moins un des éléments suivants, chaque élément étant défini par un ensemble de points de modèle et/ou par une équation dont les solutions correspondent à au moins un point du modèle considéré :

une portion inférieure de forme plane, dit premier plan d'appui correspondant ou sensiblement correspondant au plan d'appui, et une portion de voûte plantaire respectivement du modèle 19 de forme pour chaussure et du modèle 18 de pied utilisateur, et/ou des éléments d'emboîtage d'un modèle dans l'autre tel que par exemple une portion sphérique et une portion de talon respectivement du modèle 19 de forme pour chaussure et du modèle 18 de pied utilisateur, et/ou des points extrémaux correspondant ou sensiblement correspondant aux extrémités d'un axe d'articulation métatarsienne sur le modèle 18 de pied 7 de l'utilisateur 2 et deux points associés ou correspondants sur le modèle 19 de forme.

On réalise alors une étape 35' de morphing entre le modèle 18 du pied 7 utilisateur 2 et un troisième modèle 38 (figure 1) de pied nominal construit préalablement.

Le troisième modèle 38 de pied nominal est un modèle de pied représentant un pied physique quelconque ou considéré comme quelconque.

Le pied quelconque est déterminé de manière à représenter une forme de pied statistiquement quelconque ou un pied particulier choisi pour sa faible distinctivité. Par exemple ce modèle de pied comprend des longueurs et distributions relatives d'orteils, des positions et des dimensions de malléoles, les plus couramment représentés dans un échantillon d'une population humaine donnée.

On identifie alors pour chaque modèle un repère et on réalise une opération 39 de recalage.

Plus précisément, l'identification de portions inférieures, des éléments d'emboîtage et des points extrémaux ayant été réalisés, on choisit une origine au repère, par exemple les centres des sphères détectées dans une étape précédente (éléments d'emboîtage par exemple).

On associe à l'origine :

- un vecteur normal au premier plan d'appui,

- un vecteur générant une droite passant par les projections orthogonales plan d'appui de l'origine et le milieu du segment reliant les point extrémaux de l'axe de l'articulation métatarsienne et dans le sens origine vers point milieux,

- le produit vectoriel des deux vecteurs précédents déterminant le troisième vecteur du repère.

On détermine (étape 40) la transformation rigide qui envoie le repère ainsi formé pour le modèle 18 de pied 7 utilisateur 2 sur le repère du modèle 19 de forme pour chaussure et on applique ladite transformation au modèle 18 de pied 7 utilisateur 2.

On applique alors un opérateur 41 de formation par adaptation dans lequel :

On isole par exemple par extraction d'abord une portion de modèle correspondant à des quatrième et cinquième sous-ensembles de points desdits modèles. Ces sous-ensembles correspondent respectivement à la portion d'extrémité du pied (bout) et de la forme (bout) pour chaussure et à leur complémentaire (corps) dans l'ensemble de points du modèle considéré. Les points de bout sont définis comme ceux situés de l'autre côté du plan qui contient la droite qui relie les deux points extrémaux du pied et orthogonal au plan de la voûte ou du plan d'appui.

On isole ensuite un sixième et septième sousensembles de points respectivement des modèles de pied et de forme dans l'ensemble des points du corps (cinquième sous-ensembles).

Le sixième sous-ensemble comprend les points de la portion de voûte plantaire et d'une portion inférieure correspondante du modèle de forme 19 pour chaussure et on extrait dans le modèle 18 de pied 7 utilisateur 2 les points associés aux points du modèle 19 de forme pour chaussure.

On calcule la transformation qui adapte les portions caractéristiques (un des cinquième sousensembles et le septième sous-ensemble) du premier modèle 19 de forme pour chaussure aux points des portions caractéristiques (un des quatrième sous3053816 ensembles et le sixième sous-ensemble) du modèle 18 pied.

Comme représenté sur la figure 11, on réalise cette transformation par exemple par composition de trois transformations dans trois directions indépendantes correspondant exactement ou sensiblement aux axes de longueur, largeur et hauteur des modèles de pied et de forme.

La première de ces trois transformations est une transformation d'étirement le long de la direction de longueur (Flèche E_ti) du modèle de forme F.

Le facteur d'étirement (rapport entre les longueurs suivant l'axe d'étirement donnée avant et après étirement) est calculé de sorte à ce que la transformation une fois appliquée au septième sousensemble du modèle de forme F fait coïncider la longueur entre deux points P_fi, P_f2 sur la direction de la longueur du modèle de forme avec la longueur entre deux points P_pi, P_p2 sur la direction de la longueur l_p du modèle de pied Pi, la distance pouvant être choisie comme euclidienne, ou comme la longueur d'une géodésique sur une surface implicitement décrite par les points des sixièmes sous-ensembles des modèles de forme et de pied.

Ces deux points peuvent être par exemple la projection du centre d'une sphère par association normale sur le sixième ou septième sous-ensemble de point du modèle de pied ou de forme, et l'association par projection normale du milieu des deux points extrémaux de l'axe métatarsien du modèle de pied ou de forme sur ces mêmes sous-ensembles.

La deuxième transformation est une transformation similaire à la première mais dans la direction de la largeur (flèche E_t2) du modèle de forme. Les deux points P'fi, P'_f2, P'_p±, P'_p2 utilisés pour calculer les distances qui doivent être égales après transformation peuvent être par exemple la projection par association par projection normale des points extrêmaux de l'axe métatarsien du modèle P± de pied ou de forme F sur un sous-ensemble de point du modèle de pied ou de forme correspondant respectivement à la voûte ou à la première de forme.

La troisième transformation est une transformation d'étirement dans le sens de la hauteur (flèche E_t3) du modèle F de forme, qui après appliquée au modèle de forme fait coïncider la longueur de la circonférence C_iri d'une portion du nuage de points du modèle F de la forme comprise entre deux plans parallèles avec la longueur de la circonférence C_ir2 d'une portion du nuage de points du modèle P± de pied comprise entre deux plans parallèles.

