JP6647109B2 - 布帛裁断支援装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、柄模様が表示された布帛を予め設定された裁断ラインに沿って裁断する際の布帛裁断支援装置及び方法に関する。

衣料品等の製品を作製する場合、織物、編物、不織布等からなる布帛を裁断して製品の元となるパーツを作成し、作成されたパーツを縫製等により接合するといった工程を経て製品を仕上げることが一般的である。さらに、裁断する前の布帛に予め柄模様が表示されている場合には、一般に、表示された柄模様に合わせて裁断してパーツを作成する。なお、従来、布帛に表示される柄模様は染色処理により形成されていたが、近年では、インクジェット方式の記録装置により柄模様を形成することも提案されている。

柄模様が作成された布帛を裁断する手段としては、従来の手作業による裁断のほか、自動裁断機による裁断が知られている。自動裁断機で裁断する場合には、通常、ＣＡＤ等の画像処理装置によって設定された所定の裁断データに従って裁断される。

しかしながら、柄模様が表示された布帛を実際に裁断する場合、布帛を裁断ステージにセットする際に布帛が歪みやすく、設定された裁断データに対応する柄模様の位置とは異なった位置に布帛の柄模様が表示されていることがある。この場合、実際の柄模様の位置に合わせて裁断データを補正する必要がある。

これに対処するため、例えば、特許文献１では、裁断ベッド上に生地を載置し、生地の上面に型紙を配置して型紙をイメージセンサで読み取り、読み取った画像を画面表示して型紙の任意の位置を指定し、型紙のパターン形状データを選択して指定された位置に応じて画面表示するマーカー作成システムが記載されている。また、特許文献２では、裁断ベッド上に生地を載置し、生地の上面に型紙を配置してＣＣＤカメラにより型紙の輪郭線を自動トレースして裁断データを生成する裁断装置が記載されている。

特開２０１２−１９３４７３号公報 特開２０１２−１４４８２７号公報

特許文献１では、裁断パーツ毎の柄模様の配置は画面表示により確認できるが、縫製した後の最終製品形態における柄模様を確認することはできない。例えば、図柄、モチーフ、マーク等が最終製品の予め設定したレイアウトで配置されるか、縫製した後の各裁断パーツの柄模様の間にずれがないか、といったことは、実際に縫製してみなければ確認できない。そのため、生地を裁断した後、裁断パーツを縫製した最終製品の仕上がりを確認して問題がある場合には、生地を再加工して再度裁断しなければならないという課題がある。特許文献２では、変形や歪みを含んだ生地の各パーツに対して、生地に対応して裁断パターンを変化させて調整することはできるものの、最終製品形態を確認して調整することはできないため、調整した裁断パターンで裁断した後、縫製した最終製品の仕上がりを確認して問題がある場合には、生地の再加工及び再裁断が必要になるという課題がある。

そこで、本発明は、布帛の裁断画像に基づいて生成された縫製後の製品画像を確認して裁断処理を行うことができる布帛裁断支援装置及び方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る布帛裁断支援装置は、裁断ステージにセットした布帛を撮影して衣服の型紙データに基づいて布帛を裁断する裁断システムの布帛裁断支援装置であって、前記型紙データに基づいて３次元形状データを生成するとともに前記型紙データ及び前記布帛に表示された絵柄画像データから得られた型紙画像データを当該３次元形状データに貼り付けて設計画像データを生成する設計画像処理部と、撮影された前記布帛の撮影画像を処理して撮影画像データを生成する撮影処理部と、前記型紙データ及び前記撮影画像データに基づいて前記布帛に表示された絵柄に合せて裁断ラインデータを生成する裁断ライン生成部と、前記裁断ラインデータ及び前記撮影画像データに基づいて裁断画像データを抽出するとともに当該裁断画像データを前記３次元形状データに貼り付けて製品画像データを生成する製品画像処理部と、前記製品画像データを含む製品確認画像の表示処理を行う画像確認処理部とを備えている。さらに、前記画像確認処理部は、前記設計画像データ及び前記製品画像データを比較して柄ずれを示すデータを算出するとともに柄ずれを示す画像の表示処理を行う。

