KR20050100195A - The device & method of partial body scanning for manufacturing custom tailored products and storage medium to record the method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치는 특정 신체부위를 촬영하여 영상데이터를 생성하는 측정부; 상기 신체부위의 형상에 대한 표준 데이터를 저장하는 데이터베이스; 상기 표준 데이터를 상기 촬영된 영상데이터와 비교 가능한 형태로 변환하는 데이터 변환부; 상기 변환된 표준 데이터와 상기 영상데이터의 유사도를 판독하여 상기 표준 데이터를 상기 판독된 유사도 순서로 정렬하는 데이터 판독부; 상기 정렬된 표준 데이터를 반복적으로 선형 결합하여 상기 신체부위의 형상 모델을 생성하는 형상모핑부; 상기 생성된 형상 모델을 국부 변형하여 최종 형상 모델을 생성하는 형상변형부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a body part scanning apparatus and a scanning method for producing a customized product, and a recording medium recording a program source thereof. The body part scanning apparatus for producing a customized product according to the present invention captures image data by capturing a specific body part. Measuring unit to generate; A database for storing standard data on the shape of the body part; A data converter converting the standard data into a form comparable to the photographed image data; A data reading unit which reads similarity between the converted standard data and the image data and arranges the standard data in the read similarity order; A shape morphing unit generating a shape model of the body part by repeatedly linearly combining the aligned standard data; Local deformation of the generated shape model is characterized in that it comprises a shape deformation unit for generating a final shape model.
본 발명에 따르면 고가의 하드웨어 장비를 전혀 사용하지 않고, 종래의 형상 복원 방식과는 전혀 다른 새로운 형상 복원 방법을 채택함으로써 종래의 스캔장치에 비해 그 비용을 대폭 절감시키면서도 주문형 제품제작에 있어 허용 오차범위 내의 안정적인 정밀도를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, by adopting a new shape restoration method that is completely different from the conventional shape restoration method without using expensive hardware equipment at all, the allowable error range in manufacturing a customized product while significantly reducing the cost compared to the conventional scanning apparatus It has the effect of providing stable precision within.
Description
본 발명은 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 신체부위의 형상에 대한 데이터베이스를 구축하고 새로운 형상 변형 알고리즘을 이용함으로써 종래의 신체부위 스캔장치에 필요한 CCD카메라, 이미터, 콘트롤러 등 고가의 하드웨어 장비를 대체하여 제작 및 소요 비용을 크게 절감시키면서도 주문형 제품생산을 위한 형상 모델의 정밀도를 달성할 수 있는 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a body part scanning apparatus and a scanning method for producing a customized product, and a recording medium recording a program source thereof. It replaces expensive hardware equipment such as CCD camera, emitter, controller, etc. which is necessary for the scanning of body parts of body, and it can reduce the cost of manufacture and cost, and can produce the body for customized product that can achieve the accuracy of shape model for customized product A site scanning device, a scanning method, and a recording medium recording the program source thereof.
지난 수년간 주문형 제품 생산에 대한 관심이 높아지고 있는데, 최근 보다 고급스럽고 자기만의 개성을 추구하는 고객들의 수요가 소위 웰빙이라는 새로운 트렌드를 타고 더욱 더 증가하면서 산업계에서는 이러한 고객의 취향에 맞게 고객의 특정 신체부위에 가장 잘 맞는 주문형 제품을 제작하여 고객에게 제공하는 것이 하나의 중요한 이슈가 되고 있다.In the past few years, there has been a growing interest in the production of custom-made products, and as the demand of more luxurious and personalized customers has increased in recent years, the new trend of well-being has led the industry to meet the needs of customers. Creating a customized product that best fits the site and providing it to the customer is an important issue.
이러한 주문형 제품생산이라는 목적을 위해 많은 제조업체들이 주문형 제품 생산을 위한 새로운 라인을 추가하거나, 또는 이를 전문으로 하는 많은 회사가 설립되었다. 상기와 같은 주문형 제품의 제작을 위해서는 고객의 특정 신체부위의 형상을 정확하게 측정하는 스캔장치가 필수적이며, 그에 따라 많은 종류의 스캔장치가 개발되었는데, 특히 특정 신체부위 중 예컨대 발을 측정하여 주문형 신발을 제작하는 신발제품 분야에서 다양한 종류의 발 스캔장치가 개발되어왔다.For this purpose, many companies have established a number of companies that add new lines or specialize in the production of custom products. In order to manufacture such customized products, a scanning device for accurately measuring the shape of a specific body part of a customer is essential. Accordingly, many types of scanning devices have been developed. Particularly, a specific shoe is measured by measuring a foot of a specific body part. Various types of foot scanning devices have been developed in the field of manufactured footwear.
근래까지 개발된 이러한 종래의 스캔장치는 대부분 비 접촉식 능동 광학 스캐너로 분류되는데, 일부 광학 스캐너는 모아레 패턴 또는 격자 형 패턴 영상(moire pattern or structured light )을 스캐닝 프로세스에 사용하거나, 또는 스테레오 비전 테크닉을 사용한 발 스캐너도 개발되었다.These conventional scanning devices, which have been developed until recently, are mostly classified as non-contact active optical scanners, and some optical scanners use moire pattern or structured light for the scanning process, or stereo vision technique. Foot scanners have also been developed.
