TW201328624A - 三維數位鞋楦與足部模型之特徵資料結構及其產生方法 - Google Patents

Abstract

一種三維數位鞋楦模型之特徵資料結構包含複數結構點資料，該等結構點資料係描述一鞋楦之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，該等結構層包含一鞋楦之至少一特徵點，該特徵點包含楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、與楦後跟底點之至少一。

Description

三維數位鞋楦與足部模型之特徵資料結構及其產生方法

本發明係關於一種鞋楦與足部模型之特徵資料結構，特別關於一種三維數位鞋楦與足部模型之特徵資料結構及其產生方法。

鞋楦具有複雜曲面，且不具對稱性之外型。鞋楦的設計是製鞋業中一個繁雜的問題。因為第一、一個鞋型從小到大，大約有四十種大小不同的尺碼，其中又可能包括了至少四種不同的圍度。換言之，供應商必須準備一百六十種以上不同大小和圍度的鞋型，才能充分滿足不同年齡和腳型大小的消費者在市場上的需求。第二、不同大小的鞋型在製作上，是依據鞋楦上的特徵來進行縮放的。這些特徵的位置，常是由有經驗的製鞋師傅或是經過訓練的計測人員，以人工的方式來進行量測。因此由不同的計測人員或是師傅所標示的特徵位置每次可能都不同，在計測上就會產生準確性的問題，意即資料重現性不高。

由於上述問題，若能將人工方式改成三維掃描而得到數位化的資料並建立資料庫，即能大幅縮短鞋楦設計的時間及人力。但經三維掃描裝置掃描出來的雲點資料為不具幾何意義的雜亂空間點群，不經整理將無法被有效的使用。此外，鞋楦與足部(foot)之資料上的配合也是一個問題。

因此，如何提供一種三維數位鞋楦與足部模型之特徵資料結構，能夠應用於精簡三維掃描所得到的雲點資料，同時保持其外形不變，進而大幅提升鞋楦設計的效能，並達到鞋楦設計的自動化，使鞋楦與足部資料達到完美的配合，實為當前製鞋業的重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種三維數位鞋楦與足部模型之特徵資料結構，能夠應用於精簡三維掃描所得到的雲點資料，降低資料儲存之空間，並且保持雲點資料所對應的外形不變，進而大幅提升鞋楦設計的效能，達到鞋楦設計的自動化，同時在足部方面亦可達成自動化計測(automatic anthropometry)的功效，使鞋楦與足部資料達到完美的配合，將可為製鞋產業提供一套最有效率之解決方案。

為達上述目的，依據本發明之一種三維數位鞋楦模型之特徵資料結構包含複數結構點資料，該等結構點資料係用來描述一鞋楦之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，該等結構層包含一鞋楦之至少一特徵點，該特徵點包含楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、與楦後跟底點之至少一。

為達上述目的，依據本發明之一種三維數位足部模型之特徵資料結構包含複數結構點資料，該等結構點資料係用來描述一足部之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，該等結構層包含至少一特徵點，該特徵點包含足前尖點、足後凸點、足內球點、足外球點、足內踵點、足外踵點、足前頂點、足後跟頂點、與足後跟底點之至少一。

為達上述目的，依據本發明之一種三維數位鞋楦模型之特徵資料結構之產生方法，包含以下步驟：對一鞋楦進行三維掃描而得到複數雲點資料；對該等雲點資料進行規律化而得到複數規律點資料；藉由該等規律點資料找尋該鞋楦之至少一特徵點，該特徵點包含楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、與楦後跟底點之至少一；以及藉由該特徵點以及該等規律點資料進行結構化而得到複數結構點資料。

為達上述目的，依據本發明之一種三維數位足部模型之特徵資料結構之產生方法包含：對一足部進行三維掃描而得到複數雲點資料；對該等雲點資料進行規律化而得到複數規律點資料；藉由該等規律點資料找尋該足部之至少一特徵點，該特徵點包含足前尖點、足後凸點、足內球點、足外球點、足內踵點、足外踵點、足前頂點、足後跟頂點、與足後跟底點之至少一；以及藉由該特徵點以及該等規律點資料進行結構化而得到複數結構點資料。

