JP2002092051A - Method for designing three-dimensional shape and apparatus for the same - Google Patents

Method for designing three-dimensional shape and apparatus for the same

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JP2002092051A
JP2002092051A JP2000281691A JP2000281691A JP2002092051A JP 2002092051 A JP2002092051 A JP 2002092051A JP 2000281691 A JP2000281691 A JP 2000281691A JP 2000281691 A JP2000281691 A JP 2000281691A JP 2002092051 A JP2002092051 A JP 2002092051A
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shape
human body
size
dimensional
product
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Japanese (ja)
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Masaaki Mochimaru
正明 持丸
Makiko Kawachi
まき子 河内
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct and design the shape and size of a product according to the shape and size of a human body. SOLUTION: A virtual shape forming device calculates a space distortion function for mutually deforming the three-dimensional shape data of a plurality of persons, and prepares the multi-dimensional distribution diagram of the three- dimensional shape data of the persons on the basis of the size of the space distortion, and derives a virtual shape existing at an arbitrary position on the multi-dimensional distribution diagram.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人体のかたちと大
きさに合わせて、製品の形と大きさを修正・設計するた
めの方法及び装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for modifying and designing the shape and size of a product according to the shape and size of a human body.

【0002】[0002]

【従来の技術】靴や衣服など、人体に直接装着する製品
では、さまざまな体型に適合させるために、いくつかの
サイズ規格を持っている[靴のJISサイズ規格:JIS S50
37,衣服のJISサイズ規格:JIS L4005]。これらの規格
は、製品の3次元形状を構成する主要寸法についてのみ
定めたものであり、他の部分の寸法や形状をどのように
設計するかは規定されていない。靴や衣服において、さ
まざまなサイズの製品を設計する方法は、現在、以下の
ような手段によっている。
2. Description of the Related Art Products that are directly attached to the human body, such as shoes and clothes, have several size standards in order to adapt to various body types. [Shoes JIS size standards: JIS S50
37, JIS size standard for clothing: JIS L4005]. These standards define only the main dimensions that constitute the three-dimensional shape of a product, and do not specify how to design the dimensions and shapes of other parts. Methods of designing products of various sizes in shoes and clothes are currently based on the following means.

【0003】まず、基本サイズの製品形状や寸法を、製
造業者が独自技術で設計する。主要寸法は、JIS規格に
従い、その他の寸法は独自の技術で設計されたものとな
る。ついで、基本サイズの主要寸法と、基本サイズ以外
のサイズの主要寸法の比率に基づいて、製品寸法を、相
似的ないしはそれに準ずる数学的・幾何学的方法で増減
させる。このように、基本サイズの製品形状や寸法に基
づいて、他のサイズの設計を行う方法を「サイズ展開」
あるいは「サイズグレーディング」と呼んでいる。
[0003] First, a manufacturer designs a product shape and dimensions of a basic size by a unique technique. The main dimensions are in accordance with JIS standards, and the other dimensions are designed with original technology. Then, based on the ratio of the main dimension of the basic size to the main dimension of the size other than the basic size, the product size is increased or decreased by a similar or similar mathematical / geometric method. In this way, based on the product shape and dimensions of the basic size, the method of designing other sizes is called "size development".
Or it is called "size grading."

【0004】Free Form Deformation法(以下、FFD
法)の制御格子点の移動パターンとして記述し、それを
製品設計(靴型のウィズグレーディング)に適用する方
法については、すでに本発明者らが公開している[持丸
正明, 河内まき子, 福井幸男, 堤江美子:FFDによる形
態間距離に基づく足部三次元形態の特徴分類, 人間工
学, 33(4), 229-234, 1997.]。
The Free Form Deformation method (hereinafter, FFD)
The present inventors have already disclosed a method of describing the movement pattern of the control grid points of the method) and applying it to product design (shoe last with grading) [Masaaki Mochimaru, Makiko Kawachi, Yukio Fukui] , M. Tsutsumi: Feature Classification of Three-Dimensional Shapes of Foot Based on FFD, Ergonomics, 33 (4), 229-234, 1997.].