Par exemple, des deux plans peuvent être pris de part et d'autre de la frontière entre le bout et le corps du modèle de forme F et entre le bout et le corps du modèle P± de pied, ou de part et d'autre d'un plan contenant la direction de largeur du modèle Pi de pied ou de forme F et faisant un angle d'une valeur déterminée avec la direction de longueur du modèle de pied ou de forme.

Une valeur de cet angle peut être comprise par exemple en 0,5 rad et 1,5 rad par exemple entre 0,7 rad et 1 rad par exemple 0,7 9 rad, correspondant sensiblement avec une circonférence (section transverse) au niveau du cou de pied (cheville) dans un modèle de pied ou de forme.

La partie centrale complémentaire (le corps, ou cinquième sous ensemble, moins les sixième et septième ensembles de points) restante du nuage (avant isolement des sous-ensembles) transformée par ou similaire du une aux initiale modèle de forme est transformation identique transformations d'étirement précédemment décrites.

On ajuste la portion de partie centrale complémentaire de la première de forme extraite pour la faire coïncider sur sa frontière avec la partie centrale complémentaire du nuage traitée.

On trouve la transformation affine du quatrième ensemble de point du bout de la forme qui fait coïncider au mieux sa frontière avec la frontière du cinquième ensemble de points de la partie centrale de corps avec laquelle il doit être en contact tout en préservant les proportions géométriques du quatrième ensemble de point du bout de la forme.

Par exemple, les facteurs de cette transformation affine dans la direction de hauteur et de largeur du modèle 19 de forme peuvent être déterminés de manière à faire coïncider au mieux la frontière du bout avec la frontière du corps du modèle de forme. Le facteur d'étirement dans la direction de longueur de forme peut être fixé comme égal au produit des deux facteurs d'étirements précédemment calculés.

La frontière est par exemple, l'ensemble de points de la périphérie d'un modèle ou d'une partie d'un modèle selon une section, à une extrémité du modèle ou de la partie dudit modèle, par exemple la section frontale des circonférences Ci_ri et Ci_r2 sur la figure

11.

La figure 3 présente schématiquement différents états d'un opérateur 28 de balançage global ou recalage global. Par balançage global on entend plus particulièrement ici, une opération de positionnement relatif dans l'espace et/ou dans un repère, de deux modèles 42, 43 l'un par rapport à l'autre de sorte qu'au moins une direction caractéristique 44, 45, 46 et 47, 48, 49 relative à chaque modèle soit sensiblement alignée l'une avec l'autre.

Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, les nuages de points correspondent respectivement aux nuages de modèle 18 de pied et de modèle 19 de forme pour chaussure ou respectivement aux nuages de modèles 18 et 27.

Par direction caractéristique 44, 45, 46 et 47, 48, 49 on entend plus particulièrement ici, une courbe, par exemple orientée et sensiblement rectiligne, générée à partir des données d'un modèle et associées à celui-ci.

Pour chaque modèle 42, 43 les moyens 12 de calcul définissent et/ou calculent un point 50, 51 de centrage ou de référence appartenant de chaque modèle 42, 43 et appartenant ou non au nuage de point dudit modèle.

Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, les points de centrages sont calculés pour former un point supplémentaire du modèle. Le calcul peut par exemple être celui de la détermination d'un isobarycentre de chaque nuage.

Dans un mode de réalisation les moyens 12 de calcule déterminent au moins une direction caractéristique 44, 45, 46 et 47, 48, 49, par exemple en effectuant, de manière connue en soi de l'homme du métier, une étape de calcul par SVD (acronyme anglais de singular value décomposition connu en français sous la dénomination décomposition en valeur singulière).

Pour chaque modèle 42, 43 de pied ou de forme pour chaussure, on détermine une première direction 46, 47 de la longueur ou sensiblement de la longueur du modèle en identifiant un point qui vérifie un deuxième critère de position déterminée par rapport au point de référence/centrage.

Le deuxième critère de position valide ici, par exemple le point ayant la plus grande distance entre lui et le point de référence/centrage ou celui dont la droite passant par ce point et le point de référence/centrage a une direction colinéaire ou sensiblement colinéaire avec un vecteur propre de la matrice issue du calcul de SVD pour le modèle 19 de forme pour chaussure.

On détermine alors pour chaque modèle 18, 42 de pied ou de forme 19, 43 pour chaussure, une deuxième direction 44, 49 en identifiant un point vérifiant un troisième critère de position déterminée par rapport à une droite 52, 53 passant par le point de référence dudit modèle et dirigée par la direction de la longueur ou sensiblement la longueur dudit modèle.

Le troisième critère déterminé de position valide par exemple le point dont la distance à la droite 52, 53 est la plus grande, ou le point dont la droite passant par ce point et le point de référence a une direction colinéaire ou sensiblement colinéaire avec un vecteur propre de la matrice issue du calcul de SVD pour le modèle de forme pour chaussure.

On détermine alors une troisième direction 45, 48 formant une base avec les premières 46, 47 et deuxièmes 44, 49 directions.

Les moyens 12 de calcul génèrent alors pour chaque modèle 42, 43 un ensemble de trois directions 44, 45, 46 et 47, 48, 49 caractéristiques formant une base de l'espace.

Pour chaque modèle on associe le point de centrage et les directions caractéristiques 44, 45, 46 et 47, 48, 49 de manière à former un repère Rl, R2 du modèle.

Le procédé comprend alors une étape 54 de superposition des au moins deux modèles 42, 43 ou d'envoi d'un modèle sur l'autre. Les points 50, 51 de centrages de chaque modèle 42, 43 sont mis en coïncidence et/ou superposition, l'ensemble des nuages de points de chaque modèle étant déplacés de manière identique (même vecteur de déplacement) au déplacement du point de centrage considéré.