承上所述，在本發明之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構中，將鞋楦模型分成複數結構層，且該等結構層包含鞋楦之特徵點，例如楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、或楦後跟底點。藉由分層，鞋楦模型得到精細的區分而能更切合實際尺寸。並且，該等結構層包含鞋楦的特徵點，這些特徵點在實際的計測上都是重要的參數，因而能夠大幅提升鞋楦設計的效能並達到鞋楦設計的自動化。另外，在本發明之三維數位足部模型之特徵資料結構中，以類似鞋楦模型的原則，將足部模型分成複數結構層，且該等結構層包含足部之特徵點，例如足前尖點、足後凸點、足內球點、足外球點、足內踵點、足外踵點、足前頂點、足後跟頂點、或足後跟底點。這些足部特徵點與鞋楦特徵點是相互對應的，因而能使鞋楦與足部資料達到完美的配合。經過精簡後的結構點資料所占用的儲存記憶體空間已大大降低，且這些具結構化的結構點資料具有編號性，相當容易進行相對應的局部調整變形操作，此特性將可滿足製鞋業彈性化設計之多樣需求。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種三維數位鞋楦與足部模型之特徵資料結構及其產生方法。

在本實施例中，除了揭露較佳實施例之一種三維數位鞋楦與足部模型之特徵資料結構，也揭露了特徵資料結構的產生方法。

圖1為一種鞋楦的實體圖。一雙鞋是否舒適合腳，端看鞋楦上幾個特徵尺寸是否能與足部的特徵尺寸相匹配。鞋楦的特徵尺寸可藉由多個鞋楦特徵點得到，例如兩特徵點的連線。足部的特徵尺寸可藉由多個足部特徵點得到，例如兩特徵點的連線。

鞋楦

圖12為本發明較佳實施例之一種三維數位鞋楦模型之特徵資料結構之產生方法，其包含：對一鞋楦進行三維掃描而得到複數雲點資料(步驟S01)；對該等雲點資料進行規律化而得到複數規律點資料(步驟S02)；藉由該等規律點資料找尋該鞋楦之至少一特徵點，該特徵點包含楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、與楦後跟底點之至少一(步驟S03)；以及藉由該特徵點及該等規律點資料進行結構化而得到複數結構點資料(步驟S04)。

在本實施例中，首先係藉由一三維掃描裝置對一鞋楦進行三維掃描而得到複數雲點資料，然後將雲點資料進行規律化，使資料規律排列且具有意義，再從該等規律點資料利用輪廓分析找出特徵點，再依據特徵點及該等規律點資料得到結構點資料。

本實施例藉由非接觸式三維雷射掃描測量儀進行測量，測得的鞋楦表面雲點資料。雲點資料的座標定義上為如圖2所示：掃描機在掃描時有一個行進的方向，規定為Z軸方向；垂直Z軸之水平和垂直的方向分別為X軸和Y軸方向。掃描後的雲點資料在空間上是雜亂無章的，因此需對其進行規律化並得到複數規律點資料。規律化例如是將掃描的雲點資料重新整理，利用極座標方法轉成影像檔，再利用三次曲線方程式重新佈點，當掃描不理想時也可順利補點；當然，其他可得到一圈佈滿360點的方法亦可被使用。經由該規律化而得到之該等規律點資料係描述該鞋楦之外輪廓，並分佈於有序的複數規律層上。規律層例如是在垂直Z軸的平面成層狀排列，每規律層的間距可例如為1mm，每層的點資料例如為360筆，該等規律點資料例如是等角。

在得到規律點資料之後，可在規律點資料中利用例如離散數學或計算幾何學等方法找尋特徵點。

以下將簡單地說明所要找的特徵點之定義及其舉例的數學定義與對應的搜尋方法。需注意者，該等特徵點可能因一些原因(例如產品需求、專利迴避…)而有些許調整，但其進行之等效修改或變更，均應未脫離本發明之精神與範疇；重點是這些特徵點為具有量測上的參考價值。

鞋楦特徵點

1.　楦前尖點(Anterior Central Bottom Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號1)：