本発明に係る布帛裁断支援方法は、裁断ステージにセットした布帛を撮影して衣服の型紙データに基づいて布帛を裁断する裁断システムの布帛裁断支援方法であって、前記型紙データに基づいて３次元形状データを生成するとともに前記型紙データ及び前記布帛に表示された絵柄画像データから得られた型紙画像データを当該３次元形状データに貼り付けて設計画像データを生成し、撮影された前記布帛の撮影画像を処理して撮影画像データを生成し、前記型紙データ及び前記撮影画像データに基づいて前記布帛に表示された絵柄に合せて裁断ラインデータを生成し、前記裁断ラインデータ及び前記撮影画像データに基づいて裁断画像データを抽出するとともに当該裁断画像データを前記３次元形状データに貼り付けて製品画像データを生成し、前記製品画像データを含む製品確認画像を表示する。さらに、前記製品確認画像は、前記設計画像データ及び前記製品画像データを比較して算出された柄ずれを示す画像を含む。

本発明は、上記の構成を有することで、布帛の裁断画像に基づいて生成された縫製後の製品画像を確認して裁断処理を行うことができる。

本発明に係る布帛裁断支援装置を備える布帛裁断システムに関する概略構成図である。 布帛裁断システムに関する機能ブロック構成図である。 設計画像データを生成する処理に関するフローである。 型紙データの一例を示す説明図である。 布帛に表示される絵柄を示す画像例である。 図４に示す型紙データに基づいて生成された３次元形状データを示す画像例である。 図５に示す絵柄画像から型紙画像をテクスチャ画像として抽出して図６に示す３次元形状データに貼り付けて生成された設計画像を示す画像例である。 布帛裁断処理に関するフローである。 図５に示す絵柄をプリント等により表示した布帛Ｆを撮影した撮影画像例である。 図９に示す撮影画像に裁断ラインを重ね合せた画像例である。 図９に示す撮影画像から裁断画像をテクスチャ画像として抽出して図６に示す３次元形状データに貼り付けて生成された製品画像を示す画像例である。 図７に示す設計画像の前身頃の領域を抽出したパーツ領域画像例である。 図１１に示す製品画像の前身頃の領域を抽出したパーツ領域画像例である。 図１２及び図１３に示すパーツ領域画像例の差分画像である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る布帛裁断支援装置を備える布帛裁断システムに関する概略構成図である。布帛裁断システムは、複数のパーツに裁断される布帛Ｆが裁断ステージ１上の支持面に載置されており、布帛Ｆの上面には、光透過性を有するカバーフィルム２が供給ロール３により給送されて支持面全体を覆うようにセットされている。裁断ステージ１内には、図示せぬ吸気装置が設けられており、吸気装置が支持面にセットされた布帛Ｆ及びカバーフィルム２を吸引して支持面に密着するように固定する。

裁断ステージ１の上面には、裁断手段として裁断ヘッド機構４が設置されており、裁断ヘッド機構４がＹ方向に移動するとともに裁断ヘッド機構４内の裁断ヘッド（図示せず）がＸ方向に移動して、布帛Ｆの上方を移動して型紙Ｐに対応したパーツ形状に裁断するようになっている。裁断ヘッド機構４は、レーザ照射装置（図示せず）から裁断ヘッドに向かってレーザ光が照射されており、裁断ヘッドからレーザ光を布帛Ｆに向かって照射しながら裁断ヘッドを移動させることで、布帛Ｆがレーザ光により熱切断されて裁断されるようになる。

裁断ステージ１の支持面の上方には、セットされた布帛Ｆを撮影する撮影手段として撮影装置５が設置されており、撮影装置５は、裁断ステージ１全体を撮影可能な機能を備えている。撮影装置５は、撮影された布帛Ｆに関する撮影画像データを布帛裁断支援装置６に送信する。布帛裁断支援装置６では、後述するように、予め記憶された型紙データ及び撮影画像データに基づいて裁断ラインデータを生成し、裁断ラインデータ及び撮影画像データに基づいて裁断画像データを生成し、裁断画像データ及び製品の３次元形状データに基づいて製品画像データを生成する。そして、製品画像データをディスプレイに表示し、製品の最終的な仕上がり具合を細部にわたって確認することができる。布帛裁断支援装置６は、公知のパーソナルコンピュータ等の機器にプログラムを入力して裁断動作の支援に必要な機能を実現するようになっている。

この例では、裁断手段としてレーザを用いているが、切断刃による裁断手段を用いてもよい。また、布帛Ｆは、織物、編物、不織布等のシート材に絵柄が表示されたものであり、絵柄は、予め作成された絵柄画像データに基づいてインクジェット記録装置や印刷装置によるプリント方法や染色処理による形成方法等の公知の方法により表示されたものであればよい。柄模様は、異なる複数の色の糸を用いて布帛Ｆに織り込まれるか編み込まれて表示されたものや、シール等を布帛Ｆに接着して表示されたものであってもかまわない。