Par exemple on construit pour chaque modèle 18, 42 de pied, un troisième opérateur 55 qui envoie le repère Rl du modèle 18, 42 de pied 7 utilisateur 2 sur le repère R2 d'un modèle 38 de pied ou de forme 19 pour chaussure en minimisant un quatrième critère déterminé et on l'applique à chaque modèle intermédiaire de pied.

Le quatrième critère déterminé est par exemple l'écart quadratique moyen en distance et/ou angle, entre les directions caractéristiques de chaque modèle.

Pour un modèle donné on détermine et/ou choisit un ensemble de points dudit modèle. On associe par un opérateur 32 de projection normale les points choisis à leurs points correspondant d'un autre modèle, comme il sera plus précisément décrit en référence à la figure 5.

On simule alors les combinaisons possibles d'association des trois vecteurs de repère RI, R2 des modèles de pied à ceux du modèle de forme.

Plus précisément, les combinaisons comprennent, les six transformations par permutation associant les directions des vecteurs de base des modèles de pied à ceux du modèle de forme pour chaussure et pour chacune desdites six permutations, on simule également les huit associations par sens desdits vecteurs.

Par exemple, pour les permutations, étant donné un premier repère (A;B;C) et un second repère (D;E;F), une permutation correspond à une association du type ([A,D];[B,E];[C,F]) ou ([A , D]; [B , F]; [C , E]) ou ([A ,E];[B ,D];[C ,F]) ou ([A ,Ê]; [B , F]; [C , D]) ou ([A,F];[B ,D];[C,F]) ou ([A ,F];[B ,F];[C ,D]) .

Une association par sens correspond à une transformation qui, a un couple de vecteurs, associe entre eux lesdits vecteurs en étant soit dans le même sens soit dans un sens inverse, par exemple une association par sens associe pour la permutation ([A , D]; [B , E]; [C , F]) donnée, les vecteurs AàD dans le même sens, BàEdans le même sens et CàF en sens inverse l'un de l'autre.

Les combinaisons sont donc au nombre de quarantehuit .

A chacune de ces simulations 54, 56, 57, 58, on minimise itérativement la distance entre les deux nuages de points. Cette minimisation est effectuée par un recalage d'image.

Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, on recale/rapproche les images tridimensionnelles ou modèles par un algorithme d'ICP.

On effectue au moins une itération, par exemple au moins deux itérations, par exemple cinq itération d'ICP pour chaque simulation.

On sélectionne la transformation rigide finale qui minimise un critère donné, par exemple, le carré moyen de la distance entre les paires de points associés entre le nuage de points transformé/rapproché et le nuage référence.

Les figures 4A à 4C présentent de manière schématique des étapes résultant d'un opérateur 29 de balançage fin ou recalage fin. Par balançage fin on entend plus particulièrement ici, une opération de positionnement relatif dans l'espace de deux modèles préalablement balancés/recalés globalement l'un par rapport à l'autre de sorte que les deux modèles ont au moins une de leur direction caractéristique sensiblement alignée.

A ce stade les deux modèles sont orientés ou sensiblement orientés dans le même sens dans un repère commun.

On détermine une transformation déterminée qui minimise un cinquième critère déterminé entre un nombre déterminé de points 59 d'un modèle de pied et les points 60 correspondants associés du modèle de forme pour chaussure, et on applique la transformation déterminée au modèle de pied.

L'opérateur de balançage fin comprend donc une étape d'association par le quatrième opérateur 32 d'association par exemple par projection normale, entre lesdits points.

On sélectionne pour ce faire un nombre déterminé de points 62 de contrôle, par exemple supérieur à 1% du nombre total de points du modèle, par exemple supérieur à 5%, par exemple 10%.

On utilise alors l'opérateur 32 de projection normale avec le cinquième critère déterminé par exemple une valeur de seuil de distance déterminée par exemple proportionnelle à une distance donnée d'un modèle.

La distance peut être prise entre des points des modèles déterminés ou calculés à partir de ceux-ci. Par exemple la distance déterminée est calculée par les moyens 12 de calcul pour être la plus grande distance entre un point 62 appartenant au modèle et un point calculé, par exemple un isobarycentre, ou le centroïde du modèle considéré.

La valeur proportionnelle de seuil est alors comprise entre 5% et 50% de la distance déterminée, par exemple comprise entre 10% et 40%, par exemple 25%.

On recale/balance finement les images tridimensionnelles ou modèles par un algorithme d'ICP. On effectue autant d'itération de l'opérateur que nécessaire pour que la différence entre écart moyen de distance entre les points du modèle de pied et ceux associés du modèle de forme pour chaussure de l'itération précédente et de l'itération actuelle soit inférieure à un seuil déterminé.

La différence d'écart moyen de distance di,i;d2, ± ; ch,i (i entier naturel représentant l'itération) entre les points de contrôle et leurs points correspondants associés entre deux itérations est donc inférieure à un seuil S déterminé.

Le seuil déterminé est par exemple inférieur à 1%, par exemple inférieur à 0,25%, par exemple 0.1% de la distance avant le dernier ICP.

La figure 5 présente de manière schématique le résultat d'un opérateur 32 d'association. Dans ce mode de réalisation l'association est réalisée par projection normale. Par association par projection normale on entend plus particulièrement ici, une opération d'association d'un point source 63 orienté et d'un point 64 de référence appartenant chacun à un nuage de points différents.

On détermine une ligne 65 passant par le point source 63 porté par son vecteur 66 d'orientation. On pré-qualifie dans le nuage de points 67 référence, les points 68 étant à une distance D du point source inférieure à un seuil de distance déterminé (d <D).

On attribue à chaque point 68 pré-qualifié du nuage de point 67 référence un score en fonction de la distance el, e2, e3,...e_N (N entier naturel) entre le point et ladite droite. On sélectionne le point référence ayant le plus petit score.

On établit alors une information supplémentaire d'association entre le point 63 source et le point référence 64 finalement retenu.