幾何特徵：鞋楦外型最尖端處。

數學定義：鞋楦最前面的一點。

搜尋方法：尋找座標z值最大層的形心。

2.　楦前掌緣點(Anterior Trim Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號2)：

幾何特徵：此位置在鞋楦上對應於腳部的足趾尖端處，故應位於鞋楦尖端附近的圓弧處。

數學定義：鞋楦前中心線第一個曲率最大的點。

搜尋方法：使用圓弧擬合方法，找出上中心線中第一個擬合半徑最小的點。

3.　楦掌圍中點(Toe Bending Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號3)：

幾何特徵：楦掌圍對應到足部即是腳掌圍。通常為腳掌彎曲機能所設定；在鞋楦上會有較明顯的彎曲。

數學定義：鞋楦前中心線第二個曲率最大的點。

搜尋方法：使用圓弧擬合，找上中心線中第二個擬合半徑最小的點。

4.　楦腰圍中點(Waist Girth Center Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號4)：

幾何特徵：鞋楦的腰部位置，其應位於楦掌緣點與楦前頂點之間。

數學定義：鞋楦前中心線第二個曲率最小的點(反曲點)。

搜尋方法：使用圓弧擬合，找出上中心線中，楦前頂點前的第一個反曲點。

5.　楦前頂點(Front Peak Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號5)：

幾何特徵：鞋楦上明顯的最高點，通常是於足踝部鞋楦開口的前界。

數學定義：鞋楦足踝前面之最高點。

搜尋方法：分析上中心線的彎曲值，找出彎曲值較大的幾點中，座標Y軸上數值最大的點。

6.　楦後跟頂點(Posterior Upmost Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號6)：

幾何特徵：鞋楦開口處的後界。

數學定義：鞋楦足踝後面之最高點。

搜尋方法：分析上中心線的彎曲值，找出彎曲值較大的幾點中，座標Y軸上數值第二大的點。

7.　楦後凸點(Posterior Peak Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號7)：

幾何特徵：鞋楦外型後跟最凸出來的點。

數學定義：鞋楦最後面的凸點。

搜尋方法：取Z軸上數值最小一層的形心。

8.　楦後跟底點(Posterior Central Bottom Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號8)：

幾何特徵：為鞋楦底面最後方的尖端點。從側視圖視之，在楦後跟處下方會有明顯的轉折處。

數學定義：鞋楦後跟靠近底部曲率最大的點。

搜尋方法：取一圍Z軸上數值為楦後跟頂點和楦後凸點的平均值。計算出此層的形心，投影到該圍下半圍可得之。

9.　楦外踵點(Lateral Heel Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號9)：

幾何特徵：一般從楦後跟處取四分之一的楦長，於其外側標記之。

數學定義：鞋楦足踝下約楦長1/4處的外側邊緣點。

搜尋方法：取一座標Z軸上數值為全楦長的1/4的一層中，座標X軸上數值最大的點。

10.　楦內踵點(Medial Heel Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號10)：

幾何特徵：同上，改為取內側。

數學定義：鞋楦足踝下約楦長1/4處的內側邊緣點。

搜尋方法：取一座標Z軸上數值為全楦長的1/4的一層中，座標X軸上數值最小的點。

11.　楦外腰點(Waist Lateral Trim Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號11)：

幾何特徵：鞋楦腰部橫向最短跨距的外側邊緣點。就外形來看是落在楦頂點下方。

數學定義：鞋楦前頂點之下的外側邊緣點。

搜尋方法：找出楦前頂點所在的一層，在該層點資料中，最小的座標Y軸上數值向上加5mm處，尋找座標X軸上數值最大的點。

12.　楦內腰點(Waist Medial Trim Point)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號12)：