도 6은 종래의 레이저와 카메라를 이용한 발 스캔장치를 나타내는 사시도 및 평단면도로, 종래의 레이저와 카메라를 이용한 발 스캔장치는 발바닥의 형태와 편평도를 스캐닝하여 2차원 또는 3차원 영상을 구현할 수 있는 레이저와 카메라를 이용한 발 스캔장치에 있어서, 프레임(12p)과 커버(14p)로 구성되는 스캐너 몸체(10p)와; 상기 스캐너 몸체(10p)의 상면에 발을 올려놓을 수 있도록 설치된 투명 재치대(16p)와; 상기 투명 재치대(16p)의 양측 상면에 일정 높이로 설치된 복수개의 기준바(17p)와; 상기 스캐너 몸체(10p)의 전면 상측에 설치되어 반사체(22p)에 의하여 투영되는 발바닥을 촬영하는 CCD카메라(20p)와; 상기 프레임(12p)의 내측 하부에 직교 설치되어 수평으로 이동할 수 있는 이동바(40p)와; 상기 이동바(40p)의 일측에 설치되어 이동바(40p)를 수평 이동시키기 위한 동력부(50p)와; 상기 이동바(40p)의 양측에 각각 설치되어 투명 재치대(16)에 복수의 주사선을 투사하는 레이저빔(30p)과; 상기 CCD카메라(20p)로부터 촬영된 영상데이터를 처리하는 데이터 처리부(60p)로 구성된 것을 특징으로 한다. 이러한 종래의 신체 부위 스캐너로서 가장 널리 사용되는 스캐닝 방식은 레이저 슬릿빔을 사용한 광학 스캐너(laser ranging method)로서, 상기 광학 스캐너는 예컨대 발(foot)이나 두부(頭部) 등의 국부 측정뿐만 아니라 전신 측정을 위하여 사용되는데, 상기 광학 스캐너는 레이저 발생장치가 특정 대상 신체부위를 이동하면서 레이저 슬릿빔을 측정되는 신체부위에 투영하고 매 순간 다수의 CCD 카메라에서 상기 투영된 레이저 형상을 포함한 이미지를 캡쳐하며, 카메라 칼리브레이션을 통해 얻은 카메라 파라미터 정보와 2D 이미지들로부터 3D 형상을 복원하는 방식이다.6 is a perspective view and a cross-sectional view showing a foot scanning apparatus using a conventional laser and a camera, the foot scanning apparatus using a conventional laser and a camera can implement a two-dimensional or three-dimensional image by scanning the shape and flatness of the sole A foot scanning apparatus using a laser and a camera, comprising: a scanner body (10p) comprising a frame (12p) and a cover (14p); A transparent placing table 16p installed to place a foot on an upper surface of the scanner body 10p; A plurality of reference bars 17p installed on both upper surfaces of the transparent placing table 16p at a predetermined height; A CCD camera 20p installed on the front side of the scanner body 10p to photograph the sole projected by the reflector 22p; A moving bar 40p installed at an orthogonal lower portion of the frame 12p to move horizontally; A power unit 50p installed at one side of the moving bar 40p to horizontally move the moving bar 40p; Laser beams 30p which are respectively provided at both sides of the movable bar 40p to project a plurality of scanning lines to the transparent mounting table 16; And a data processor 60p for processing image data photographed from the CCD camera 20p. The most widely used scanning method as such a conventional body part scanner is an optical scanner using a laser slit beam, which is a whole body as well as a local measurement such as a foot or a head. It is used for the measurement, the optical scanner moves a specific target body part and the laser scanner projects the laser slit beam onto the body part to be measured and captures the image including the projected laser shape from multiple CCD cameras at every moment. In this method, 3D shape is restored from camera parameter information and 2D images obtained through camera calibration.
그러나 측정 대상 신체 부위의 형상에 투영된 레이저 슬릿빔이나 패턴 영상을 CCD카메라가 인식하기 위하여 3D형상을 복원하는 방식인 상기 능동 광학식 스캐너는 고가의 CCD카메라, 레이저 발생기, 패턴 생성기, 그 외에 많은 컨트롤러 , 구동부 등의 하드웨어가 사용되어 전체 시스템을 구성하는데 상당한 비용부담이 있는 문제점이 있다.However, the active optical scanner, which restores the 3D shape in order to recognize the laser slit beam or pattern image projected onto the shape of the body to be measured, is an expensive CCD camera, a laser generator, a pattern generator, and many other controllers. However, there is a problem in that hardware such as a driving unit is used to constitute a whole system, which is a significant cost burden.
상기와 같은 문제점에 따라 최근 들어 상용 3D 스캐너의 가격 절감을 위한 연구가 진행되어 왔는데, F.Blais, J.A.Bisson 등은 스캐너의 가격을 절감하기 위해 세 개의 광학센서를 특별하게 제작하여 Shape Grabber라 불리는 저가형 발 스캐너를 개발하였다. 그러나 상기 저가형 발 스캐너는 상기 광학센서를 구동하는데 필요한 고가의 선형 구동장치(linear motion stage)로 인해 큰 가격 절감은 꾀할 수 없는 문제점이 여전히 존재하고 있다.In order to reduce the price of commercial 3D scanners in recent years, F. Blais and JABisson have made three optical sensors specially called Shape Grabber to reduce the price of the scanner. We have developed a low cost foot scanner. However, there is still a problem that the low-cost foot scanner cannot afford a large price due to the expensive linear motion stage required to drive the optical sensor.
또한, C.Rocchini, P.Cignoni 등은 가격을 절감하기 위해 프로젝터나 디지털 카메라와 같은 상용 제품을 이용하여 스캐너를 제작함으로써 격자형 패턴 영상을 이용하는 저가형 발 스캐너를 개발하였다. 그러나 상기 발 스캐너는 프로젝터가 짧은 거리(1m)에 초점을 맞출 수 없다는 특성으로 인해 스캐너의 사이즈가 커질 수밖에 없다는 문제점이 있다.In addition, C.Rocchini and P.Cignoni have developed low-cost foot scanners using grid pattern images by making scanners using commercial products such as projectors or digital cameras to reduce costs. However, the foot scanner has a problem in that the size of the scanner is inevitably increased due to the characteristic that the projector cannot focus at a short distance (1 m).
국부 측정용 저가형 스캐닝 시스템에 관한 연구에 있어서 M.Kouchi는 상동 형상 모델링(homologous shape modeling)이라는 기법을 도입하였으나, 상기 상동 형상 모델링 기법을 사용하기 위해서는 측정시 신체부위에 수 개의 특별한 마커(marker)를 소정 위치에 점착해야 하는 번거로움이 있으며, 다수개의 레이저 생성기 고성능 CCD카메라를 사용하므로 비용적인 면에서 여전히 불리한 단점이 있다.In the study of low-cost scanning systems for local measurement, M. Kouchi introduced a homologous shape modeling technique.However, in order to use the homologous shape modeling technique, several special markers on the body part during measurement are used. There is a hassle to stick to a predetermined position, and there is still a disadvantage in terms of cost because it uses a plurality of laser generator high performance CCD camera.
