[发明专利]基于工业4.0的个性化服装智能加工方法

摘要

本发明涉及基于工业4.0的个性化服装智能加工方法，用于由客户端子系统和服装厂子系统所形成的个性化服装智能加工系统该；该个性化服装智能加工方法通过构建虚拟服装模型及重塑客户人体三维模型，并将虚拟服装模型和客户人体三维模型加载匹配融合，以生成得到穿着有目标虚拟服装模型的客户人体三维模型并展示给客户；客户满意显示屏所显示的其人体三维模型时，转至服装加工步骤，并由服装厂子系统中的服装模型参数数据库实时记录客户对服装参数的调整过程，从而不仅能够根据消费者的体态进行设计，而且使消费者参与到了服装设计过程，实现了针对消费者的个性化服装加工。

主权项

基于工业4.0的个性化服装智能加工方法，用于由客户端子系统和服装厂子系统所形成的个性化服装智能加工系统；所述客户端子系统通过网络连接服装厂子系统；所述客户端子系统包括供客户使用的控制终端、用于采集客户体态参数的摄像头、获取消费者体重参数的体重计量器、显示服装效果的显示屏以及服装加工参数存储器，控制终端与摄像头连接；所述服装厂子系统包括有服装加工控制终端、客户注册信息数据库、服装模型参数数据库、客户体态参数数据库、客户体态模型重塑器、穿戴配饰生成器、显示服装效果的显示屏、加工收费终端以及服装加工设备；其特征在于，所述个性化服装智能加工方法包括如下步骤1至步骤7：步骤1，根据服装设计师针对不同客户群体所设计的各服装样本，服装厂子系统将各服装样本所对应的服装参数均存储到服装模型参数数据库；服装模型参数数据库根据已存储的各服装样本参数，生成各服装样本所对应的虚拟服装模型；客户体态模型重塑器预先塑造人体三维样本模型，并存储所述人体三维样本模型的三维样本体态参数；其中，服装样本为服装上衣，服装参数至少包括有该服装样本针对的客户群体类型、服装款式、服装颜色、服装材料、服装领口大小、服装宽度、服装长度、服装袖长、服装宽度、服装厚度、服装肩峰点位置、服装颈部点位置、服装乳尖点位置、服装臀顶点位置以及服装髋骨点位置；所述虚拟服装模型的生成过程至少包括如下步骤1‑1至步骤1‑3；步骤1‑1，设所要生成的虚拟服装模型上的两个质点分别为i和j，获取得到两个质点i和j之间的距离为lij；其中，质点i的坐标为(xi,yi,zi)，质点j的坐标为(xj,yj,zj)：lij=(xi-xj)2+(yi-yj)2+(zi-zj)2;]]>步骤1‑2，根据服装材料所对应的位移补偿指数常量，预先设置生成对应虚拟服装模型时的各质点坐标的位移指数；其中，虚拟服装模型上各质点坐标的位移指数标记为△，虚拟服装模型所采用服装材料对应的位移补偿指数常量标记为λc：λc∈[0,1.0×10‑3]；其中，不同的服装材料对应不同的位移补偿指数常量；步骤1‑3，根据虚拟服装模型上各质点坐标的位移指数，由服装模型参数数据库得到所要生成虚拟服装模型上对应两个质点经位移变化后的新坐标；其中：质点i和质点j经位移变化后分别对应标记为i'和j'；质点i'的坐标为(xi',yi',zi')，质点j'的坐标为(xj',yj',zj')；质点i'和j'之间的距离为l′ij；其中：xi'＝xi+△，yj'＝yj+△，zj'＝zj+△；步骤2，客户需要加工个性化服装时，利用客户端子系统中的控制终端在服装厂子系统处的客户注册信息数据库处注册，客户注册信息数据库在加密处理客户注册时的用户名、登录密码以及所使用控制终端的ID号后进行保存；其中，客户注册信息数据库加密处理客户注册时的用户名、登录密码及所使用控制终端ID号的公式为：Message(Name,Password,ID)=(Name)2⊗(Password)2⊗(ID)2;]]>其中，Message(Name,Password,ID)表示加密处理用户名、密码及所使用控制终端ID号后所得到的信息，(Name)2表示将用户名转换为二进制数值，(Password)2表示将登录密码转换为二进制数值，(ID)2表示将所使用控制终端的ID号转换为二进制数值；表示对应位上的二进制数值相乘；客户利用已注册的用户名和密码登录、访问服装厂子系统，由服装厂子系统推送受其他客户欢迎的优选虚拟服装模型供客户选择调用，由服装加工控制终端