幾何特徵：鞋楦腰部橫向最短跨距的內側邊緣點。

數學定義：鞋楦前頂點之下的內側邊緣點。

搜尋方法：找出楦前頂點所在的一層，在該圍資料中，最小的座標Y軸上數值向上加5mm處，尋找座標X軸上數值最小的點。

13.　楦外球點(Lateral Ball)(如圖3A、圖3B或圖3C中標號13)：

幾何特徵：鞋楦趾根部的外側球點。

數學定義：鞋楦外側最凸出的點。

搜尋方法：搜尋全部空間點資料中，座標X軸上數值最大的點。

14.　楦內球點(Medial Ball)(如圖3之標號14)：

幾何特徵：鞋楦趾根部的內側球點。

數學定義：鞋楦內側最凸出的點。

搜尋方法：搜尋全部空間點資料中，座標X軸上數值最小的點。

鞋楦特徵線

鞋楦特徵線是在鞋楦上具有參考價值之曲線，以下定義出所需要之特徵線。以下就對所必需要之特徵線敘述其基本定義，圖4A及圖4B即為鞋楦特徵線之示意圖。需注意者，該等特徵線可能因一些原因(例如產品需求、專利迴避…)而有些許調整，但其進行之等效修改或變更，均應未脫離本發明之精神與範疇；重點是這些特徵線為具有參考價值之曲線。

1.　上中心線(如圖4A之標號A)：

其為鞋面量測的一個重要的尺度線。要點有二：

(I)自鞋楦側視圖觀察，其為各規律層座標Y軸上數值最大之點的連線。

(II)自楦前尖點到楦前頂點，每一規律層最高點之連線即為上中心線。

2.　邊緣線(Trimline)(如圖4B之標號B)：

邊緣線是鞋楦分出鞋底的一條重要的圍線，直接取每一規律層上X軸方向最大及最小點之連線。

3.　楦底中心線(如圖4A之標號C)：

每一規律層形心投影到其往下之點的水平平面，所求得點之連線。

本實施例係利用輪廓分析並依據上述之搜尋方法而可從規律點資料找出該等特徵點及特徵線。輪廓分析可例如包含彎曲值分析(Bending Value)、圓弧擬合方法或拋物線擬合方法。

三維數位鞋楦模型之特徵資料結構化

在得到特徵點和特徵線之後，即可依據該等特徵點與該等規律點資料得到該等結構點資料，此即特徵資料結構化。在特徵資料結構化之後，三維數位鞋楦模型之特徵資料結構包含複數結構點資料，該等結構點資料係描述一鞋楦之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，該等結構層包含鞋楦之至少一特徵點，特徵點包含楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、與楦後跟底點之至少一；特徵點更可包含楦前掌緣點、楦掌圍中點、腰圍中點、楦內腰點、與楦外腰點之至少一。另外，該等結構層係以與鞋楦之一底面垂直為例。於此，該等結構層係以47層為例，而各層具有40結構點資料。另外，若考慮到鞋楦對應到腳穿入處為中空的情況，該等47層中有部分層之結構點資料會較少。上述數字僅為舉例說明，並非用以限制本發明。

各該等結構層之至少一部分之其中一點係連成一上中心線，例如第20層至47層之各層之第0點之連線。各該等結構層上之至少其中一點係連成一邊緣線，例如各層之第12及28點之連線。各該等層上之其中一點係連成一楦底中心線，例如各層第20點之連線。

以下舉例說明結構化所得到之結構點資料。

如圖5所示，圖5為鞋楦模型之特徵資料結構的側視圖。由楦前尖點開始，一直到楦後凸點為止，將此構成之區域重新分割為47個層，每層上分別有40結構點資料。在本實施例中，所有的結構點資料必須包含鞋楦上之特徵點與特徵線於其中；除了特徵點之外，其餘的結構點資料可例如藉由三次曲線補點的方法來取得。另外，圖5未繪示出之特徵點可參照圖3A、圖3B或圖3C。

以下舉一例子說明如何由規律點資料得到結構點資料，但非用以限制本發明。藉由上述特徵點之搜尋方法可從規律點資料中得到特徵點。然後定規該特徵點所對應的規律層為一結構層，藉此例如得到14層。另外，作為結構層之規律層原本具有360規律點資料，可藉由找尋該規律層之最上點、最下點、最左點、最右點(其中一點可能就是特徵點)，再依據上述4點進行補點以得到40結構點。之後，其他結構層(47-14=33)及其上之結構點資料可由數學方式並依據規律點資料來得到。由於結構層及結構點資料係從規律點資料而來，故仍保有鞋楦之外輪廓，但資料量卻大大減少，並且由於通過特徵點，而在計測上有相當大的功用。