결론적으로 종래의 신체부위 스캔장치는 고가의 하드웨어 장비로 인하여 가격부담이 막대하였으며, 또한 이에 따라 종래 스캐너 가격 절감을 위한 많은 노력이 있었으나(하드웨어 구성을 간소화하거나, 저가형 부품을 사용) 형상 복원 방식으로 기존의 능동 광학식 스캐닝 방법을 채택했기 때문에 이에 따른 고비용 문제를 극복하는 데는 한계가 있는 문제점이 있었다.In conclusion, the conventional body part scanning apparatus is expensive due to expensive hardware equipment, and accordingly, there have been many efforts to reduce the price of the conventional scanner (simplify hardware configuration or use low-cost parts). Since the conventional active optical scanning method is adopted, there is a limit to overcome the high cost problem.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 스캔장치에서 사용되는 CCD카메라, 이미터, 각종 컨트롤러 등 고가의 하드웨어 장비를 저가의 카메라만으로 대체하며, 또한 특정 신체부위에 대한 데이터베이스를 구축하고 형상 모핑 알고리즘과 국부 형상변형 알고리즘이라는 종래의 형상 복원 방식과는 전혀 다른 새로운 형상 복원 방법을 채택함으로써 종래의 스캔장치에 비해 비용을 대폭 절감시키면서도 주문형 제품을 제작하는데 있어 무리가 없는 안정적인 정밀도를 제공할 수 있는 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to replace expensive hardware equipment such as CCD camera, emitter, various controllers used in the conventional scanning device with only low-cost cameras In addition, by building a database of specific body parts and adopting a new shape restoration method that is completely different from the conventional shape restoration methods such as the shape morphing algorithm and the local shape deformation algorithm, it is possible to save on-demand products while reducing the cost significantly compared to the conventional scanning device. It is to provide a recording device that records the body part scanning device and scanning method and the program source for the production of customized products that can provide stable precision without difficulty in manufacturing.
또한, 본 발명의 목적은 스테레오 비전 기술을 이용해서 주문자의 신체부위를 측정한 직후에 신체부위 형상에 대한 주요 파라미터값을 제시하여 주문자가 형상의 재생성 과정 전에 자신의 신체부위의 치수를 바로 알 수 있도록 하는 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to present the main parameter values for the shape of the body immediately after measuring the body part of the orderer using stereo vision technology, so that the orderer can know the dimensions of the body part immediately before the regeneration process of the shape. To provide a recording device that records the body part scanning method and scanning method and the program source for the production of customized products.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치는 특정 신체부위를 촬영하여 영상데이터를 생성하는 측정부; 상기 신체부위의 형상에 대한 표준 데이터를 저장하는 데이터베이스; 상기 표준 데이터를 상기 촬영된 영상데이터와 비교 가능한 형태로 변환하는 데이터 변환부; 상기 변환된 표준 데이터와 상기 영상데이터의 유사도를 판독하여 상기 표준 데이터를 상기 판독된 유사도 순서로 정렬하는 데이터 판독부; 상기 정렬된 표준 데이터를 반복적으로 선형 결합하여 상기 신체부위의 형상 모델을 생성하는 형상모핑부; 상기 생성된 형상 모델을 국부 변형하여 최종 형상 모델을 생성하는 형상변형부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Body part scanning apparatus for producing an on-demand product according to the present invention for achieving the above object is a measuring unit for photographing a specific body part to generate image data; A database for storing standard data on the shape of the body part; A data converter converting the standard data into a form comparable to the photographed image data; A data reading unit which reads similarity between the converted standard data and the image data and arranges the standard data in the read similarity order; A shape morphing unit generating a shape model of the body part by repeatedly linearly combining the aligned standard data; Local deformation of the generated shape model is characterized in that it comprises a shape deformation unit for generating a final shape model.
본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치는 상기 측정부에서 생성된 2차원 영상데이터로부터 상기 신체부위의 형상에 대한 파라미터값을 계산하는 데이터 추출부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The body part scanning apparatus for producing an on-demand product according to the present invention is characterized in that it further comprises a data extraction unit for calculating a parameter value for the shape of the body part from the two-dimensional image data generated by the measuring unit.
상기 측정부는 다수의 카메라가 서로 다른 방향에서 상기 특정 신체부위를 촬영하여 다수의 2차원 영상데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.The measuring unit may generate a plurality of two-dimensional image data by photographing the specific body part from a plurality of cameras in different directions.
본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔방법은 1) 특정 신체부위를 촬영하여 생성된 다수의 이미지를 이진화하여 2차원 영상데이터를 생성하는 단계; 2) 상기 2차원 영상데이터와 비교 가능한 형태로 데이터베이스에 저장된 상기 신체부위 형상에 대한 표준 데이터를 변환하는 단계; 3) 상기 변환된 표준 데이터와 상기 2차원 영상데이터의 유사도를 판독하여 상기 표준 데이터를 상기 판독된 유사도 순으로 정렬하는 단계; 4) 상기 정렬된 표준 데이터를 반복적으로 선형 결합하여 상기 신체부위의 형상 모델을 생성하는 단계; 5) 상기 생성된 형상 모델을 국부 변형하여 최종 형상 모델을 생성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Body part scanning method for producing an on-demand product according to the invention 1) generating a two-dimensional image data by binarizing a plurality of images generated by photographing a specific body part; 2) converting standard data on the shape of the body part stored in a database in a form comparable to the two-dimensional image data; 3) reading the similarity between the converted standard data and the two-dimensional image data and sorting the standard data in the read similarity order; 4) iteratively linearly combining the aligned standard data to generate a shape model of the body part; 5) locally deforming the generated shape model to generate a final shape model.
상기 1)단계 이전에 상기 신체부위의 형상에 대한 표준 데이터베이스를 구축하고, 상기 카메라의 초점거리, 광학중심과 반경 왜곡인자를 포함하는 특성값과 위치 및 방향값을 설정하는 카메라 칼리브레이션 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Before the step 1), further comprising a camera calibration step of establishing a standard database of the shape of the body part, and setting a characteristic value including a focal length, an optical center and a radius distortion factor, a position and a direction value of the camera. Characterized in that made.
상기 1)단계와 2)단계 사이에 상기 2차원 영상데이터로부터 상기 신체부위의 형상에 대한 파라미터값을 계산하여 추출하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And calculating and extracting a parameter value for the shape of the body part from the 2D image data between steps 1) and 2).
상기 1)단계는 다수의 카메라가 주문자의 특정 신체부위를 촬영하여 다수의 이미지를 생성한 후, 상기 이미지상의 배경부분으로부터 상기 신체부위 영역부분을 추출하고 이진화하여 2차원 영상데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.In the step 1), a plurality of cameras photograph a specific body part of an orderer to generate a plurality of images, and then extract and binarize the body part region part from the background part of the image to generate two-dimensional image data. It is done.
상기 2)단계는 데이터베이스에 저장된 표준 데이터가 실측 형상과의 비교 가능 형태로 변환되는 단계와, 상기 변환된 표준 데이터의 스케일이 변환되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Step 2) includes converting the standard data stored in the database into a form comparable with the measured shape, and converting the scale of the converted standard data.
