[发明专利]一种基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法

权利要求书

1.一种基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法，其特征在于包括以下几个步骤：

步骤1、从鞋楦数据库读入STL格式的三角网格鞋楦模型，建立STL模型内三角面片、边与顶点的完整拓扑信息；

步骤2、对鞋楦模型进行方位标准化；

步骤3、提取鞋楦跖围曲线；

步骤4、导入新的楦头三角网格模型，完成新楦头与原鞋楦后身之间的相对位置校准；

步骤5、基于拉普拉斯网格变形的方法，完成新楦头与原鞋楦后身的匹配；

步骤6、融合变形后的楦头网格与切割后的原鞋楦后身网格。

2.根据权利要求1所述的基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法，其特征在于，所述步骤1包括：

从鞋楦数据库中读入一个STL格式的标准鞋楦三角网格模型，建立网格中面片到顶点、面片到边、顶点到面片、边到顶点的拓扑连接信息。

3.根据权利要求1所述的基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法，其特征在于，所述步骤2包括：

通过手工平移和/或旋转的交互操作，使鞋楦的楦头朝向x轴的正向，鞋楦高度方向和z轴正向一致；

构建鞋楦模型顶点的协方差矩阵C，对C进行特征分解，获得三个特征值及其对应的特征向量；

将所述特征值按照从小到大排序，将最大特征值对应的特征向量方向变换到与x轴方向一致，最小特征值对应的特征向量方向变换到与y轴一致；

提取鞋楦各坐标轴方向上的极值点，根据标准方位的定义进行逐一校准。

4.根据权利要求3所述的基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法，其特征在于，所述标准方位的定义为：

鞋楦中轴线在x轴上；踵心点与x轴相切；后跟突点位于z轴上,楦跟与z轴相切；第一跖趾点和第五跖趾点与坐标原点连线的向量与xOz平面夹角相同。

5.根据权利要求1所述的基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法，其特征在于，所述步骤3的具体做法是：

确定跖围曲线所在平面，由跖围曲线所在平面与楦型曲面进行截面求交获得围度曲线；

所述楦型用三角网格曲面表示并按照步骤1构建好其拓扑邻接关系，围线所在平面用点法式表示；截面求交时，首先随机找到一条与平面相交的边，然后利用网格曲面已有的拓扑邻接关系，快速查找该边所在三角形与平面相交的其它边，直至找到全部相交边为止。

6.根据权利要求5所述的基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法，其特征在于，确定跖围曲线所在平面的方法为：

以背中线上距楦底前端点和统口前端点连线距离最远的点近似替代鞋口点，并由鞋口点、第一跖趾部位点和第五跖趾部位点确定跖围所在的平面；所述跖围是由第一跖趾部位点经鞋口点到第五跖趾部位点绕鞋楦的测地曲线定义的，所述鞋口点是跖围曲线与背中线的交点。

7.根据权利要求3所述的基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法，其特征在于，所述步骤4包括：

①导入新楦头，按照步骤2进行方位标准化，确保新楦头的楦底中轴线与原鞋楦的楦底中轴线重合，即与x轴重合；

②提取第一跖趾部位点、第五跖趾部位点、鞋口点的特征点与背中线、跖围曲线等特征曲线；

③分别判断原鞋楦与新楦头为左脚还是右脚对应模型，若不为同侧脚，则对新楦头进行关于x轴的翻转操作；

以两跖围曲线离散点集的质心点在y轴方向上的距离衡量新楦头与原鞋楦后身的相对位置关系，平移新楦头至两离散点击质心点y坐标相等。

8.根据权利要求7所述的基于网格变形技术的鞋楦楦头变更方法，其特征在于，楦头为左脚还是右脚对应模型的判断方法为：

提取模型上y坐标最大和最小的点v_{y_max}、v_{y_min}，若|v_{y_max}|>|v_{y_min}|，则v_{y_min}为第一跖趾部位点，v_{y_max}为第五跖趾部位点，判断模型为右脚对应的鞋楦；若|v_{y_max}|<|v_{y_min}|，则v_{y_max}为第一跖趾部位点，v_{y_min}为第五跖趾部位点，判断模型为左脚对应的鞋楦。