図２は、布帛裁断システムに関する機能ブロック構成図である。布帛裁断システムは、制御部１０、撮影部１１、入力部１２、記憶部１３、レーザ照射部１４、裁断ヘッド移動部１５、布帛セット部１６及び表示部１７を備えている。

制御部１０は、装置全体の動作を制御し、撮影部１１は、裁断ステージ１の支持面にセットされた布帛Ｆを撮影装置５により撮影する。入力部１２は、裁断動作を行う際に設定するパラメータ等の操作入力を行ったり、生成された裁断ラインを確認して修正が必要な場合の修正データの入力を行う。

記憶部１３は、裁断処理に必要なデータを記憶しており、装置の動作制御に必要なプログラム及びデータについても記憶している。具体的には、型紙データを記憶する型紙ＤＢ１３ａ、型紙データに基づいて公知の縫製シミュレーションプログラム（例えば、MarvelousDesigner、optitex参照）により生成された３次元形状データを記憶する形状ＤＢ１３ｂ、布帛の絵柄の形成に用いられた絵柄画像データを記憶する絵柄画像ＤＢ１３ｃ、撮影装置５により撮影された撮影画像データを記憶する撮影画像ＤＢ１３ｄ、型紙データ及び絵柄画像データから得られた型紙画像データを３次元形状データに貼り付けて作成される設計画像データを記憶する設計画像ＤＢ１３ｅ並びに裁断ラインデータ及び撮影画像データから得られた裁断画像データを３次元形状データに貼り付けて作成される製品画像データを記憶する製品画像ＤＢ１３ｆを備えている。

レーザ照射部１４は、レーザ照射装置を動作させてレーザ光を裁断ヘッドに向けて照射させる。裁断ヘッド移動部１５は、裁断ヘッド機構４の移動制御を行い、裁断ヘッドを布帛Ｆ上の所定位置に移動させて位置決めする。布帛セット部１６は、裁断ステージ１内に設けられた吸気装置を動作させて支持面に布帛Ｆ及びカバーフィルム２を吸着させてセットする。表示部１７は、絵柄画像、撮影画像、裁断画像、パーツ領域画像、設計画像、製品画像といった裁断処理に必要な各種画像やデータを表示する。

制御部１０、入力部１２及び記憶部１３は、公知の情報処理装置を用いて構成することができる。制御部１０としてＣＰＵを用い、入力部１２としてキーボードやマウス等の入力機器を用い、記憶部１３として内蔵ハードディスク及び外付けハードディスクを用い、記憶部１３に記憶されたプログラムをＣＰＵに読み出して処理することで各部の機能を実現することができる。また、撮影部１１、レーザ照射部１４、裁断ヘッド移動部１５及び布帛セット部１６は、それに対応する各装置を情報処理装置に接続して用いることでその機能を実現することができる。

制御部１０は、撮影処理部１００、設計画像処理部１０１、製品画像処理部１０２、画像確認処理部１０３、裁断ライン生成部１０４及び裁断処理部１０５を備えている。撮影処理部１００は、撮影部１１から入力された布帛Ｆの撮影画像を処理して撮影画像データを生成する。設計画像処理部１０１は、型紙データに基づいて公知の縫製シミュレーションプログラムにより３次元形状データを生成するとともに型紙データ及び絵柄画像データから得られた型紙画像データを３次元形状データに貼り付けて設計画像データを生成する。製品画像処理部１０２は、裁断ライン生成部１０４で生成された裁断ラインデータ及び撮影画像データに基づいて裁断画像データを抽出するとともに得られた裁断画像データを３次元形状データに貼り付けて製品画像データを生成する。画像確認処理部１０４は、製品画像データを含む製品確認画像の表示処理を行う。製品確認画像としては、製品画像データを表示したり、設計画像を併せて表示して製品画像と比較して確認することができる。また、画像確認処理部１０４では、製品画像及び設計画像の画像比較処理により算出された柄ずれを示すデータを併せて表示することもできる。画像比較処理では、例えば、両画像の差分画像に基づいて柄ずれを示すデータを算出したり、オプティカルフローといった公知の処理手法に基づいて柄ずれをベクトルで求めることで、柄ずれの方向や量を算出することが可能となる。

裁断ライン生成部１０４は、後述するように、型紙データ及び撮影画像データに基づいて布帛Ｆに表示された絵柄に合せて型紙データを補正して裁断ラインデータを生成する。例えば、撮影画像から絵柄の特徴点を抽出して特徴点に合わせて型紙データの輪郭形状を補正することで、布帛Ｆに表示された絵柄の歪み、寸法、形状等に対応して裁断ラインを設定することができる。裁断処理部１０５は、生成された裁断ラインデータに基づいて裁断動作を行うようにレーザ照射部１４及び裁断ヘッド移動部１５を制御する処理を行う。