【0005】ただし、これはあくまでも同一サイズ内で
の形の変形にとどまるものであり、人体のかたちと大き
さの変化を同時に反映させるところまでは言及していな
い。また、変形の元となる人体基本形状、人体目標形状
には、特定の個人の人体形状を用いるとされており、集
団の平均形態を基本形状、目標形状に利用することは述
べられていない。
[0005] However, this is only a deformation of the shape within the same size, and does not refer to a change in shape and size of the human body at the same time. Further, it is said that a human body shape of a specific individual is used as a human body basic shape and a human body target shape as a source of deformation, and it is not described that an average form of a group is used as a basic shape and a target shape.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】人体は、大きさが変わ
るとプロポーションが変わるという生物学的な特徴を持
っている。これを「アロメトリー」と呼ぶ。たとえば、
背が高い人ほど、脚長比(身長に対する脚の長さの比
率)が大きいというような形状特徴である。
The human body has a biological characteristic that its proportion changes as its size changes. This is called "allometry". For example,
The shape characteristic is such that a person who is taller has a greater leg length ratio (ratio of leg length to height).

【0007】しかしながら、従来の「サイズグレーディ
ング」では、基本サイズの形状を、基本サイズと目標サ
イズの主要寸法比率に応じて、数学的・幾何学的に修
正、設計しているもので、人体の形状変化特性に準じて
いない。これは、基本サイズの人体形状と基本サイズの
製品形状が適合していても、基本サイズから離れたサイ
ズの人の形状と、その人のサイズに合わせて従来の技術
で「サイズグレーディング」された製品形状が、適合し
ないことを意味する。
However, in the conventional "size grading", the shape of the basic size is mathematically and geometrically modified and designed according to the main dimension ratio between the basic size and the target size. Does not conform to shape change characteristics. This is because even if the basic size human body shape and the basic size product shape match, the size of the person away from the basic size and `` size grading '' by the conventional technology according to the person's size It means that the product shape does not fit.

【0008】本発明で解決する課題は、製品の「サイズ
グレーディング」に、人体のかたちと大きさの変化特性
を反映させ、基本サイズから離れたサイズの人の形状に
も適合するような製品の形と大きさを3次元的に設計す
ることである。
The problem to be solved by the present invention is that the size grading of a product reflects the shape and size change characteristics of the human body, and is adapted to the shape of a person whose size is far from the basic size. It is to design the shape and size three-dimensionally.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、解剖学的特徴点に基づいて対応づけられた
基本サイズの人体3次元形状を、目標サイズの人体3次
元形状に変換するような空間の歪パターンを、自由形状
変形操作手法(Free Form Deformation法)を用いて定
量的に定式化し、この定式化された空間歪パターンを、
基本サイズの製品形状に適用することで、目標サイズの
人体に適合する製品の形と大きさを修正、設計すること
を特徴とする3次元形状設計方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention converts a three-dimensional human body of a basic size associated with an anatomical feature into a three-dimensional human body of a target size. Is quantitatively formulated using the free form deformation operation method (Free Form Deformation method), and this formulated spatial distortion pattern is
A three-dimensional shape designing method characterized by modifying and designing the shape and size of a product suitable for a human body of a target size by applying to a product shape of a basic size.