足部

圖13為本發明較佳實施例之一種三維數位足部模型之特徵資料結構之產生方法，其包含：對一足部進行三維掃描而得到複數雲點資料(步驟S11)；對該等雲點資料進行規律化而得到複數規律點資料(步驟S12)；藉由該等規律點資料找尋該足部之至少一特徵點，該特徵點包含足前尖點、足後凸點、足內球點、足外球點、足內踵點、足外踵點、足前頂點、足後跟頂點、與足後跟底點之至少一(步驟S13)；以及藉由該特徵點及該等規律點資料進行結構化而得到複數結構點資料(步驟S14)。

在本實施例中，首先係藉由一三維掃描裝置對一足部進行三維掃描而得到複數雲點資料，然後將雲點資料進行規律化，使資料量縮減且具有意義，再從該等規律點資料利用輪廓分析找出特徵點，再依據特徵點及該等規律點資料得到結構點資料。

本實施例藉由非接觸式三維雷射掃描測量儀進行測量，測得的鞋楦表面雲點資料。雲點資料的座標定義上為如圖6所示：掃描機在掃描時有一個行進的方向，規定為Z軸方向；垂直Z軸之水平和垂直的方向分別為X軸和Y軸方向。掃描後的雲點資料在空間上是雜亂無章的，因此需對其進行規律化並得到複數規律點資料。經由該規律化而得到之該等規律點資料係描述該足部之外輪廓，並分佈於有序的複數規律層上。規律層例如是在垂直Z軸的平面成層狀排列，每規律層的間距可例如為1mm，每規律層的規律點資料例如為360筆，該等規律點資料例如是等角。

在得到規律點資料之後，可在規律點資料中利用離散數學或計算幾何學等方法找尋特徵點。

以下將簡單地說明所要找的足部特徵點之定義及其舉例的數學定義與對應的搜尋方法。需注意者，該等特徵點可能因一些原因(例如產品需求、專利迴避…)而有些許調整，但其進行之等效修改或變更，均應未脫離本發明之精神與範疇；重點是這些特徵點為具有量測上的參考價值。另外，本發明之一大特徵在於足部特徵點與鞋楦特徵點為相對應，故使二者之結構點資料可以互相參考，進而提升製鞋業的效率及品質。

足部特徵點

足和楦在基本外型上有其相似的地方，這些相似的特徵不會因為足或楦的掃描位置的改變而失去，這些在外型上的特殊的位置，稱為特徵點。在觀察足和楦的外型後，定義出至少14個特徵點位置，這些特徵點所在都有其位置特殊的地方，並且以數學理論為基礎，用程式自動化搜尋足部的特徵點。以下為足部特徵點的定義及搜尋方法。

1.　足前尖點(如圖7A或圖7B中標號F1)

特徵定義：足最前端的一點，在指尖端的位置。

搜尋方法：搜尋全部3維規律點資料中最前端一規律層之形心。

2.　足前頂點(如圖7A或圖7B中標號F2)

特徵定義：在足踝前面最高的一點。

搜尋方法：由足後跟向足前尖點方向搜尋，找出足踝開口的結束層高度最高的一點。

3.　足後跟頂點(如圖7A或圖7B中標號F3)

特徵定義：在足踝後面最高的一點。

搜尋方法：由足後跟向前尖點方向搜尋，找出足踝開口的起始層高度最高的一點。

4.　足前掌緣點(如圖7A或圖7B中標號F4)

特徵定義：在前端中心稜線上緣第一個開始彎曲的位置。

搜尋方法：使用圓弧擬合圓分析，由足部前端向足後跟方向搜尋每規律層的最高點，找出擬合圓半徑最小的第一個峰值。

5.　足後凸點(如圖7A或圖7B中標號F5)

特徵定義：在足跟部最尾端的一點。

搜尋方法：搜尋全部三維規律點資料中最後端一規律層之形心。

6.　足內球點(如圖7A或圖7B中標號F6)

特徵定義：在足拇趾根部內側的凸出球點。

搜尋方法：使用最小包圍方法，找出足前頂點層到足尖點層之間，投影在足底平面上的點，然後再分四種足趾內側的腳型情況，找出足內球點的位置所在。

7.　足外球點(如圖7A或圖7B中標號F7)

特徵定義：在足小趾根部外側的凸出球點。

搜尋方法：使用最小包圍方法，找出足前頂點層到足尖點層之間，投影在足底平面上的點，然後以足內球點的位置為準，分出三種足趾外側的腳型情況，找出足外球點的位置所在。

8.　足掌圍中點(如圖7A或圖7B中標號F8)