La figure 6A présente de manière schématique le résultat d'un opérateur DP de détection de plan 69 ainsi que les points 70 formant une voûte plantaire. Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, l'opérateur de détection de plan est formé à partir d'un opérateur connu de l'homme du métier sous la dénomination opérateur de Ransac (acronyme anglais de RANdom SAmple Consensus) destiné à la détermination des aberrations dans des séries de données.

La figure 6A montre un modèle tridimensionnel de forme pour chaussure et le plan 69 déterminé à partir dudit modèle.

Le plan 69 est un plan d'appui d'un modèle de pied ou de forme pour chaussure.

Les opérations de cette détection de plan sont illustrées sur la figure 6B.

On choisit une valeur seuil de position et une valeur seuil d'orientations déterminées. La valeur de seuil de position est par exemple inférieure à 100 unité de distance, par exemple inférieure à 50 unité de distance, par exemple 20 unité de distance. La valeur de seuil d'orientation est par exemple inférieure à 0.5 radiants, par exemple inférieure à 0.1 radiants, par exemple 0.02 radiants.

Pour chaque point orienté d'un nuage de points, on détermine le plan P passant par ce point et orthogonal à son vecteur d'orientation.

On sélectionne le sous-ensemble de points orientés dudit nuage dont la distance 11, 12, 13, 14, 15, 16 avec le plan considéré est inférieure ou égale au seuil de position Sp et dont l'angle βΐ,β2,β3,β4,β5,ββ formé entre le vecteur d'orientation du point considéré avec le vecteur normal au plan (ou vecteur d'orientation du point générateur) est inférieur ou égal au seuil d'orientation So.

On associe à chaque plan ainsi définit un score correspondant au nombre de points du sous-ensemble ainsi défini et positionné dans l'espace du côté du plan vers lequel point le vecteur d'orientation du point considéré.

On sélectionne le plan P ayant le score le plus élevé.

Dans un mode de réalisation on recalcule les paramètres du plan qui approxime le mieux les points sélectionnés. Le plan calculé est celui qui minimise un critère de distance avec les points sélectionnés, comme par exemple la distance quadratique moyenne des points sélectionnés au plan calculé. Une manière de calculer ce plan est de déterminer si le nuage de points formé par les points sélectionnés est sensiblement contenu dans un plan remarquable du repère des points sélectionnés, comme le plan contenant les deux premiers éléments de la base du repère. Si le nuage formé par les points sélectionnés est sensiblement contenu dans ce plan remarquable, on estime les paramètres du plan qui approxime le nuage en utilisant une paramétrisation par la troisième variable du repère z = f(x,y). Si le nuage formé par les points sélectionnés n'est pas sensiblement contenu dans le plan remarquable évoqué, on peut utiliser une paramétrisation du type x = g (y, z) ou y=h(x,z) pour calculer les paramètres du plan qui minimise le critère de distance quadratique moyenne pour les points sélectionnés.

Sur la figure 7A sont représentés deux modèles 71, 72 de formes et deux modèles de pied 73, 74 selon un mode de réalisation de l'invention.

Un premier modèle de pied 73 ou un premier 71 modèle de forme comprend des huitième et neuvième sous-ensembles de points formant respectivement un talon 75 et une zone 76 d'emboîtage.

Sur le second modèle de pied ou second modèle de forme on a représenté un ensemble de points formant une sphère ou sensiblement une sphère correspondant auxdits talon et zone d'emboitage.

Les figures 7B à 7D montrent un état dans les étapes de détermination desdites sphères, selon un mode de réalisation de l'invention, dans lesquelles on détermine dans un modèle de pied, ou respectivement de forme pour chaussure, un ensemble de points sensiblement formant une portion sphérique du modèle correspondant au talon du modèle de pied, respectivement à la zone d'emboîtage du modèle de forme de chaussure.

On détermine une sphère dont le centre 80 est par exemple le point qui minimise la somme des distances aux deux droites 81, 82 passant par chacun des points 83, 84 initiaux et portées par leur vecteur 85, 86 d'orientation.

On calcule le rayon r par exemple par détermination de la distance moyenne des deux points 83, 84 considérés au centre 80 calculé.

On choisit une valeur seuil de position et une valeur seuil d'orientations déterminées. La valeur de seuil de position est par exemple inférieure à 20 unités de distance, par exemple inférieure à 10 unités de distance, par exemple 5 unités de distance. La valeur de seuil d'orientation est par exemple inférieure à 1 radiant, par exemple inférieure à 0.25 radiant, par exemple 0.1 radiant.

On sélectionne le sous-ensemble de points orientés dudit nuage dont la distance avec la sphère considérée est inférieure ou égale au seuil de position et dont l'angle formé entre le vecteur d'orientation du point considéré avec la droite passant par le centre et le point considéré est inférieur ou égal au seuil d'orientation.

Dans un mode de réalisation on détermine au moins une grandeur de tolérance ε non nulle et on ajoute cette grandeur à la valeur seuil de position et/ou la valeur seuil d'orientations pour effectuer les comparaisons de distance et d'angle.

On associe à chaque sphère ainsi définie un score correspondant au nombre de points du sous-ensemble ainsi défini.

On compare le score de comparaison avec le score obtenu et si le score obtenu est supérieur audit score de comparaison, on conserve la valeur du score obtenu comme nouveau score de comparaison à conserver et/ou mémoriser.

On détermine la sphère par itération de calcul d'un score et comparaison des scores obtenus entre deux itérations.

La détermination comprend un nombre déterminé limité d'itérations. Ce nombre dépend du nombre de combinaisons possibles de choix de deux points parmi l'ensemble des points d'un modèle et lui est inférieur. Le nombre déterminé est par exemple supérieur à 500, par exemple supérieur à 5000 par exemple 10000.

Après une détermination d'un premier score de comparaison égale à zéro, on sélectionne de manière aléatoire, ou non, deux points possédant une orientation dans un modèle déterminé.

On sélectionne la sphère associée au dernier score de comparaison conservé.