【0010】さらに、本発明は上記課題を解決するため
に、人体形状及び製品形状を入力するための3次元形状
計測装置と、人体の形状変化特性に応じて製品形状を修
正、設計するための修正・設計装置とを備えて成る3次
元形状設計装置であって、上記3次元形状計測装置は、
基本サイズに相当する人体3次元形状、目標サイズに相
当する人体3次元形状及び基本サイズに適合する製品形
状を入力するものであり、上記修正・設計装置は、解剖
学的特徴点に基づいて対応づけられた上記基本サイズの
人体3次元形状を、目標サイズの人体3次元形状に変換
するような空間の歪パターンを、自由形状変形操作手法
(Free Form Deformation法)を用いて定量的に定式化
し、この定式化された空間歪パターンを、上記基本サイ
ズの製品形状に適用することで、上記目標サイズの人体
に適合する製品の形と大きさを修正、設計可能であるこ
と特徴とする3次元形状設計装置を提供する。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a three-dimensional shape measuring device for inputting a human body shape and a product shape, and a device for correcting and designing a product shape according to a shape change characteristic of a human body. A three-dimensional shape design device comprising a correction / design device, wherein the three-dimensional shape measurement device comprises:
The human body three-dimensional shape corresponding to the basic size, the human body three-dimensional shape corresponding to the target size, and the product shape conforming to the basic size are input. A spatial distortion pattern that converts the attached basic size human body three-dimensional shape into a target size human body three-dimensional shape is quantitatively formulated using a free form deformation operation method (Free Form Deformation method). By applying the formulated spatial distortion pattern to the product shape of the basic size, it is possible to correct and design the shape and size of the product suitable for the human body of the target size. Provide a shape design device.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に係る3次元形状設計方法
及びその装置の実施の形態を実施例に基づいて図面を参
照して以下説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a method and apparatus for designing a three-dimensional shape according to the present invention will be described below based on embodiments with reference to the drawings.

【0012】本発明に係る3次元形状設計装置は、図1
に示すように、人体形状及び製品形状を入力するための
3次元形状計測装置と、人体の形状変化特性に応じて製
品形状を修正、設計するための修正・設計装置(コンピ
ュータ)とによって構成される。
A three-dimensional shape designing apparatus according to the present invention is shown in FIG.
As shown in the figure, the apparatus comprises a three-dimensional shape measuring device for inputting a human body shape and a product shape, and a correction / design device (computer) for correcting and designing the product shape according to the shape change characteristics of the human body. You.

【0013】(3次元形状データの計測)3次元形状設
計装置は、形状スキャナ(レーザ光を投影することによ
り立体形状を3次元座標値として測定するスキャ
ナ。)、あるいは触針などを備えた機械式の3次元計測
装置等である。
(Measurement of three-dimensional shape data) A three-dimensional shape design apparatus is a machine equipped with a shape scanner (a scanner for measuring a three-dimensional shape as three-dimensional coordinate values by projecting a laser beam) or a stylus. It is a three-dimensional measuring device of the formula.

【0014】このような3次元形状計測装置により、
基本サイズに相当する人体形状、目標サイズに相当す
る人体形状及基本サイズに適合する製品形状を、数値
データとして取得する。
With such a three-dimensional shape measuring device,
A human body shape corresponding to the basic size, a human body shape corresponding to the target size, and a product shape conforming to the basic size are acquired as numerical data.

【0015】基本サイズに相当する人体形状について
は、特定の個人の人体形状でも構わないが、理想的には
同じサイズに相当する人体形状を複数体3次元形状計測
装置で計測する。又、3次元形状計測装置で、目標サイ
ズに相当する人体形状を1体ないしは複数体計測する。
The human body shape corresponding to the basic size may be a human body shape of a specific individual, but ideally, a human body shape corresponding to the same size is measured by a multi-body three-dimensional shape measuring device. The three-dimensional shape measuring device measures one or more human body shapes corresponding to the target size.

【0016】(設計装置)修正・設計装置は、CPU
(主制御部)、メモリ、入出力制御部、入力装置、表示
装置、出力装置とを備えている。3次元形状計測装置か
らのデータを入力装置から入力し、以下に示す処理が行
われる。
(Design device) The correction / design device is a CPU.
(Main control unit), a memory, an input / output control unit, an input device, a display device, and an output device. Data from the three-dimensional shape measuring device is input from the input device, and the following processing is performed.