상기 3)단계는 상기 카메라의 위치와 방향에 대응하는 가상의 카메라를 설정하는 단계; 상기 가상의 카메라를 이용해 상기 표준 데이터로부터 가상의 2차원 영상데이터를 추출하는 단계; 상기 추출된 가상의 2차원 영상데이터와 대응하는 상기 실제 2차원 영상데이터 사이의 픽셀 차의 합을 계산하여 유사도를 판독하는 단계; 상기 판독된 유사도의 내림차순으로 상기 표준 데이터를 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Step 3) includes setting a virtual camera corresponding to the position and the direction of the camera; Extracting virtual two-dimensional image data from the standard data by using the virtual camera; Calculating a sum of pixel differences between the extracted virtual two-dimensional image data and corresponding real two-dimensional image data and reading a similarity degree; And sorting said standard data in descending order of said similarity.
상기 4)단계는, 상기 정렬된 표준 데이터 중 유사도가 큰 것으로부터 소정 개수의 표준 데이터를 샘플링하는 단계; 상기 샘플링된 표준 데이터들을 선형 결합하여 다수의 모핑모델을 생성하는 단계; 상기 생성된 다수의 모핑모델의 유사도를 평가하여 상기 모핑모델을 정렬하는 단계를 포함하며, 상기 과정들을 반복하여 실제 신체부위 형상에 최대 근접 형상 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.Step 4) may include: sampling a predetermined number of standard data from the similarity among the sorted standard data; Linearly combining the sampled standard data to generate a plurality of morphing models; And aligning the morphing models by evaluating the similarity of the generated morphing models, and repeating the above processes to generate a maximum proximity shape model to the actual body part shape.
상기 5)단계는, 상기 생성된 형상 모델에서 국부 변형시킬 변형영역을 선택하고 변형점을 선정하는 단계; 상기 선택된 변형영역에 대응하는 제어 메쉬를 형성하는 단계; 상기 제어 메쉬에 따라 상기 선택된 변형영역 주변의 모든 변형점들을 이동시켜 국부 변형모델을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 단계들을 형상 모델의 모든 영역에 대해 반복적으로 실행하여 최종 형상 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.Step 5) may include selecting a deformation area to be locally deformed in the generated shape model and selecting a deformation point; Forming a control mesh corresponding to the selected deformation region; Generating a local deformation model by moving all deformation points around the selected deformation area according to the control mesh, and repeatedly performing the steps for all areas of the shape model to generate a final shape model. It is done.
또한 본 발명은 상기 주문형 제품생산을 위한 신체부위의 스캔방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.The present invention also includes a computer-readable recording medium having recorded thereon a program that can be executed by a computer to scan the body part for the production of customized products.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체에 대한 구성과 작용 및 바람직한 실시예에 대해 보다 상세하게 설명하는데, 특히 본 발명에서는 주문자의 특정 신체부위 중에서 발을 스캔하여 주문형 신발을 제작하는 것을 일 실시예로 하여 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail with respect to the configuration and operation of the body portion scanning apparatus and scanning method for producing a customized product according to the present invention and a recording medium recording the program source and a preferred embodiment, In particular, the present invention will be described as an embodiment of manufacturing a custom shoe by scanning the foot of the particular body part of the orderer.
이하의 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.The configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described below will be described as at least one embodiment, which does not limit the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation. .
도 1은 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치의 개략적 구성을 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a body part scanning apparatus for producing a customized product according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치는 측정부(10), 데이터베이스(20), 데이터 추출부(30), 데이터 변환부(40), 데이터 판독부(50), 형상모핑부(60), 형상변형부(70)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the body part scanning apparatus for producing a customized product according to the present invention includes a measuring unit 10, a database 20, a data extracting unit 30, a data converting unit 40, and a data reading unit. 50, a shape morphing part 60, and a shape deformation part 70.
상기 측정부(10)는 주문자의 특정 신체부위를 촬영하여 상기 신체부위의 형상에 대한 2차원 영상데이터를 생성하는 기능을 수행하는데, 본 발명에서는 측정 센서로서 저가의 PC카메라를 사용하였으며, 총 12대의 PC카메라를 측정하고자 하는 주문자의 신체부위 주변에 설치하여 총 12장의 영상데이터를 생성하였다.The measurement unit 10 performs a function of generating a two-dimensional image data of the shape of the body part by photographing the specific body part of the orderer, in the present invention used a low-cost PC camera as a measurement sensor, a total of 12 A total of 12 image data were generated by installing a PC camera around the body part of the orderer to be measured.
상기 측정센서로서 사용하는 PC카메라는 다양한 방향에서의 신체부위의 형상에 대한 투영 이미지를 얻기 위해 상기 신체부위 위치의 윗 부분뿐만 아니라 아래부분에도 설치되는 것이 바람직하며, 상기 PC카메라의 설치를 위해 간단한 프레임을 제작하고 효과적인 이미지 프로세싱을 위해 간단한 조명장치를 제작할 수 있다.The PC camera used as the measuring sensor is preferably installed at the lower part as well as the upper part of the position of the body part to obtain a projection image of the shape of the body part in various directions. You can build frames and simple lighting for effective image processing.
상기 데이터베이스(20)는 다양한 신체부위의 형상에 대한 표준 데이터를 DB로 구축하여 저장하는 수단으로서, 상기 표준 데이터는 주문형 제품을 제작 판매하는 제작사로부터 제공을 받을 수 있다.The database 20 is a means for constructing and storing standard data on shapes of various body parts as a DB, and the standard data may be provided from a manufacturer that manufactures and sells customized products.
상기 데이터 추출부(30)는 상기 측정부(10)에서 생성된 신체부위 형상에 대한 2차원 영상데이터로부터 스테레오 비전(Stereo vision)기술을 이용하여 측정 직후 신체부위 형상에 대한 주요 파라미터값을 추출하여 상기 주문자가 바로 알 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 여기서, 상기 주요 파라미터값이란 신체부위 형상에 대한 주요부위별 치수를 의미하는 것으로서, 예컨대 신체부위가 발인 경우에는 발길이(Foot Length), 볼폭(Ball Width), 발등높이(Instep Height), 내측 및 외측 골절길이(Inside/Outside Joint Length)가 주요 파라미터가 된다.The data extractor 30 extracts the main parameter values for the shape of the body part immediately after the measurement by using stereo vision technology from the 2D image data of the shape of the body part generated by the measuring part 10. It performs a function for the orderer to know immediately. Here, the main parameter value means the dimensions of the main parts for the shape of the body part. For example, when the body part is the foot, the foot length, ball width, instep height, inner side, and the like are measured. Inside / Outside Joint Length is the main parameter.