Nous allons décrire un opérateur de détection des points latéraux d'une forme comprenant une étape de détection d'un axe métatarsien dans laquelle on détecte dans un modèle de pied ou de forme pour chaussure deux points extrémaux sensiblement correspondant à un axe métatarsien en référence à la figure 8.

La détermination desdits points comprend une étape de projection, par exemple orthogonale, sur un plan 90 du modèle de forme pour chaussure.

Le plan 90 est par exemple un plan d'appui détecté par un opérateur de détection de plan ou sensiblement parallèle à lui.

Par sensiblement parallèle on entend ici un plan formant des angles avec le plan d'appui, dont l'angle maximal est inférieur à un seuil déterminé par exemple compris entre 0,1 rad et 0,5 rad par exemple 0,25 rad.

On obtient alors une surface finie dans un plan comprenant une enveloppe 91 extérieure.

Ladite surface comprend deux sous-ensembles de points, une partie proximale 92 de talon et une

partie	distale	93	métatarsienne,	convexe,	reliées
entre	elles par	une	troisième partie	94 de liaison.
Les	parties	92	talon et métatarsienne	sont de

largeur (sens frontale) maximale supérieure à celle de la troisième partie 94 de liaison.

On détecte alors un premier segment 95 d'un côté interne de la surface dans le sens longitudinal (sens sagittale) . Le premier segment 95 est le plus long segment entre deux points correspondant à l'enveloppe respectivement des parties talon et métatarsienne, ledit segment étant extérieur à la surface.

Par segment extérieur à la surface on entend que l'ensemble des points de la surface en vis-à-vis du segment par projection sur le plan sagittale est d'un seul côté dudit segment.

Le premier segment relie du côté de la partie talon un point d'emboîtage interne et à l'autre extrémité un point d'articulation interne.

On	détecte	alors	un	second segment d'un côté
externe de la	surface	dans	le sens longitudinal (sens
sagittale).
Le	second	segment	96	est le plus long segment
entre	deux	points	correspondant à l'enveloppe

respectivement des parties talon et métatarsienne, ledit segment étant extérieur à la surface.

Pour chaque segment 96 testé de manière itérative, on vérifie une condition angulaire.

Pour vérifier le respect de la condition angulaire par le second segment testé, on détermine le point projeté B sur le plan de 1'isobarycentre du nuage de points de la forme.

On projette orthogonalement, le point projeté de isobarycentre B sur le premier segment et le second segment testé pour obtenir respectivement les points B1 et B2 sur lesdits segments.

On vérifie l'angle formé par (B1,B,B2) soit supérieur à un seuil déterminé par exemple 40°, par exemple 45°.

Le premier segment 95 relie du côté de la partie talon un point d'emboîtage externe et à l'autre extrémité un point d'articulation externe.

Dans un mode de réalisation on détermine que les extrémités du segment sont des points d'emboîtage ou d'articulation par comparaison de leur distance par rapport à la projection du centre de la sphère détectée par l'opérateur DS de détection de sphère, la plus grande distance correspondant aux points d'articulations.

Dans un mode de réalisation on détermine un opérateur DPE de détection de point extrémaux d'un modèle de pied.

Cet opérateur comprend en entrée un nuage de points orientés de modèle de pied et un nuage de points orientés de troisième modèle de pied nominal.

On détermine préalablement les points extrémaux de l'axe métatarsien sur le pied nominal.

On réalise un recalage d'images, par exemple comme précédemment décrit, dudit modèle de pied de l'utilisateur avec le troisième modèle de pied nominal.

Dans un mode de réalisation on réalise un balançage fin ou recalage fin dudit modèle de pied de l'utilisateur avec le troisième modèle de pied nominal.

On réalise alors un morphing des deux modèles de pied (utilisateur et nominal).

Il en résulte une association des points du modèle de pied nominal dont les points extrémaux avec ceux du modèle de pied utilisateur.

On applique alors un sixième critère déterminé pour déterminer les points extrémaux du modèle de pied utilisateur.

Par exemple, le sixième critère déterminé correspond au choix du point du modèle de pied utilisateur le plus du point extrémal associé du troisième modèle de pied nominal parmi l'ensemble des points associés aux points extrémaux.

Dans un mode de réalisation la projection normale dans le premier plan du centre de la sphère du talon ou de l'élément d'emboîtage ainsi que les points extrémaux du modèle de pied ou de forme sont envoyés/superposés aux points correspondants du modèle de pied ou de forme correspondant.

Sur la figure 9 sont représentés des états d'un opérateur de morphing. Le morphing est ici entendu comme une opération d'association de point de deux nuages de points.

Par exemple, pour au moins un nombre déterminé de points d'un premier nuage, on détermine l'ensemble 93 de points dudit nuage, au voisinage du point considéré, par exemple à une distance inférieure à un seuil déterminé.

Le nombre déterminé est par exemple supérieur à 50% du nombre total de points du nuage considéré, par exemple supérieur à 80%, par exemple 100%.

Le seuil déterminé est par exemple choisi de sorte que le nombre de points du nuage dans ledit voisinage soit inférieur à un seuil en pourcentage déterminé du nombre total de points du nuage.

Par exemple le seuil en pourcentage déterminé du nombre total de points du nuage est inférieur à 5%, par exemple inférieur à 2% par exemple 1%.

On associe, par exemple par projection normale, un point dudit voisinage du premier nuage de point à un point d'un second nuage 94 de point.

On effectue un recalage de l'ensemble des points du voisinage considéré sur l'ensemble des points du second nuage associé auxdits points du premier nuage.

Le recalage est par exemple réalisé par au moins une itération d'ICP.

On associe à chaque point du premier nuage le point qui lui est associé par l'ICP.

Sur la figure 10 on a représenté les états des étapes d'un opérateur de génération de forme.

Pour chaque point P_pr d'un modèle 95 de pied associé à un modèle 96 de forme, on identifie le point P_fE associé dans le modèle 96 de forme pour chaussure.