【0017】ここで、人体形状とは、人体表面3次元形
状データと、人体表面にマーキングした人体の解剖学的
特徴点並びに製品との適合に関わる特徴点位置データに
よって構成される。基本サイズの人体形状と目標サイズ
の人体形状については、上記3次元形状計測装置によっ
て、人体表面3次元形状データと人体表面にマーキング
した人体の解剖学的特徴点並びに製品との適合に関わる
特徴点位置データを同時に取得し、取得した人体表面3
次元形状データを、上記特徴点位置データに基づいて、
個体間で対応がつくように再構成する。
Here, the human body shape is constituted by three-dimensional shape data of the human body surface, anatomical feature points of the human body marked on the human body surface, and feature point position data relating to compatibility with the product. Regarding the human body shape of the basic size and the human body shape of the target size, the three-dimensional shape measuring device described above uses the three-dimensional shape data of the human body surface and the anatomical feature points of the human body marked on the human body surface and the feature points related to the conformity with the product. Acquisition of position data at the same time, acquired human body surface 3
Based on the feature point position data,
Reconstruct so that there is correspondence between individuals.

【0018】ここで、製品形状とは、製品の3次元形状
データと、上記人体形状と製品形状との 座標系を一致
させるために必要な特徴点位置データによって構成され
る。基本サイズの製品形状については、上記3次元形状
計測装置によって、製品の3次元形状データと製品上に
マーキングされた特徴点位置データを取得するか、ある
いは、コンピュータ支援設計システム(CAD)で設計さ
れた製品の3次元形状データをそのまま利用する。取得
した製品の3次元形状データを、製品の特徴点位置デー
タに基づいて座標変換する。
Here, the product shape is constituted by three-dimensional shape data of the product and feature point position data necessary for matching the coordinate system between the human body shape and the product shape. For the basic size product shape, the above three-dimensional shape measurement device acquires the three-dimensional shape data of the product and the feature point position data marked on the product, or is designed by a computer-aided design system (CAD). The three-dimensional shape data of the product is used as it is. The coordinate of the obtained three-dimensional shape data of the product is converted based on the feature point position data of the product.

【0019】ここで、人体の解剖学的特徴点とは、足部
形状の場合、図3の腓側中足点、脛側中足点、踵点を含
む骨格上の特徴点位置を指す。人体形状データと座標系
を一致させるために必要な特徴点とは、足に適合する靴
型形状の場合、図4の内側・外側のボール部突出点、踵
部突出点を含む製品形状特徴点を指す。
Here, the anatomical characteristic points of the human body indicate the positions of characteristic points on the skeleton including the calf metatarsal point, the shin metatarsal point, and the heel point in FIG. The characteristic points necessary for matching the human body shape data with the coordinate system are, in the case of a shoe shape conforming to the foot, the product shape characteristic points including the inner and outer ball portion projection points and the heel projection points in FIG. Point to.

【0020】同様に、体幹部人体形状において、人体の
解剖学的特徴点とは、図5の転子点、肩峰点、乳頭点を
含む骨格上の特徴点を指し、これに適合する衣服を造形
するための衣服用人台形状データと人体形状データの座
標系を一致させるために必要な特徴点とは、図6の衣服
用人台上の転子点、肩峰点、乳頭点を含む製品形状特徴
点を指す。
Similarly, in the body shape of the trunk, the anatomical feature points of the human body refer to the feature points on the skeleton including the trochanter point, acromion point, and nipple point in FIG. The characteristic points necessary for matching the coordinate system of the clothing trapezoid shape data for modeling the human body shape data with the trochanter points, acromion points, and nipple points on the clothing tray of FIG. Refers to shape feature points.

【0021】(平均形状データの取得)本発明の方法に
おいて、基本サイズに相当する特定の一個人の形状デー
タに基づいてサイズグレーディングを行うと、人体の持
つかたちと大きさの一般的な変化特性だけでなく、個人
が持っている特有の形状特性が製品形状設計に反映され
ることになる。
(Acquisition of Average Shape Data) In the method of the present invention, when size grading is performed based on shape data of a specific individual corresponding to a basic size, only the general change characteristics of the shape and size of a human body are obtained. Instead, the unique shape characteristics possessed by the individual are reflected in the product shape design.

【0022】これを解決するために、基本サイズに相当
する人体形状データとして、基本サイズに相当する被験
者複数名(10名以上)の平均形状を用いることができ
る。また、量産品など、特定の個人向けの製品設計でな
い場合には、目標サイズに相当する人体形状データにつ
いても、目標サイズに相当する被験者複数名(10名以
上)の平均形状を用いることができる。
In order to solve this, an average shape of a plurality of subjects (10 or more) corresponding to the basic size can be used as the human body shape data corresponding to the basic size. If the product design is not for a specific individual, such as a mass-produced product, the average shape of a plurality of subjects (10 or more) corresponding to the target size can be used for the human body shape data corresponding to the target size. .