図３は、設計画像データを生成する処理に関するフローである。裁断処理に用いる型紙データ及び布帛Ｆに表示される絵柄に関する絵柄画像データについては、予め記憶部１３の各ＤＢに記憶しておく。図４は、型紙データの一例を示す説明図であり、ワンピースのスカートに関する型紙の輪郭形状を示している。図５は、布帛に表示される絵柄を示す画像例であり、２次元画像となっている。

まず、型紙データに基づき公知の縫製シミュレーションプログラムを用いて３次元形状データを生成して記憶部１３に記憶する（Ｓ１０１）。図６は、図４に示す型紙データに基づいて生成された３次元形状データを示す画像例である。次に、絵柄画像データから型紙データに基づいて型紙画像データをテクスチャ画像として抽出する（Ｓ１０２）。そして、３次元形状データにテクスチャマッピング処理により型紙画像データを貼り付けることで３次元の設計画像データを生成する（Ｓ１０３）。図７は、図５に示す絵柄画像から型紙画像をテクスチャ画像として抽出して図６に示す３次元形状データに貼り付けて生成された設計画像を示す画像例である。

以上の処理により、衣服デザインの設計段階において得られたデータに基づいて３次元の設計画像を生成することができる。

図８は、布帛裁断処理に関するフローである。予め裁断ステージ１の支持面に布帛Ｆを配置し、カバーフィルム２を引き出して布帛Ｆの上面を覆うように配置して吸気装置により支持面に布帛Ｆを密着固定しておく。まず、撮影装置５により裁断ステージ１の支持面に配置された布帛Ｆ全体を撮影して撮影画像データを取得し、記憶部１３に記憶する（Ｓ２０１）。図９は、図５に示す絵柄をプリント等により表示した布帛Ｆを撮影した撮影画像例を示している。

次に、型紙データを読み出して撮影画像に合せるとともに絵柄に合せた補正処理を行い、裁断ラインデータを生成する（Ｓ２０２）。補正処理は、例えば、絵柄の特徴点を抽出して特徴点に合わせて型紙データの位置を補正するように自動的に処理したり、表示部１７に撮影画像を表示して型紙データに対応する輪郭形状を重ねて表示し、目視により手入力で型紙データの位置を補正するようにしてもよい。また、位置認識用のマーカを表示した透明な型紙を生地上に配置して、撮影画像からマーカを検出することで型紙データの位置を補正することもできる。図１０は、図９に示す撮影画像に裁断ラインを重ね合せた画像例を示している。撮影画像の絵柄に合わせて型紙データを位置調整して裁断ラインデータを設定するようになっている。

次に、生成された裁断ラインデータに基づいて撮影画像データから裁断画像データを抽出する（Ｓ２０３）。撮影画像に裁断ラインによる輪郭形状を重ね合せて輪郭形状に沿って撮影画像を切り取ってテクスチャ画像として裁断画像データを抽出処理する。そして、図３に示す設計画像データの生成処理において得られた３次元形状データにテクスチャマッピング処理により裁断画像データを貼り付けることで縫製後の３次元の製品画像データを生成する（Ｓ２０４）。図１１は、図９に示す撮影画像から裁断画像をテクスチャ画像として抽出して図６に示す３次元形状データに貼り付けて生成された製品画像を示す画像例である。

次に、得られた設計画像データ及び製品画像データを用いて製品確認画像の表示処理を行う（Ｓ２０５）。設計画像及び製品画像は、３次元画像として表示されるため、上下左右に３６０度自由に回転して表示して画像全体を細部にわたって確認することができる。製品確認画像としては、製品画像のみを表示したり、製品画像及び設計画像を併せて表示して両者を比較することで縫製後の製品画像を容易に確認できるようにすることができる。そして、表示した製品確認画像を目視により確認して製品画像に柄ずれ等の問題がないかチェックする（Ｓ２０６）。

図１１に示す製品画像例を図７に示す設計画像例と比較すると、縫製箇所の柄ずれが目立っており、裁断ステージ１に配置された布帛Ｆの歪みや裁断ライン設定時の補正処理の際のずれが影響していることが推測される。そのため、ステップＳ２０６において、問題ありとされた場合（Ｓ２０６；ＹＥＳ）には、両画像を比較する確認処理を行う（Ｓ２０７）。画像比較処理では、両画像のパーツ領域画像を抽出して両者の差分画像を求めて表示したり、パーツ領域画像の間のオプティカルフローを公知の処理手法により求めて、柄ずれをベクトル表示して、柄ずれを定量的に把握することが可能となる。そして、把握された柄ずれに応じて布帛Ｆの歪みを修正し、ステップＳ２０１に戻って裁断処理を最初から行うようにする。