On détermine un vecteur 97 de formation ayant pour origine le point P_pr du modèle de pied et pour extrémité le point P_fr associé du modèle de forme pour chaussure.

On détermine le point P_pc du modèle 98 de pied utilisateur associé à celui du modèle 95 de pied.

On détermine un point P_fc de forme 99 pour chaussure en translatant le point P_pc du modèle 98 de pied utilisateur par le vecteur 97 de formation.

Dans un mode de réalisation on utilise un opérateur de formation par adaptation.

On va maintenant décrire la réalisation d'une forme pour chaussure de simulation en référence aux figures 1 et 2.

Un utilisateur 2 se présente, par exemple directement dans un magasin de chaussure.

Il dispose au moins un de ses pieds 7 ou les deux successivement ou non dans des moyens 4 d'acquisitions d'image tridimensionnelle, par exemple un scanner tridimensionnelle qui acquière une image du ou des pieds 7.

L'utilisateur 2 sélectionne alors, par exemple par des moyens 14 de sélection de moyens 13 d'interface du dispositif 1, s'il désire faire réaliser une forme 3 pour chaussure choisi dans un catalogue (par exemple virtuel) de modèle de chaussure pour lesquels une base 22 de donnée du dispositif 1 comprend un modèle 19 de forme pour chaussure adaptée et un modèle 27 de pied de référence correspondant, ou s'il désire obtenir une forme pour chaussure 20 par exemple à partir d'un modèle 25 de chaussure dont il s'est préalablement muni.

L'utilisateur 2 choisi donc entre un premier ou un second mode de fonctionnement.

Dans le premier mode de fonctionnement, l'utilisateur visualise sur les moyens 15 d'affichage le modèle qu'il désire et introduit par les moyens 13 d'interface, les données pertinentes tel que par exemple sa pointure, son poids ou son âge.

L'utilisateur 2 n'a alors aucune autre opération à réaliser.

Dans le second mode de fonctionnement, l'utilisateur 2 doit par exemple introduire la chaussure 20 dans les moyens 4 d'acquisition d'image et demander au dispositif de générer un modèle numérique de forme 19.

Une fois cette opération réalisée ici encore l'utilisateur 2 n'a pas d'autre opération à réaliser.

Les moyens 12 de calcul génèrent alors automatiquement et sans autre intervention un modèle de forme de simulation 3 adapté au(x) pied (s) de l'utilisateur 2 qui peut par exemple alors en commander la création de ladite forme 3 de simulation par exemple matériellement 100 par des moyens de création de forme (flèche 101) par exemple du type imprimante tridimensionnelle (non représentée) ou du type machine à enlèvement de matière comme un tour de forme ou une fraiseuse à commande numérique.

Nous allons également décrire un opérateur de changement de cambrure de modèle de forme comprenant une étape de découpage en tranche (section frontale) du modèle et une étape d'alignement de ces tranches sur un profil cible en référence à la figure 12. Un profil est défini comme une courbe incluse dans un plan sans auto-intersection.

Un profil inférieur 102 du modèle de forme 103 est déterminé, par exemple par projection normale dans la direction de hauteur du modèle de forme d'un ensemble de points d'une droite 104 passant par un point remarquable du modèle de forme, par exemple le centre de la zone d'emboîtage 105, dont la direction coïncide exactement ou sensiblement avec la direction de longueur 106 du modèle de forme. On obtient le profil inférieur en associant ces points à des points

dans la	moitié	inférieure	du modèle	de	forme,
déterminée	par un	critère d'	orientation,	par	exemple
déterminée	comme	la partie	formée par	les	points

vérifiant un certain critère d'orientation avec la direction utilisée pour la projection normale, par exemple en retenant et/ou qualifiant les points dont la direction fait un angle en valeur absolue inférieur à 90° avec la direction utilisée pour la projection normale. On localise les points associés aux points de la droite 104 avec un opérateur d'association par projection normale. On projette de manière orthogonale ensuite les points du modèle de forme localisés pendant l'association dans un plan médian dans la largeur du modèle de forme, par exemple le plan 107 contenant un point remarquable du modèle de forme, par exemple l'origine du modèle forme, et deux directions coïncidant exactement ou sensiblement avec les directions de longueur et de largeur du modèle de forme.

Un profil central 108 est déterminé de manière à coïncider sensiblement avec la zone déterminée ou définie comme la moins déformable du pied, une ligne osseuse qui part du centre du talon jusqu'au bout des orteils. Cette ligne peut être estimée par un critère de distance par rapport au profil inférieur, par exemple en déplaçant chaque point du profil inférieur d'une longueur donnée, par exemple supérieure ou égale à 1 cm, par exemple 2 cm, dans le sens de la normale au profil en chaque point.

Le modèle de forme est découpé en tranches 109 en des points de coupure 110 espacés selon un critère de distance le long du profil central, par exemple tel que la longueur par arc le long du profil soit constante entre chaque point de coupure. Les frontières des tranches 111 sont des plans orthogonaux au profil central et passant par les points de coupure.

Le nombre de tranches peut être fixé à une valeur supérieure à un pourcentage du nombre de points dans le nuage du modèle de forme. Cet opérateur fonctionne aussi quand on prend des tranches infiniment fines (tranche théorique d'épaisseur nulle ou par exemple inférieure au micromètre).

L'orientation de la tranche est déterminée en fonction de l'orientation des deux faces de la tranche, par exemple comme moyenne de ces orientations, ou par les deux points du profil central les plus proches des deux faces de la tranche, par exemple la direction de la droite qui passe par ces deux points. L'orientation cible est une direction déterminée à partir des points du profil cible, plat 111 pour l'opération d'aplatissement et incurvé 112 pour l'opération de courbage, supposé inscrit dans le même plan gue le profil inférieur. Par exemple, on peut déterminer la direction cible d'une tranche comme la direction du vecteur formé en calculant la différence entre le point du profil cible le plus proche de la face avant de la tranche et celui le plus proche de la face arrière de la tranche.