【0023】複数名の人体形状から、複数名に共通する
形状特性を持ち、かつ、特定の個人特有の個性を持たな
いような平均形状を生成する方法は、すでに本願出願人
による平均形態生成方法[複数3次元形態の平均形態生
成方法及びその装置(特開平10-240964号公報参
照。)]において開示している。
A method of generating an average shape having a shape characteristic common to a plurality of persons and not having a personality specific to a specific person from a plurality of human body shapes is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 10-163,873. A method and an apparatus for generating an average form of a plurality of three-dimensional forms (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-240964) are disclosed.

【0024】要は、特徴点によって再構成された複数の
形状データを相互に変形する制御格子点移動パターンを
計算し、その制御格子点移動パターンの初期状態からの
移動量の総和によって複数の形状データの相互の距離
(非類似度)を計算し、その距離のばらつきが最も小さ
い形態を中央値形態とし、中央値形態から他の形状デー
タへ変形するための制御格子点移動パターンを得、この
中央値形態を平均形態に変形するための制御格子点移動
パターンを、中央値形態に適用することで、平均形態を
生成する方法である。
The point is that a control grid point movement pattern for mutually deforming a plurality of shape data reconstructed by feature points is calculated, and a plurality of shape data are calculated by the sum of the shift amounts of the control grid point movement pattern from the initial state. The mutual distance (dissimilarity) between the data is calculated, the form having the smallest variation in the distance is defined as the median form, and a control grid point movement pattern for transforming the form from the median form to other shape data is obtained. This is a method of generating an average form by applying a control grid point movement pattern for transforming a median form to an average form to the median form.

【0025】(制御格子点移動パターンの計算)基本サ
イズの平均人体形状を、目標サイズの人体形状に変換す
るFree Form Deformation法の制御格子点移動パターン
を計算する。この計算方法については、本願出願人がす
でに平均形態生成方法[複数3次元形態の平均形態生成
方法及びその装置(特開平10-240964号公報参照。)]
により開示している。
(Calculation of Control Grid Point Movement Pattern) A control grid point movement pattern of the Free Form Deformation method for converting an average human body shape of a basic size into a human body shape of a target size is calculated. Regarding this calculation method, the applicant of the present application has already proposed an average shape generation method [average shape generation method and apparatus for a plurality of three-dimensional shapes (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-240964)].
Disclosed.

【0026】要は、特徴点によって再構成された2つの
形状データA、Bにおいて、形状データAのまわりにFr
ee Form Deformation法の制御格子点を設定し、その制
御格子点を適宜移動させて形状データBに一致するよう
に変形させるとき、制御格子点移動量ができるだけ小さ
く、かつ、変形後の形状データAと形状データBの対応
点間の距離の総和ができるだけ小さくなるように、制御
格子点の移動量を最適化する方法である。
In short, in two shape data A and B reconstructed by the feature points, Fr around the shape data A
When the control grid points of the ee Form Deformation method are set and the control grid points are appropriately moved and deformed to match the shape data B, the control grid point movement amount is as small as possible, and the deformed shape data A This is a method of optimizing the amount of movement of the control grid points so that the sum of the distances between the corresponding points of the shape data B and the corresponding points becomes as small as possible.

【0027】(製品形状データの変形)計算された制御
格子点移動パターンを、人体形状に合わせて座標変換さ
れた基本サイズの製品形状データに適用する。製品形状
データは、人体の形状変化特性と同じ空間の歪によって
変形され、目標サイズの人体形状に適合する製品形状デ
ータを取得できる。
(Deformation of Product Shape Data) The calculated control grid point movement pattern is applied to product shape data of a basic size that has been coordinate-converted according to the shape of a human body. The product shape data is deformed by distortion in the same space as the shape change characteristic of the human body, and can obtain product shape data conforming to the target size of the human body shape.