特徵定義：足掌中心線在足趾與足掌交接處彎曲的部份。

搜尋方法：使用Sobel方法分析足底內側雲點群的座標高度的平均來搜尋過零點位置。根據特徵定義，足掌圍中點即位於該圍(層)的上方。

9.　足腰圍中點(如圖7A或圖7B中標號F9)

特徵定義：在足腰部的中間位置。

搜尋方法：先找出足前頂點和足掌圍中點之平均位置，再找出距此平均位置最接近的一規律層，再取該層高度最高的一點。

10.　足內腰點(如圖7A或圖7B中標號F10)

特徵定義：足腰部內側向內最凹陷的位置，即足弓位置。

搜尋方法：找出足底邊斜率開始變大的內外側雲點群，並找出內外側點群跨距最小的內側點，即為內腰點。

11.　足外腰點(如圖7A或圖7B中標號F11)

特徵定義：足內腰圍所在圍度外側向內凹的位置。

搜尋方法：內腰點所在之層，足底邊斜率開始變大的外側之點。

12.　足內踵點(如圖7A或圖7B中標號F12)

特徵定義：足後跟最內側邊緣之點。

搜尋方法：搜尋足後凸點到足長1/4之間的內側邊緣點中，最內側的點。

13.　足外踵點(如圖7A或圖7B中標號F13)

特徵定義：足後跟最外側邊緣之點。

搜尋方法：取足內踵點所在之層，最外側的邊緣之點。

14.　足後跟底點(如圖7A或圖7B中標號F14)

特徵定義：由足底部到足後跟，轉彎向上離開地面的點。

搜尋方法：使用每規律層最底部點群高度的斜率變化率分析，搜尋高度的變化率，取變化率開始大於設定的閥值時的第一個點。

在本實施例搜尋方法中，可例如使用Sobel罩分析、圓弧擬合分析、最小包圍法、斜率變化分析等等來進行。

三維數位足部模型之特徵資料結構化

規律點資料是一層層的形態，層與層之間隔1mm，而每層有360點，點數相當的密集，對於在大量建立資料庫方面，會是一個負擔，而且這些雲點資料沒有特別的結構定義。因此在此對規律點資料做結構化處理，以減少資料量又不失其原本的外型，同時對於保留的特徵點都給予其位置意義。如此一來可以達到壓縮資料的容量，並將其轉化為有次序的結構點資料。

在特徵資料結構化之後，三維數位足部模型之特徵資料結構包含複數點資料，該等結構點資料係描述一足部之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，該等結構層包含一足部之至少一特徵點，特徵點包含足前尖點、足後凸點、足內球點、足外球點、足內踵點、足外踵點、足前頂點、足後跟頂點、與足後跟底點之至少一；更可包含足前掌緣點、足掌圍中點、腰圍中點、足內腰點、與足外腰點之至少一。另外，該等結構層係以與足部之一底面垂直為例。於此，該等結構層係以51層為例，而各層具有40結構點資料。

各該等結構層上之至少一部分之其中一點係連成一(足)上中心線。各該等結構層之至少其中一點係連成一(足)邊緣線。各該等結構層之其中一點係連成一足底中心線。

以下舉例說明結構化所得到之結構點資料。

如圖8所示，圖8為足部模型之特徵資料結構的側視圖。由足後凸點開始，一直到足前尖點為止，將此構成之區域重新分割為51個層，每層上分別有40結構點資料。在本實施例中，所有的結構點資料必須包含足部上之特徵點；除了特徵點之外，其餘的結構點資料可例如藉由三次曲線補點的方法來取得。另外，圖8未繪示出之特徵點可參照圖7。另外，如何從規律點資料得到足部結構點資料可參照鞋楦結構點資料，於此就不再贅述。

足部特徵線

足上中心線：各結構層上之至少一部分之其中一點係連成一上中心線，例如定義為足前頂點至足尖點之各層中第0點的連線，為一個足外型上緣的曲線。圖9A為上中心線在足上位置的上視圖；圖9B為其在足上位置的側視圖。