상기 데이터 변환부(40)는 상기 데이터베이스(20)에 저장된 표준 데이터의 형식을 본 발명에 따라 형상 모델을 생성하는데 적합한 형식으로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 데이터베이스(20)에 저장된 표준 데이터는 좌표계가 각 데이터마다 각기 다를 수 있으며, 또한 형식도 서로 동일하지 않아 상기 표준 발데이터와 상기 측정부(10)에서 생성된 영상데이터를 비교하기 곤란하며, 또한 형상 모핑을 수행하는 것이 불가능할 수 있다. 따라서, 상기 데이터 변화부(40)는 모든 표준 데이터에 공통으로 적용 가능한 좌표계를 정의하고 실제 측정한 형상데이터와 같은 형태로 상기 표준 데이터를 변환시킨다.The data conversion unit 40 converts the format of standard data stored in the database 20 into a format suitable for generating a shape model according to the present invention. The standard data stored in the database 20 may have different coordinate systems for each data, and the formats are not the same, and it is difficult to compare the standard foot data with the image data generated by the measurement unit 10. It may be impossible to perform shape morphing. Accordingly, the data changer 40 defines a coordinate system that is commonly applicable to all standard data, and converts the standard data into the same shape as the measured shape data.
상기 데이터 판독부(50)는 상기 데이터 변환부(40)에서 변환된 표준 데이터와 상기 측정부(10)에서 생성된 영상데이터를 비교하여 유사도를 평가하며, 상기 유사도가 큰 순서대로 상기 표준 데이터를 정렬한다.The data reading unit 50 compares the standard data converted by the data converter 40 and the image data generated by the measuring unit 10 to evaluate the similarity, and the standard data is calculated in order of the similarity. Sort it.
상기 형상모핑부(60)는 상기 데이터 판독부(50)에서 정렬된 표준 데이터들을 반복적으로 선형 결합하여 상기 측정부(10)에서 측정된 실제 신체부위의 형상에 가장 가까운 형상 모델을 생성한다.The shape morphing unit 60 repeatedly linearly combines the standard data arranged in the data reading unit 50 to generate a shape model closest to the shape of the actual body part measured by the measuring unit 10.
그리고, 상기 형상변형부(70)는 상기 형상모핑부(60)에서 모핑과정을 통해 생성된 형상 모델을 국부적으로 변형시켜 상기 형상모핑부(60)에서 생성된 형상 모델보다 더욱 실제 신체부위의 형상에 가까운 최종적인 형상 모델을 생성한다.In addition, the shape deformation part 70 locally deforms the shape model generated through the morphing process in the shape morphing part 60 to form an actual body part more than the shape model generated in the shape morphing part 60. Create a final shape model close to.
상기와 같은 구성으로 이루어진 신체부위 스캔장치를 이용하여 주문형 제품생산을 위한 신체부위의 스캔방법은 이하에서 설명한다.A method of scanning a body part for production of an on-demand product using a body part scanning device having the above configuration will be described below.
도 2는 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위의 스캔방법을 단계별로 나타낸 블록도로서, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위의 스캔방법은 크게 전처리 단계(S100), 측정 단계(S200), 재생성 단계(S300)로 이루어진다.Figure 2 is a block diagram showing a step-by-step method of scanning the body parts for production of customized products according to the present invention, as shown in the figure is a pre-processing step of the method for scanning body parts for production of custom products according to the present invention ( S100), the measurement step (S200), and the regeneration step (S300).
상기 전처리 단계(S100)는 본 발명에 따른 스캔방법에 있어 주문자의 특정 신체부위를 측정하여 상기 신체부위의 형상 모델을 생성하는 메인 프로세스의 전 단계로서, 상기 신체부위에 대한 다양한 형상데이터를 이용하여 표준 데이터에 대한 데이터베이스를 구축하는 단계(S110)와, 측정 센서로 이용하는 다수의 PC카메라를 기준 좌표계에 대해 그 위치와 방향을 정의하는 카메라 칼리브레이션 단계(S120)로 구성된다.The pre-processing step (S100) is a previous step of the main process of generating a shape model of the body part by measuring a specific body part of an orderer in the scanning method according to the present invention, by using various shape data of the body part. A step S110 of constructing a database for standard data and a camera calibration step S120 of defining a position and a direction of a plurality of PC cameras used as measurement sensors with respect to a reference coordinate system are included.
상기 카메라 칼리브레이션(calibration) 단계(S120)는 카메라 파라미터를 구하기 위한 것으로서, 초점거리, 광학 중심, 반경 왜곡 인자 등의 내적 카메라 특성과 기준 좌표계에 대한 다수의 PC카메라의 위치와 방향을 구하는 것이다.The camera calibration step (S120) is to obtain camera parameters. The camera calibration step (S120) is to obtain the position and orientation of a plurality of PC cameras with respect to the internal camera characteristics such as focal length, optical center, and radius distortion factor and the reference coordinate system.
상기 카메라의 칼리브레이션 단계(S120) 후에는 측정단계(S200)가 이어지는데, 상기 측정단계(S200)는 각기 다른 위치에 설치된 다수의 PC카메라가 주문자의 신체부위를 촬영하여 다수의 2차원 영상데이터를 생성하는 단계(S210)와, 상기 생성된 2차원 영상데이터로부터 주요 파라미터값을 추출하는 단계(S220)로 이루어진다.After the calibration step (S120) of the camera is a measurement step (S200) is continued, the measurement step (S200) is a plurality of PC cameras installed in different locations to shoot the body parts of the orderer to generate a plurality of two-dimensional image data And extracting a main parameter value from the generated two-dimensional image data (S220).
본 발명의 실시예에서는 상기 S210 단계에서 12대의 PC카메라가 각기 다른 방향에서 주문자의 발을 촬영하여 12장의 발 형상이 투영된 2차원 이미지를 생성하게 되며, 상기 이미지들을 상기 모델 재성성 단계(S300)에서 이용하기 위해서 주위배경으로부터 발 영역을 나타내는 부분을 정확하게 추출해 이진화하여 2차원 영상데이터를 생성하게 되는데, 본 발명에서 상기 발 영역을 추출해 이진화하는 방법으로 Automatic Thresholding, Closing 및 Area filling Algorithm의 3가지 이미지 프로세싱 기술을 사용하였다.According to an embodiment of the present invention, in step S210, 12 PC cameras photograph the orderer's feet in different directions to generate a two-dimensional image in which 12 foot shapes are projected. In order to use it, it extracts and binarizes the part representing the foot area from the surrounding background accurately, and generates two-dimensional image data. In the present invention, the method extracts and binarizes the foot area. Image processing techniques were used.