【0028】(実施例)本発明に係る3次元形状設計方
法及びその装置の実施例として、基本サイズの平均足
形状データ、大きいサイズの特定個人の足形状デー
タ、基本サイズに適合する靴型データから、大きいサ
イズの特定個人の足に適合する靴型形状データを取得す
る方法及び装置を順次説明する。
(Embodiment) As an embodiment of the three-dimensional shape designing method and apparatus according to the present invention, the average foot shape data of a basic size, the foot shape data of a specific individual of a large size, and the shoe shape data conforming to the basic size. , A method and apparatus for acquiring last shape data that fits a large individual foot of a specific person will be sequentially described.

【0029】(1)基本サイズの平均足形状データの計
測及び入力 女子の足長サイズ228mm〜242mmの範囲に相当する
成人女子の足部の石膏型を56例、採取した。解剖学的特
徴点は、人体を直接触察して同定し、その位置に水性ペ
ンでマーキングしておくことで、石膏型に特徴点位置を
転写する。
(1) Measurement and input of average foot shape data of basic size 56 gypsum molds of the foot of an adult female corresponding to the range of the foot length of a female from 228 mm to 242 mm were collected. The anatomical feature points are identified by direct contact with the human body, and the positions are marked with a water-based pen to transfer the feature point positions to a gypsum mold.

【0030】特徴点位置に基づいて、個体間の形状デー
タ点の対応がつくように石膏型表面の3次元形状を再構
成(検出されるように突起やマーク等を付与するこ
と。)した後、機械式の3次元形状計測装置で形状デー
タを修正・設計装置に入力する。
After reconstructing the three-dimensional shape of the gypsum mold surface so as to establish correspondence between shape data points between individuals based on the feature point positions (providing projections and marks so as to be detected). Then, the shape data is input to the correction / design device using a mechanical three-dimensional shape measuring device.

【0031】ここで、足部形状データの座標系は、足底
面をXY面とし、XY平面に投影した踵点を原点、脛側
中足点、腓側中足点の中点をXY平面に投影した点を通
る方向をX軸正方向として定義した。
Here, the coordinate system of the foot shape data is such that the sole surface is an XY plane, the heel point projected on the XY plane is the origin, the midpoint of the shin-side metatarsal point, and the midpoint of the calf midfoot point is the XY plane. The direction passing through the projected point was defined as the X-axis positive direction.

【0032】1つの形状データは、174点のデータ点か
らなり、324ポリゴンの三角形によって構成される多面
体形状データである。FFD法の制御格子点は、X軸9×
Y軸5×Z軸5の225点とした。
One shape data is polyhedral shape data composed of 174 data points and constituted by 324 polygon triangles. The control grid point of FFD method is X axis 9 ×
225 points of Y axis 5 × Z axis 5 were set.

【0033】そして、平均形態生成方法に基づいて平均
形状を計算する。56名の平均形状を図7の細線で示す。
Then, the average shape is calculated based on the average shape generation method. The average shape of 56 persons is shown by the thin line in FIG.

【0034】(2)大きいサイズの特定個人の足形状デ
ータの計測及び入力 一方、大きいサイズの特定個人の足形状を、上記同様に
して3次元形状計測装置で計測し、修正・設計装置に入
力した。
(2) Measurement and input of foot size data of a large specific individual On the other hand, the foot shape of a large specific individual is measured by a three-dimensional shape measuring device in the same manner as described above and input to a correction / design device. did.

【0035】平均形態生成方法に記載された手段で、基
本サイズの平均形状を、大きいサイズの特定個人の形状
に変換するためのFFD法の制御格子点移動パターンを計
算した。計算結果を図8に示す。
By the means described in the method of generating an average form, a control grid point movement pattern of the FFD method for converting the average shape of the basic size into the shape of a specific individual having a large size was calculated. FIG. 8 shows the calculation results.