図１２は、図７に示す設計画像の前身頃の領域を抽出したパーツ領域画像例であり、図１３は、図１１に示す製品画像の前身頃の領域を抽出したパーツ領域画像例である。そして、図１４は、図１２及び図１３に示すパーツ領域画像例の差分画像を示している。両パーツ領域画像が完全に一致している場合には、差分画像は黒一色となるが、柄ずれが生じている部分では黒以外の色が差分画像として生じるため、どの部分で柄ずれが生じているか定量的に把握して対応することができる。また、パーツ領域画像の間のオプティカルフローを求めてベクトル表示することで、製品画像の柄ずれの方向及び量が定量的に把握されるようになり、布帛の配置の修正や裁断ラインの補正の精度をより高めることが可能となる。

以上説明したように、縫製後の仕上がった状態の製品画像を確認しながら布帛の配置や裁断ラインを繰り返し修正して、ステップＳ２０６において、問題ないとされた場合（Ｓ２０６；ＮＯ）に、裁断ステージに配置された布帛Ｆに対して設定された裁断ラインに沿って裁断処理を行う（Ｓ２０８）。

以上のように裁断処理を行うことで、裁断処理前に縫製後の３次元の製品画像を確認して柄ずれの有無についてチェックすることができ、オペレータの勘や習熟度に依存することなく正確な裁断処理を行って不良品の発生を最小限に抑えることが可能となる。

１・・・裁断ステージ、２・・・カバーフィルム、３・・・供給ロール、４・・・裁断ヘッド機構、５・・・撮影装置、６・・・情報処理装置、１０・・・制御部、１１・・・撮影部、１２・・・入力部、１３・・・記憶部、１４・・・レーザ照射部、１５・・・裁断ヘッド移動部、１６・・・布帛セット部、１７・・・表示部、１００・・・撮影処理部、１０１・・・設計画像処理部、１０２・・・製品画像処理部、１０３・・・画像確認処理部、１０４・・・裁断ライン生成部、１０５・・・裁断処理部、Ｆ・・・布帛

Claims (4)

1. 裁断ステージにセットした布帛を撮影して衣服の型紙データに基づいて布帛を裁断する裁断システムの布帛裁断支援装置であって、前記型紙データに基づいて３次元形状データを生成するとともに前記型紙データ及び前記布帛に表示された絵柄画像データから得られた型紙画像データを当該３次元形状データに貼り付けて設計画像データを生成する設計画像処理部と、撮影された前記布帛の撮影画像を処理して撮影画像データを生成する撮影処理部と、前記型紙データ及び前記撮影画像データに基づいて前記布帛に表示された絵柄に合せて裁断ラインデータを生成する裁断ライン生成部と、前記裁断ラインデータ及び前記撮影画像データに基づいて裁断画像データを抽出するとともに当該裁断画像データを前記３次元形状データに貼り付けて製品画像データを生成する製品画像処理部と、前記製品画像データを含む製品確認画像の表示処理を行う画像確認処理部とを備えている布帛裁断支援装置。
2. 前記画像確認処理部は、前記設計画像データ及び前記製品画像データを比較して柄ずれを示すデータを算出するとともに柄ずれを示す画像の表示処理を行う請求項１に記載の布帛裁断支援装置。
3. 裁断ステージにセットした布帛を撮影して衣服の型紙データに基づいて布帛を裁断する裁断システムの布帛裁断支援方法であって、前記型紙データに基づいて３次元形状データを生成するとともに前記型紙データ及び前記布帛に表示された絵柄画像データから得られた型紙画像データを当該３次元形状データに貼り付けて設計画像データを生成し、撮影された前記布帛の撮影画像を処理して撮影画像データを生成し、前記型紙データ及び前記撮影画像データに基づいて前記布帛に表示された絵柄に合せて裁断ラインデータを生成し、前記裁断ラインデータ及び前記撮影画像データに基づいて裁断画像データを抽出するとともに当該裁断画像データを前記３次元形状データに貼り付けて製品画像データを生成し、前記製品画像データを含む製品確認画像を表示する布帛裁断支援方法。
4. 前記製品確認画像は、前記設計画像データ及び前記製品画像データを比較して算出された柄ずれを示す画像を含む請求項３に記載の布帛裁断支援方法。