첫째, Automatic Thresholding은 주문자가 측정 시 적색 양말을 착용하기 때문에 이미지에서 발 형상은 적색으로 나타나고 배경은 다른 여러 가지 색으로 나타나게 된다. 달리 말해, 각 픽셀의 RGB값을 조사했을 때, R의 강도가 발 영역에서는 매우 높고, 배경 부분에서는 매우 낮다. 각 이미지를 R채널에 대한 히스토 그램 분석을 통해 발 영역과 배경을 구분할 수 있는 경계 값을 결정할 수 있다. First, since automatic thresholding wears red socks when the orderer takes measurements, the foot shape appears red in the image and the background appears in different colors. In other words, when the RGB value of each pixel is examined, the intensity of R is very high in the foot area and very low in the background part. Histogram analysis of each image can be used to determine the boundary that distinguishes the foot area from the background.
두 단계에 걸쳐 경계값을 설정하는데, 첫째 단계에서는 정규화된 R값에 대해서 분석을 한다. 이 결과로 대략적으로 이진화된 영상을 얻을 수 있다. 그리고, R의 절대치 값에 의해 다시 한번 히스토 그램을 분석함으로써 결과를 개선시킬 수 있다. The threshold is set in two stages. In the first stage, the normalized R values are analyzed. As a result, an approximately binary image can be obtained. And, the result can be improved by analyzing the histogram once again by the absolute value of R.
둘째, Closing Algorithm Closing 은 이진 영상 작업 중 하나로 영상의 내부에 있는 구멍을 채우거나 영역의 경계를 부드럽게 하는데 주로 사용된다. 즉, 상기 Automatic Thresholding 후 Closing을 수행함으로써, 발 영역 경계부분을 매끄럽게 처리할 수 있고, 내부에 구멍이 존재한다면 손쉽게 채울 수 있다. Secondly, Closing Algorithm Closing is one of binary image processing. It is mainly used to fill the hole inside the image or to smooth the boundary of the region. That is, by performing closing after the automatic thresholding, the foot area boundary can be smoothly processed, and if there is a hole inside, it can be easily filled.
마지막으로, Area Filling Algorithm (Flood-fill Algorithm)은 본 발명에 따른 신체부위 스캔장치가 알루미늄 프레임만으로 구성되어 있기 때문에 어떤 경우에는 발이 아닌 적색을 띄는 외부 물체가 발 영역으로 잘못 인식될 가능성이 있다. Area filling 알고리즘은 주로 어떤 영역의 내부를 채울 때 사용되는데, 이를 사용하면 잘못 인식된 영역을 쉽게 제거할 수 있다. Finally, since Area-filling Algorithm (Flood-fill Algorithm) is the body part scanning apparatus according to the present invention is composed of only an aluminum frame, in some cases there is a possibility that the external object that is red, not the foot, is mistakenly recognized as the foot area. Area filling algorithms are mainly used to fill the inside of an area, which can be used to easily remove areas that are incorrectly recognized.
실제로, 대부분의 예기치 않은 영역은 첫 번째 과정인 automatic thresholding 에 의해 제거되며, closing과 area filling algorithm은 마무리 용도로 쓰인다고 할 수 있다.In fact, most of the unexpected areas are eliminated by the first step, automatic thresholding, and the closing and area filling algorithms are used for finishing purposes.
상기 S210 단계에서 특정 신체부위의 형상에 대한 2차원 영상데이터가 생성되면, 스테레오 비전 기술을 통해 주요 파라미터값을 계산하여 추출하게 된다(S220).When two-dimensional image data of a shape of a specific body part is generated in step S210, main parameter values are calculated and extracted through stereo vision technology (S220).
즉, 상기 S120 단계에서의 카메라 칼리브레이션 결과, PC카메라 중심과 이미지평면에 맺힌 상을 잇는 직선의 식을 구할 수 있으며, 주요 파라미터를 정의하는 특징점들의 위치는 이미지의 외곽선 곡률 계산으로부터 구할 수 있게 된다. 단 하나의 카메라만으로는 이미지 평면에 맺힌 상으로부터 3차원 좌표 공간에서의 위치를 복원할 수 없지만, 동일 물체를 찍은 두 개 이상의 카메라가 사용된다면 직선 교차 연산에 의해 3D좌표를 정의할 수 있게 되는 것이다.That is, as a result of the camera calibration in step S120, the equation of a straight line connecting the image formed on the center of the PC camera and the image plane can be obtained, and the positions of the feature points defining the main parameters can be obtained from the calculation of the outline curvature of the image. Although only one camera cannot restore the position in the three-dimensional coordinate space from the image bound to the image plane, if two or more cameras taking the same object are used, the 3D coordinates can be defined by a straight line crossover operation.
상기 주요 파라미터값은 전술한 바와 같이 신체부위의 주요부분의 치수로서, 예컨대 신체부위가 발인 경우에는 발 형상에 대한 발길이, 볼폭, 발등높이, 내측 및 외측 골절길이에 대한 값을 포함한다. 이는 모델 재생성 단계(S300)를 거쳐 최종적인 형상 모델이 생성되기 이전에 상기 주요 파라미터값을 추출함으로써 측정 직후에 바로 주문자 또는 소비자가 자신의 신체부위의 형상에 대한 주요 정보를 알 수 있게 된다.As described above, the main parameter value is a dimension of the main part of the body part, for example, when the body part is a foot, it includes values for foot length, ball width, instep height, medial and lateral fracture length for the shape of the foot. By extracting the main parameter values before the final shape model is generated through the model regeneration step (S300), the orderer or the consumer immediately knows the main information about the shape of the body part immediately after the measurement.
상기와 같은 측정단계(S200)에서 신체부위의 형상에 대한 2차원 영상데이터가 생성되고 주요 파라미터값이 추출되면, 모델 재생성 단계(S300)가 이어지는데, 상기 재생성 단계(S300)는 데이터 변환단계(S310), 데이터 정렬단계(S320), 형상 모핑단계(S330), 국부 변형단계(S340)로 이루어진다.When two-dimensional image data of the shape of the body part is generated and the main parameter values are extracted in the measuring step (S200) as described above, the model regenerating step (S300) is continued, and the regenerating step (S300) is a data conversion step (S310). ), The data alignment step (S320), the shape morphing step (S330), local deformation step (S340).