【0036】(3)基本サイズに適合する靴型データの
計測及び入力 さらに、基本サイズに適合するように設計された靴型形
状データを、3次元形状計測装置で計測して、修正・設
計装置に入力した。ここでは、上記の機械式3次元形状
計測装置とは異なる、より精密な機械式3次元形状計測
装置を用いて図9に示すように、精密な基本サイズ靴型
データを取得した。
(3) Measurement and input of shoe last data conforming to the basic size Further, the shoe last shape data designed so as to conform to the basic size is measured by a three-dimensional shape measuring device, and is corrected and designed. Entered. Here, as shown in FIG. 9, precise basic size last data was acquired using a more precise mechanical three-dimensional shape measuring device different from the above-mentioned mechanical three-dimensional shape measuring device.

【0037】この靴型形状データは、人体形状データと
座標系が合致していれば良く、データ点の対応がついて
いる必要はない。そのため、より多点から構成される精
密な形状データを取得して、変形させることができる。
The shoe shape data need only match the human body shape data with the coordinate system, and need not correspond to data points. Therefore, precise shape data composed of more points can be acquired and deformed.

【0038】靴型データの座標系は、人体形状データの
座標系と合理的に一致する必要がある。そこで、靴型の
足底面をXY平面とし、靴型の最後端点をXY平面に投
影した点を原点、前足部のウィズ幅の中央の点をXY平
面に投影した点を通る方向をX軸とした。
The coordinate system of the shoe last data must reasonably match the coordinate system of the human body shape data. Therefore, the sole surface of the last is defined as the XY plane, the point at which the last end point of the last is projected on the XY plane is the origin, and the center point of the forefoot with width is defined as the X-axis. did.

【0039】(4)大きいサイズの特定個人の足に適合
する靴型形状データの取得 標準サイズの平均足形状データ(図7(a)参照)か
ら、目標サイズの足部形状データ(図7(b)参照)へ
の変換を表す制御格子点移動パターン(図8)を、座標
変換した標準サイズの靴型形状データ(図9)に適用す
ることで、図10のような靴型形状データを取得した。
(4) Acquisition of shoe shape data suitable for a large-sized specific individual's foot From the standard size average foot shape data (see FIG. 7A), target size foot shape data (FIG. b) is applied to the coordinate-transformed standard-size shoe last shape data (FIG. 9) to convert the shoe last shape data as shown in FIG. I got it.

【0040】図8の上面図から分かるように、足部形状
が大きくなるとき、相似的に大きくならずに、3次元的
な形状変化を伴いながら大きさが変化している。これ
は、人体の形状一般について言えることで、アロメトリ
ーと呼ばれる性質である。すなわち、人体の形状という
のは相似的に均一に大きくなるわけではなく、大きさと
ともに形やプロポーション(均整)が変化する傾向があ
る。
As can be seen from the top view of FIG. 8, when the shape of the foot portion becomes large, the size does not increase in a similar manner but changes with a three-dimensional shape change. This is a property called allometry, which can be said about the general shape of the human body. In other words, the shape of the human body does not necessarily increase in size in a similar manner, but the shape and proportion (proportion) tend to change with the size.

【0041】現在の製品開発の多くは、この大きさの変
化に伴う形の変化を無視し、数学的な相似変形によって
サイズバリエーションを生成している。本発明によれ
ば、図10のように、人体形状の大きさの変化に伴う形の
変化を、制御格子点の移動パターンを介して、製品形状
設計に反映させることができる。
Many current product developments ignore the change in shape due to the change in size and generate size variations by mathematically similar deformation. According to the present invention, as shown in FIG. 10, a change in the shape accompanying a change in the size of the human body shape can be reflected in the product shape design via the movement pattern of the control grid points.

【0042】以上、本発明に係る実施の形態を実施例に
基づいて説明したが、本発明は、特にこのような実施例
に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載の技術
的事項の範囲内でその他いろいろな実施の態様があるこ
とは言うまでもない。
Although the embodiments according to the present invention have been described based on the embodiments, the present invention is not particularly limited to such embodiments, but includes the technical matters described in the claims. It goes without saying that there are various other embodiments within the scope.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は上記構成であるから、従来は無
視されていた大きさの変化に伴う形の変化を、制御格子
点の移動パターンを介して、製品形状設計に反映させる
ことができる。従って、各人の個々の体の特徴等が反映
された形状まできめこかまかく考慮された設計が大量か
つ簡単に可能となる。
According to the present invention having the above-described structure, a change in shape due to a change in size, which has been neglected in the past, can be reflected in a product shape design through a movement pattern of control grid points. . Accordingly, it is possible to easily and easily design a design reflecting the characteristics of the individual body of each person and the like in a detailed manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the present invention.