邊緣線：各結構層上之至少其中一點係連成一邊緣線，例如定義為各結構層中的第12、28點之連線，為一足外型左右邊緣的連線。圖10A為其在足邊緣位置的上視圖；圖10B為其側視圖。

足底中心線：各結構層上之其中一點係連成一足底中心線，例如定義為各結構層第20點的連線。11A為足底中心線在足中位置的上視圖；圖11B為其在足中位置的側視圖。

藉由上述三維數位鞋楦與足部模型之特徵資料結構，可以建立資料庫並自動化地為每個人找到合適自己腳型的鞋楦，亦即達到足楦匹配的最佳效果。藉由本發明之技術能夠翻轉現在的製鞋業與鞋通路業的作業模式。

綜上所述，在本發明之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構中，將鞋楦模型分成複數結構層，且該等結構層包含鞋楦之特徵點，例如楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、或楦後跟底點。藉由分層，鞋楦模型得到精細的區分而能更切合實際尺寸。並且，該等結構層包含鞋楦的特徵點，這些特徵點在實際的計測上都是重要的參數，因而能夠大幅提升鞋楦設計的效能並達到鞋楦設計的自動化。另外，在本發明之三維數位足部模型之特徵資料結構中，以類似鞋楦模型的原則，將足部模型分成複數結構層，且該等結構層包含足部之特徵點，例如足前尖點、足後凸點、足內球點、足外球點、足內踵點、足外踵點、足前頂點、足後跟頂點、或足後跟底點。這些足部特徵點與鞋楦特徵點是相互對應的，因而能使鞋楦與足部資料達到完美的配合。經過精簡後的結構點資料所占用的儲存記憶體空間已大大降低，且這些具結構化的結構點資料具有編號性，相當容易進行相對應的局部調整變形操作，此特性將可滿足製鞋業彈性化設計之多樣需求。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．楦前尖點

2．．．楦前掌緣點

3．．．楦掌圍中點

4．．．楦腰圍中點

5．．．楦前頂點

6．．．楦後跟頂點

7．．．楦後凸點

8．．．楦後跟底點

9．．．楦外踵點

10．．．楦內踵點

11．．．楦外腰點

12．．．楦內腰點

13．．．楦外球點

14．．．楦內球點

A．．．上中心線

B．．．邊緣線

C．．．楦底中心線

F1．．．足前尖點

F2．．．足前頂點

F3．．．足後跟頂點

F4．．．足前掌緣點

F5．．．足後凸點

F6．．．足內球點

F7．．．足外球點

F8．．．足掌圍中點

F9．．．足腰圍中點

F10．．．足內腰點

F11．．．足外腰點

F12．．．足內踵點

F13．．．足外踵點

F14．．．足後跟底點

S01～S04、S11～S14．．．產生方法之步驟

X、Y、Z．．．軸

圖1為一種鞋楦的實體圖；

圖2為本發明較佳實施例之藉由非接觸式三維雷射掃描測量儀掃描鞋楦表面而得到雲點資料的示意圖；

圖3A至圖3C為本發明較佳實施例之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構之特徵點的示意圖；

圖4A及圖4B為本發明較佳實施例之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構之特徵線之示意圖；

圖5為本發明較佳實施例之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構所包含的層的側視圖。

圖6為本發明較佳實施例之藉由非接觸式三維雷射掃描測量儀掃描足部表面而得到雲點資料的示意圖；

圖7A及圖7B為本發明較佳實施例之三維數位足部模型之特徵資料結構之特徵點的示意圖；

圖8為本發明較佳實施例之三維數位足部模型之特徵資料結構所包含的層的側視圖；

圖9至圖11為本發明較佳實施例之三維數位足部模型之特徵資料結構之特徵線之示意圖，其中，圖9包括圖9A及圖9B，圖10包括圖10A及圖10B，圖11包括圖11A及圖11B；

圖12為本發明較佳實施例之一種三維數位鞋楦模型之特徵資料結構之產生方法；以及

圖13為本發明較佳實施例之一種三維數位足部模型之特徵資料結構之產生方法。

1．．．楦前尖點

2．．．楦前掌緣點

3．．．楦掌圍中點

4．．．楦腰圍中點

5．．．楦前頂點

6．．．楦後跟頂點

7．．．楦後凸點

8．．．楦後跟底點

9．．．楦外踵點

10．．．楦內踵點

11．．．楦外腰點

12．．．楦內腰點

13．．．楦外球點

14．．．楦內球點

X、Y、Z．．．軸

Claims (18)