상기 데이터 변환단계(S310)는 상기 S110단계에서 구축된 데이터베이스의 표준 데이터를 상기 2차원 영상데이터와 비교 가능한 동시에 상기 형상 모핑과정을 수행할 수 있는 형태로 변환하는 단계이다.The data converting step (S310) is a step of converting the standard data of the database constructed in the step S110 into a form capable of performing the shape morphing process while being comparable with the two-dimensional image data.
상기 표준 데이터는 좌표계가 각 데이터별로 각기 다른데, 이 경우 측정된 발과 데이터베이스 내의 발을 비교하기가 힘들고, 또한 형상 모핑 과정을 수행하는 것이 불가능하므로 공통으로 적용 가능한 좌표계를 정의하는 것이 바람직하다.The standard data has a different coordinate system for each data. In this case, since it is difficult to compare the measured foot with the foot in the database, and it is impossible to perform a shape morphing process, it is preferable to define a commonly applicable coordinate system.
상기와 같은 방식으로 표준 데이터의 형태가 변환된 후, 상기 S220단계에서 추출된 주요 파라미터값과 상기 표준데이터의 스케일이 일치하도록 변환하는 과정이 이어 지는데, 본 발명에서는 상기 파라미터 중 측정된 발길이와 발에 대한 표준 데이터 상의 발길이가 일치하도록 표준 데이터의 스케일을 변환하였다.After the form of the standard data is converted in the same manner as described above, the process of converting the main parameter value extracted in step S220 and the scale of the standard data is consistent. The scale of the standard data was converted so that the foot length on the standard data for the foot matched.
상기와 같은 과정으로 표준 데이터가 변환되면, 상기 표준 데이터들을 상기 2차원 영상데이터와 비교하여 유사도를 평가한 후 유사도가 큰 1등부터 내림차순으로 상기 표준 데이터들을 정렬한다(S320).When the standard data is converted by the above process, the standard data is compared with the two-dimensional image data to evaluate the similarity, and the standard data are sorted in descending order starting from the first largest similarity (S320).
상기 유사도 평가는 캡쳐된 PC카메라 이미지와 가상 카메라에 의해 투영된 가상 신체부위(상기 표준 데이터)의 투영 이미지를 비교함으로써 행해진다. 각 가상 카메라는 대응되는 실제 카메라의 위치와 방향을 동일하게 갖도록 설정되며, 따라서 가상 카메라를 이용해 하나의 가상 신체부위에 대한 데이터에 대해 12 장의 투영된 가상의 이미지를 얻을 수 있다. The similarity evaluation is performed by comparing the captured PC camera image with the projection image of the virtual body part (the standard data) projected by the virtual camera. Each virtual camera is set to have the same position and orientation of the corresponding real camera, so that a virtual camera can be used to obtain 12 projected virtual images of data for one virtual body part.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 발의 스캔에 있어 상기 유사도를 평가하는 예를 나타내는 예시도로서, 유사성 지수는 설명된 것과 같이 실제 이미지와 투영된 가상 신체부위 이미지 사이의 픽셀 차의 합으로 구하며, 상기 합이 작은 값이 가장 유사도 큰 1등이 된다.FIG. 3 is an exemplary view illustrating an example of evaluating the similarity in a scan of a foot, which is an embodiment of the present invention. The similarity index is calculated as a sum of pixel differences between an actual image and a projected virtual body image as described. The smallest sum is the first place with the highest similarity.
상기 유사도 평가를 통해 표준 데이터들이 유사도가 큰 1등부터 내림차순으로 정렬되면, 상기 정렬된 표준 데이터들을 반복적으로 선형 결합하여 상기 신체부위의 형상 모델을 생성하게 된다(S330).When the standard data are sorted in descending order from the first place having the highest similarity through the similarity evaluation, the shape model of the body part is generated by repeatedly linearly combining the sorted standard data (S330).
상기 형상 모핑단계(S330)에서는 먼저 1등부터 m 등까지 m 개의 표준 데이터를 샘플링한다. 이 때, 샘플링 수 m은 사용자의 의도에 따라 변경 가능함은 물론이다. 그리고, 상기 샘플링된 표준 데이터들을 선형 결합하여 다수의 모핑(Morphable)모델을 생성하고, 상기 생성된 다수의 모핑모델들의 유사도를 평가하여 정렬하며, 다시 상기 모핑모델들을 선형 결합하는 과정을 반복적으로 수행한다. 이 때, 유사도 평가는 상기에서 설명한 바에 의한다.In the shape morphing step (S330), first, m pieces of standard data are sampled from first to m. At this time, the sampling number m can be changed according to the user's intention. Linearly combining the sampled standard data to generate a plurality of morphable models, evaluate and align similarities of the generated morphing models, and then linearly combine the morphing models. do. In this case, the similarity evaluation is based on the above description.
이러한 형상모핑 과정은 여러 종류의 모핑(morphable) 모델과 실제 측정 신체부위와의 유사도 평가를 통해 실제 형상에 가장 가까운 모델을 얻어내려는 반복과정이라 할 수 있다. The shape morphing process is an iterative process to obtain a model closest to the actual shape by evaluating the similarity between various morphable models and actual body parts.
이러한 형상모핑 과정의 결과로 상기 표준 데이터 정렬 후 얻은 1등 표준 데이터보다 더욱 실제 측정된 신체부위에 가까운 형상 모델을 생성할 수 있게 되는 것이다.As a result of the shape morphing process, it is possible to generate a shape model closer to the actual measured body part than the first standard data obtained after the standard data alignment.
상기 형상모핑 단계(S330)에서 형상 모델이 생성된 후에는, 보다 실제 측정된 신체부위에 가까운 최종 형상 모델을 생성하기 위한 국부변형 단계(S340)가 이어진다.After the shape model is generated in the shape morphing step (S330), a local deformation step (S340) is performed to generate a final shape model closer to the actual measured body part.
상기 형상모핑 단계(S330)가 형상을 전역적으로 변형시키는 과정이라면, 상기 국부변형 단계(S340)는 형상을 국부적으로 변형시키는 과정이라 할 수 있다.If the shape morphing step S330 is a process of globally deforming the shape, the local deformation step S340 may be a process of locally deforming the shape.