La rotation appliquée à la tranche est une rotation axiale qui permet d'aligner la tranche avec la direction cible.

Une manière de déterminer la direction de l'axe est de prendre comme direction celle de la normale au plan contenant les profils inférieurs et cible.

L'angle de la rotation est déterminé par un critère angulaire entre la direction de la tranche et la direction cible, par exemple la différence angulaire entre deux vecteurs de ces directions respectives dans le plan dans lequel les profils inférieur et cible sont inscrits.

Le centre de la rotation est choisi sur le profil central par un critère de distance le long du profil central, par exemple le point 113 à distance égale des deux points de coupure de la tranche au sens de la distance de longueur par arc.

On retient alors l'enveloppe externe 116 du nuage de points obtenu comme modèle de forme après modification de cambrure.

Les zones 114 où plusieurs tranches se rencontrent traduisent des zones de compression qui peuvent être contrôlé en adaptant le profil cible, par exemple en réduisant ou en augmentant la convexité du profil cible selon que ces zones se trouvent sur le dessus ou le dessous du modèle de forme après modification de cambrure.

Les zones 115 où les tranches s'écartent traduisent des zones d'étirement, elle aussi contrôlables en adaptant le profil cible, par exemple en réduisant ou en augmentant la concavité du profil cible selon que ces zones se trouvent sur le dessus ou le dessous du modèle de forme après modification de cambrure.

Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où la forme comprend et/ou prend en compte une semelle de confort et/ou orthopédique, et celles où le procédé s'applique à la réalisation d'autres objets en particulier articulés, notamment les lunettes, les implants auditifs, les orthèses et prothèses.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de réalisation d'une forme de simulation (3) pour chaussure (20) adapté au pied (7) d'un utilisateur (2), dans lequel on acquière une image tridimensionnelle (9) d'une forme pour chaussure (20) constitués d'un premier ensemble (10) de points, caractérisé en ce que on acquiert une image tridimensionnelle (5) du pied (7) de l'utilisateur (2) constituée d'un deuxième ensemble (8) de points, on détermine des premières et deuxièmes données d'orientation (16, 17) pour au moins un sous-ensemble respectivement du premier (10) et du deuxième (8) ensembles de points, on réalise au moins un modèle de pied (18, 27, 38,

42, 73, 74, Pi) dont un premier modèle de pied utilisateur (18, 42, 73, 74, Pi) comprenant ladite image tridimensionnelle (5) de pied (7) de l'utilisateur (2) et lesdites premières données d'orientation (16), on réalise au moins un modèle de forme (19, 43, 71,

72, F) pour chaussure comprenant ladite image tridimensionnelle (9) de forme et lesdites deuxièmes données d'orientation (17), on positionne dans l'espace, par des moyens (12) de calcul agencés pour appliquer des premiers opérateurs (28, 29, 32, 55), chaque modèle de pied (18, 27, 42,

73, 74, Pi) par rapport au modèle de forme (19, 43,

71, 72, F) pour chaussure selon un premier critère d'optimisation déterminé, on détermine automatiquement par des moyens (12) de calcul des seconds opérateurs (35, 36, 37, 39, 40, DP, DS, DPL) par comparaison entre le modèle de forme (19, 43, 71, 72, F) pour chaussure et le modèle de pied utilisateur (18, 27, 42, 73, 74, Pi) pour déterminer un ensemble de transformations à réaliser, on applique lesdites transformations à au moins un troisième sous-ensemble inclus dans le premier ou deuxième ensemble de points correspondants du modèle de pied (18, 27, 42, 73, 74, Pi) de l'utilisateur ou du modèle de forme (19) pour chaussure, pour obtenir la forme de simulation (3).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier critère d'optimisation déterminé est un critère d'alignement.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détermine au moins une direction caractéristique (44, 45, 46, 47, 48, 49) pour chaque modèle et le critère d'alignement s'effectue sur lesdites directions.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que on positionne dans l'espace par des moyens de calcul (12) en mettant en œuvre une première étape (39) de recalage global dans laquelle, pour chaque modèle de pied ou de forme pour chaussure :

- on sélectionne un point de référence, ledit point étant calculé à partir de points correspondant de chaque modèle,

- on détermine une première direction (46, 47) de la longueur ou sensiblement de la longueur du modèle en identifiant un point qui vérifie un deuxième critère de position déterminé par rapport au point de référence,

- on détermine une deuxième direction (44, 49) en identifiant un point vérifiant un troisième critère de position déterminée par rapport à une droite passant par le point de référence dudit modèle et dirigée par la direction de la longueur ou sensiblement la longueur dudit modèle, on détermine une troisième direction (45, 48) formant une base avec les première et deuxième directions, associées à un point pour former un repère, puis, pour chaque modèle de pied,

- on construit un troisième opérateur (55) qui envoie le repère du modèle de pied sur le repère d'un modèle de pied ou de forme pour chaussure en minimisant un quatrième critère déterminé, et on l'applique à chaque modèle de pied.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on positionne dans l'espace par des moyens (12) de calcul en mettant en œuvre une deuxième étape (29) de recalage fin dans laquelle :

- une première sous-étape dans laquelle on applique un quatrième opérateur d'association de points aux points d'un modèle de pied pour leur associer des points dans le modèle de forme pour chaussure,

- une deuxième sous-étape dans laquelle on détermine une transformation déterminée qui minimise un cinquième critère déterminé entre un nombre déterminé de points d'un modèle de pied et les points correspondants associés du modèle de forme pour chaussure, et on applique la transformation déterminée au modèle de pied,

- on réitère les première et deuxième sousétapes jusqu'à ce que la différence entre l'écart moyen de distance entre les points du modèle de pied et ceux associés du modèle de forme pour chaussure de l'itération précédente et de l'itération actuelle soit inférieure à un seuil déterminé.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on positionne dans l'espace et/ou on détermine au moins une partie du troisième sous ensemble en mettant en œuvre au moins l'une des étapes suivantes :