1. 一種三維數位鞋楦模型之特徵資料結構，包含：複數結構點資料，該等結構點資料係描述一鞋楦之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，該等結構層包含該鞋楦之至少一特徵點，該特徵點包含楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、與楦後跟底點之至少一。
2. 如申請專利範圍第1項所述之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構，其中該等結構層與該鞋楦之一底面垂直。
3. 如申請專利範圍第1項所述之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構，其中該特徵點更包含楦前掌緣點、楦掌圍中點、腰圍中點、楦內腰點、與楦外腰點之至少一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構，其中各該等結構層之至少一部分之其中一點係連成一上中心線。
5. 如申請專利範圍第1項所述之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構，其中各該等結構層之至少其中一點係連成一邊緣線。
6. 如申請專利範圍第1項所述之三維數位鞋楦模型之特徵資料結構，其中各該等結構層之其中一點係連成一楦底中心線。
7. 一種三維數位足部模型之特徵資料結構，包含：複數結構點資料，該等結構點資料係描述一足部之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，該等結構層包含至少一特徵點，該特徵點包含足前尖點、足後凸點、足內球點、足外球點、足內踵點、足外踵點、足前頂點、足後跟頂點、與足後跟底點之至少一。
8. 如申請專利範圍第7項所述之三維數位足部模型之特徵資料結構，其中該等結構層與該足部之一底面垂直。
9. 如申請專利範圍第7項所述之三維數位足部模型之特徵資料結構，其中該特徵點更包含足前掌緣點、足掌圍中點、腰圍中點、足內腰點、與足外腰點之至少一。
10. 如申請專利範圍第7項所述之三維數位足部模型之特徵資料結構，其中各該等結構層之至少一部分之其中一點係連成一上中心線。
11. 如申請專利範圍第7項所述之三維數位足部模型之特徵資料結構，其中各該等結構層之至少其中一點係連成一邊緣線。
12. 如申請專利範圍第7項所述之三維數位足部模型之特徵資料結構，其中各該等結構層之其中一點係連成一足底中心線。
13. 一種三維數位鞋楦模型之特徵資料結構之產生方法，包含以下步驟：對一鞋楦進行三維掃描而得到複數雲點資料；對該等雲點資料進行規律化而得到複數規律點資料；藉由該等規律點資料找尋該鞋楦之至少一特徵點，該特徵點包含楦前尖點、楦後凸點、楦內球點、楦外球點、楦內踵點、楦外踵點、楦前頂點、楦後跟頂點、與楦後跟底點之至少一；以及藉由該特徵點以及該等規律點資料進行結構化而得到複數結構點資料。
14. 如申請專利範圍第13項所述之產生方法，其中經由該規律化而得到之該等規律點資料係描述該鞋楦之外輪廓，並分佈於有序的複數規律層上。
15. 如申請專利範圍第13項所述之產生方法，其中經由該結構化而得到之該等結構點資料係描述該鞋楦之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，且至少一部分之結構層係具有其中一特徵點。
16. 一種三維數位足部模型之特徵資料結構之產生方法，包含以下步驟：對一足部進行三維掃描而得到複數雲點資料；對該等雲點資料進行規律化而得到複數規律點資料；藉由該等規律點資料找尋該足部之至少一特徵點，該特徵點包含足前尖點、足後凸點、足內球點、足外球點、足內踵點、足外踵點、足前頂點、足後跟頂點、與足後跟底點之至少一；以及藉由該特徵點以及該等規律點資料進行結構化而得到複數結構點資料。
17. 如申請專利範圍第16項所述之產生方法，其中經由該規律化而得到之該等規律點資料係描述該足部之外輪廓，並分佈於有序的複數規律層上。
18. 如申請專利範圍第16項所述之產生方法，其中經由該結構化而得到之該等結構點資料係描述該足部之外輪廓，並分佈於有序的複數結構層上，且至少一部分之結構層係具有其中一特徵點。