도 4는 본 발명에 따른 상기 국부변형 단계(S340)의 세부적인 단계별 흐름을 순서대로 나타내는 순서도로서, 도면에 도시된 바와 같이 상기 국부변형 단계는 먼저 상기 형상모핑 단계(S330)에서 생성된 형상 모델을 특정 변형영역으로 나눈 후 국부적으로 변형시킬 변형영역을 선택하고 변형점을 선정한다(S341). 여기서, 본 발명의 실시예서는 효율적인 국부변형을 위해 발에 대한 형상 모델을 발바닥, 내부 발 전면부위, 외부 발 전면부위, 내부 발등, 외부 발등, 발 아치부분, 발목 부위, 뒤꿈치 부위 등 총 8개의 영역으로 분할하였다.4 is a flowchart showing a detailed step-by-step flow of the local deformation step (S340) according to the present invention in order, as shown in the figure, the local deformation step is first formed in the shape morphing step (S330) After dividing into a specific deformation region, the deformation region to be locally deformed is selected and a deformation point is selected (S341). Here, the embodiment of the present invention is a total of eight shape models for the foot, such as the sole of the foot, the inside of the front foot, the outside of the front foot, the inside of the foot, outer foot, foot arch, ankle, heel Divided into regions.
이와 같이 분할된 변형영역이 선택되면, 상기 선택된 변형영역에 대응하는 제어 메쉬가 생성되고(S342), 상기 제어 메쉬에 따라 상기 선택된 변형영역 주변의 모든 변형점들을 이동시켜 국부가 변형된 변형모델을 생성한다(S343).When the divided deformation region is selected as described above, a control mesh corresponding to the selected deformation region is generated (S342), and all deformation points around the selected deformation region are moved according to the control mesh to generate a locally deformed deformation model. It generates (S343).
그리고, 상기 변형모델이 상기에서 분할한 모든 변형영역에 대해 국부변형이 된 것인지를 판단하며(S344), 모든 변형영역에 대해 국부변형이 될 때까지 상기와 같은 과정을 반복적으로 수행하여 최종적인 형상 모델을 생성하게 된다(S345).In addition, it is determined whether the deformation model is a local deformation for all the divided deformation regions (S344), and the above process is repeatedly performed until the deformation is local deformation for all deformation regions. The model is generated (S345).
상기 국부변형 단계(S340)에서는 자유 형상변형(Free-form deformation) 기법이 사용되었는데, t-FFD(free-form deformation using triangular mesh)를 확장하여 사용하였으며, 국부 형상 변형 방법에 있어서 이외에도 t-FFD를 비롯한 다종의 FFD방법 사용하여 국부 형상 변형 알고리즘을 생성할 수 있다.In the local deformation step (S340), a free-form deformation method was used, and a free-form deformation using triangular mesh (t-FFD) was used, and t-FFD was used in addition to the local shape deformation method. Local shape deformation algorithms can be generated using a variety of FFD methods.
이상으로 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체를 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며 또한, 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 특허청구범위에서 기술된 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임에 유의해야 한다. As described above, a body part scanning apparatus and a scanning method for producing a customized product according to the present invention, and a recording medium recording the program source thereof are described. However, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments. It should be noted that the equivalent construction modified or changed by those skilled in the art in order to carry out the same purpose of the invention does not depart from the scope of the technical idea of the present invention described in the claims.
따라서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가의 구성은 특허청구범위에서 기술한 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것이다.Therefore, modifications or changes in equivalent configurations by those skilled in the art will be constrained by the technical scope of the present invention as set forth in the claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체는 종래의 신체부위 스캔장치에서 사용되는 고가의 하드웨어 장비를 전혀 사용하지 않는 반면, 데이터베이스, 형상 모핑 알고리즘, 국부 형상변형 알고리즘이라는 종래의 형상 복원 방식과는 전혀 다른 새로운 형상 복원 방법을 채택함으로써 종래의 스캔장치에 비해 그 비용을 대폭 절감시키면서도 주문형 제품을 제작하는데 있어서 허용 오차범위 내의 안정적인 정밀도를 제공하는 효과가 있다.As described above, the body part scanning apparatus and scanning method for producing a customized product according to the present invention and a recording medium recording the program source thereof do not use any expensive hardware equipment used in the conventional body part scanning apparatus, By adopting a new shape restoration method that is completely different from the conventional shape restoration methods such as the shape morphing algorithm and the local shape deformation algorithm, it is possible to reduce the cost significantly compared to the conventional scanning device while providing a stable accuracy within the tolerance range in manufacturing a customized product. Has the effect of providing.
또한, 본 발명에 따른 주문형 제품생산을 위한 신체부위 스캔장치 및 스캔방법과 그 프로그램소스를 기록한 기록매체는 대폭적인 비용의 절감과 함께 측정 직후 신체부위의 주요 치수를 소비자에게 제시할 수 있으므로, 중소형 주문형 제작 업체뿐만 아니라 일반 소규모 판매점들에서도 부담 없이 사용하여 대고객 서비스 및 고객신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the recording device recording the body part scanning device and scanning method and the program source for the production of customized products according to the present invention can significantly reduce the cost and present the main dimensions of the body part to the consumer immediately after measurement, Not only on-demand manufacturers but also small retailers can use it casually to improve customer service and customer reliability.
도 1은 본 발명에 따른 신체부위 스캔장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a body part scanning apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 신체부위의 스캔방법을 단계별로 나타내는 블록도.Figure 2 is a block diagram showing a step-by-step scanning method of the body part according to the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 발의 스캔에 있어 상기 유사도를 평가하는 예를 나타내는 예시도.Figure 3 is an exemplary view showing an example of evaluating the similarity in the scan of the foot which is an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 국부변형 단계의 세부적인 단계별 흐름을 순서대로 나타내는 순서도.Figure 4 is a flow chart showing a detailed step-by-step flow of the local deformation step according to the present invention in order.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 발의 스캔에 있어 변형점을 선정한 예를 나타내는 예시도.5 is an exemplary view showing an example of selecting a deformation point in the scan of the foot which is an embodiment of the present invention.
도 6은 종래의 레이저와 카메라를 이용한 발 스캔장치를 나타내는 사시도 및 평단면도.Figure 6 is a perspective view and a cross-sectional view showing a foot scanning device using a conventional laser and camera.
*** 도면 주요 부위에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of the drawing ***
10 : 측정부 20 : 데이터베이스10: measuring unit 20: database
30 : 데이터 추출부 40 : 데이터 변환부30: data extraction unit 40: data conversion unit
50 : 데이터 판독부 60 : 형상모핑부50: data reading section 60: shape morphing section
70 : 형상변형부70: shape deformation part
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|---|---|---|---|---|
| KR101161559B1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-07-03 | 양지훈 | Custom Manufacture of Golf Grips the Device and its Manufacturing Method |
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| KR20190079946A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-08 | (재)대구포교성베네딕도수녀회 | Model Modeling Data Providing System |
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