【図2】人体の解剖学的特徴点を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating anatomical feature points of a human body.

【図3】人体の解剖学的特徴点を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating anatomical feature points of a human body.

【図4】人体形態分布状況を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a human morphological distribution state.

【図5】解剖学的特徴点に基づくモデリング及び足形態
データを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing modeling and foot morphology data based on anatomical feature points.

【図6】自由形態変形格子の移動パターンを示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a movement pattern of a free-form deformation grating.

【図7】図7(a)は標準サイズの足部形状を示し、図
7(b)は目標サイズの足部形状を示す図である。
7A is a diagram showing a standard-sized foot shape, and FIG. 7B is a diagram showing a target-sized foot shape.

【図8】制御格子点の移動パターンを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a movement pattern of control grid points.

【図9】座標変換した標準サイズの靴型形状データを示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing shoe shape data of a standard size subjected to coordinate conversion.

【図10】制御格子点を適用して変形した靴型形状デー
タを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing last shape data deformed by applying a control grid point;

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 解剖学的特徴点に基づいて対応づけら
れた基本サイズの人体3次元形状を、目標サイズの人体
3次元形状に変換するような空間の歪パターンを、自由
形状変形操作手法(Free Form Deformation法)を用い
て定量的に定式化し、この定式化された空間歪パターン
を、基本サイズの製品形状に適用することで、目標サイ
ズの人体に適合する製品の形と大きさを修正、設計する
ことを特徴とする3次元形状設計方法。
1. A free-form deformation operation method for converting a spatial distortion pattern that converts a three-dimensional human body of a basic size associated with an anatomical feature point into a three-dimensional human body of a target size. Free Form Deformation method) is used to quantitatively formulate and apply this formulated spatial distortion pattern to the basic size product shape to correct the shape and size of the product that fits the target size human body And a three-dimensional shape designing method.
【請求項2】 人体形状及び製品形状を入力するため
の3次元形状計測装置と、人体の形状変化特性に応じて
製品形状を修正、設計するための修正・設計装置とを備
えて成る3次元形状設計装置であって、 上記3次元形状計測装置は、基本サイズに相当する人体
3次元形状、目標サイズに相当する人体3次元形状及び
基本サイズに適合する製品形状を入力するものであり、 上記修正・設計装置は、解剖学的特徴点に基づいて対応
づけられた上記基本サイズの人体3次元形状を、目標サ
イズの人体3次元形状に変換するような空間の歪パター
ンを、自由形状変形操作手法(Free Form Deformation
法)を用いて定量的に定式化し、この定式化された空間
歪パターンを、上記基本サイズの製品形状に適用するこ
とで、上記目標サイズの人体に適合する製品の形と大き
さを修正、設計可能であること特徴とする3次元形状設
計装置。
2. A three-dimensional shape measuring device comprising: a three-dimensional shape measuring device for inputting a human body shape and a product shape; and a correction / design device for correcting and designing a product shape according to a shape change characteristic of a human body. A shape design device, wherein the three-dimensional shape measurement device inputs a three-dimensional human body shape corresponding to a basic size, a three-dimensional human body shape corresponding to a target size, and a product shape conforming to the basic size. The correction / design device performs a free-form deformation operation on a spatial distortion pattern that converts a human body three-dimensional shape of the above-described basic size associated with an anatomical feature point into a human body three-dimensional shape of a target size. Method (Free Form Deformation
Method), and by applying the formulated spatial distortion pattern to the product shape of the basic size, the shape and size of the product that fits the human body of the target size is corrected. A three-dimensional shape designing apparatus characterized by being designable.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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