- une étape de détermination d'un premier plan (69) sensiblement correspondant au plan d'appui d'un modèle de pied ou de forme pour chaussure,

- une étape de détermination d'une sphère sensiblement correspondant à un talon de pied ou à une zone d'emboîtage d'un modèle de pied ou de forme de chaussure, dans laquelle on détermine dans un modèle de pied, ou respectivement de forme, un ensemble de points sensiblement formant une portion sphérique du modèle correspondant au talon du modèle de pied, respectivement à la zone d'emboîtage du modèle de forme de chaussure,

- une étape de détection d'un axe métatarsien dans laquelle on détecte dans un modèle de pied ou de forme pour chaussure deux points extrémaux sensiblement correspondant à un axe métatarsien.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un des seconds opérateurs comprend une étape dans laquelle au moins une seconde image de pied ayant été construite par ailleurs, on réalise une étape de formation ou morphing, dans laquelle on réalise ledit morphing entre au moins un second modèle (27, 38) de pied et le premier modèle de pied utilisateur
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications dépendantes de la 6, caractérisé en ce qu'on détermine automatiquement au moins une partie du troisième sous ensemble en mettant en œuvre, pour un modèle de pied utilisateur et pour un modèle de forme pour chaussure, au moins l'une des étapes de détermination suivantes :

le plan d'appui (69) et les point extrémaux ayant été déterminés, on détermine pour chaque modèle deux quatrièmes et deux cinquièmes sous-ensembles de points respectivement de partie de bout et de corps, correspondant aux ensembles de points de part et d'autre d'un deuxième plan contenant une ligne passant par les deux points extrémaux et orthogonal au plan d'appui et/ou,

- le plan d'appui ayant été déterminé, on détermine un sixième sous-ensemble de points

5 correspondant respectivement à un ensemble de points du modèle de forme et à l'ensemble de points du premier modèle de pied utilisateur, correspondant à une voûte plantaire, en dessous d'un troisième plan formant avec le

10 premier plan un angle inférieur à un seuil déterminé, les points du troisième plan étant déterminés par leur distance inferieure à un seuil déterminé au plan d'appui et on détermine un septième sous-ensemble

15 correspondant pour chacun desdits modèles aux points au-dessus dudit troisième plan et/ou,

- on détermine un huitième et un neuvième sous-ensembles correspondants respectivement à un ensemble de points d'une zone

20 d'emboitage et à un ensemble de points d'un talon.
9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les transformations comprennent une étape dans laquelle :

- les sixième et septième sous-ensembles ayant été déterminés, on adapte ledit sixième sousensemble pour faire coïncider des points contenus ou contiguës du premier plan dudit sixième sous-ensemble avec les points correspondant dudit septième ensemble, et/ou

- les quatrième, sixième et septième sousensemble ayant été déterminé, on applique une transformation affine au quatrième sousensemble de bout du modèle de forme pour faire coïncider ou sensiblement coïncider les points dudit quatrième sous-ensemble contenu ou contiguë du deuxième plan avec les points correspondant de sixième et septième sousensembles de la forme tout en préservant les proportions géométriques du quatrième sousensemble du modèle de forme.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que

- On détermine au moins un profil d'un modèle de forme, ledit profil étant sensiblement parallèle ou parallèle à une direction correspondant sensiblement avec l'axe de la longueur du modèle de forme,

- On découpe en tranches le modèle de forme dont les limites sont déterminées par un critère angulaire et/ou de distance déterminé par rapport à ces profils, on détermine, tranche par tranche, la rotation qui aligne la tranche avec un profil de

cambrure cible, plat pour l'opération d'aplatissement et courbe pour l'opération de courbage,

- on centre la rotation d'une tranche sur un point remarquable, par exemple un point sur un profil déterminé du modèle de forme coïncidant sensiblement avec la zone osseuse la plus rigide du pied,

- Le modèle obtenu présente des zones d'étirement et de compression contrôlables par le profil de cible.
11. Dispositif de réalisation d'une forme de simulation (3) comprenant :

une image (9) tridimensionnelle d'une forme pour chaussure constituée d'un premier ensemble (10) de points, des moyens (4) d'acquisition d'une image (5) tridimensionnelle de pied, au moins une image (5) tridimensionnelle de pied (7) utilisateur (2) acquise par lesdits moyens (4) d'acquisition, et constituée d'un deuxième (8) ensemble de points, des moyens (12) de calcul connectés auxdits moyens d'acquisition (4) et agencés pour déterminer des premières (16) et deuxièmes (17) données d'orientation pour au moins un sous-ensemble respectivement du premier (10) et du deuxième (8) ensemble de points et, agencés pour former au moins un modèle (18, 27, 38, 42, 73, 74, Pi) de pied dont un premier modèle (18, 42, 73, 74, Pi) de pied utilisateur comprenant ladite image (5) tridimensionnelle de pied (7) de l'utilisateur (2) et lesdites premières (16) données d'orientation, lesdits moyens (12) de calculs étant également agencés pour former au moins un modèle (19, 43, 71,

72, F) de forme pour chaussure comprenant ladite image (9) tridimensionnelle de forme et lesdites deuxièmes (17) données d'orientation, et agencés pour positionner dans l'espace, par des premiers opérateurs (28, 29, 32, 55), chaque modèle de pied par rapport au modèle de forme pour chaussure selon un premier critère d'optimisation déterminé, lesdits moyens de calcul étant de plus agencés pour déterminer automatiquement des seconds opérateurs (35, 36, 37, 39, 40, DP, DS, DPL) par comparaison entre le modèle de forme pour chaussure et un modèle de pied utilisateur pour déterminer un ensemble de transformations à réaliser et agencés pour appliquer à au moins un troisième sous-ensemble de points inclus dans le premier ou deuxième ensemble de point correspondant du modèle de pied de l'utilisateur ou du modèle de forme pour chaussure, lesdites transformations pour obtenir la forme de simulation.
12. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il comprend une imprimante tridimensionnelle.

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