调取服装模型参数数据库中的虚拟服装模型；利用客户端子系统处的摄像头获取客户自身的体态参数，并通过体重计量器得到客户自身的体重，以将获取到的体态参数和体重数据作为该客户的实际体态参数后，将所得客户的实际体态参数发送至服装厂子系统的客户体态参数数据库；其中，实际体态参数包括客户的体态长度参数、体态顶点位置参数以及体重参数；体态长度参数包括身高参数、头发长度参数、颈部粗度参数、臂长参数、腿长参数、肩宽参数、胸围参数、腰围参数和臀围参数；体态顶点位置参数包括客户的肩峰点位置参数、颈部点位置参数、乳尖点位置参数、臀顶点位置参数和髋骨点位置参数；步骤3，服装厂子系统的客户体态模型重塑器根据服装模型参数数据库接收的客户的实际体态参数，重塑生成对应客户的人体三维模型；客户根据个人喜好并通过控制终端在服装厂子系统提供的全部虚拟服装模型中选取目标虚拟服装模型，并发送虚拟试穿指令给服装加工控制终端；其中，重塑客户人体三维模型的过程包括如下步骤3‑1至步骤3‑6：步骤3‑1，客户体态模型重塑器提取其存储的人体三维样本模型的三维样本体态参数，并在服装模型参数数据库处获取客户的实际体态参数；步骤3‑2，客户体态模型重塑器对三维样本体态参数排序，以生成具有前后顺序的三维样本体态参数序列；其中，所述三维样本体态参数序列记为S，经排序后的三维样本体态参数序列S中的三维样本体态参数记为sn；sn为三维样本体态参数序列S中第n个三维样本体态参数；n＝1,2,…,9；步骤3‑3，客户体态模型重塑器根据获取的客户实际体态参数中的体态长度参数，得到与三维样本体态参数序列S中相对应的客户实际体态长度参数的校正参数；其中，与三维样本体态参数序列S中相对应的客户实际体态长度参数的校正参数记为s'n；s'n表示与三维样本体态参数sn相对应的客户实际体态长度参数的校正参数；所述校正参数即为所获取的客户实际体态参数中的体态长度参数值；n＝1,2,…,9；步骤3‑4，客户体态模型重塑器根据三维样本体态参数以及客户实际体态长度参数的校正参数，获取得到重塑客户人体三维模型时的微调整修正参数；其中，客户人体三维模型的微调整修正参数标记为θn：θn=(sn′sn)2(Σr=19sr′Σr=19sr·Πr=19sr′Πr=19sr)·(19Σr=19(sr′-sr));n=1,2,...,9;]]>其中，微调整修正参数θn对应着三维样本体态参数序列S中第n个三维样本体态参数sn；步骤3‑5，客户体态模型重塑器根据三维样本体态参数sn以及客户实际体态长度参数的校正参数s'n，得到重塑客户人体三维模型时的各实际体态长度参数的匹配误差参数值；其中，与客户的实际体态长度参数相对应的匹配误差参数值标记为Ωn：Ωn=12·(Πr=19sr′Πr=19sr+Πr=19sr′Πr=19sr)·srsr′;n=1,2,...,9;]]>步骤3‑6，客户体态模型重塑器根据三维样本体态参数sn、重塑客户人体三维模型的微调整修正参数ξn以及客户实际体态长度参数的匹配误差参数值Ωn，重塑生成对应客户的人体三维模型；n＝1,2,…,9；其中，所述三维样本体态参数s″n、客户实际体态长度参数的校正参数s'n、客户人体三维模型的微调整修正参数ξn及客户实际体态长度参数的匹配误差参数值Ωn均一一相互对应；步骤4，服装加工控制终端命令服装模型参数数据库和客户体态模型重塑器进行加载匹配融合，以生成得到穿着有目标虚拟服装模型的客户人体三维模型，由显示屏将穿着有虚拟服装模型的客户人体三维模型展示给客户，并同时将目标虚拟服装模型的服装参数通过显示屏显示给客户了解；其中，所述目标虚拟服装模型与客户的人体三维模型进行加载匹配融合的过程包括如下步骤4‑1至步骤4‑3：步骤4‑1，根据客户人体三维模型，获取并保存其人体三维模型的肩峰点、颈部点、乳尖点、臀顶点和髋骨点的数据信息；步骤4‑2，根据目标虚拟服装模型，获取并保存目标虚拟服装模型的肩峰点、颈部点、乳尖点、臀顶点和髋骨点的数据信息；步骤4‑3，根据目标虚拟服装模型和客户人体三维模型，计算得到目标虚拟服装模型在匹配客户人体三维模型时的整体匹配形变比例；其中，目标虚拟服装模型的整体匹配形变比例R获取过程包括如下步骤4‑31至步骤4‑34：步骤4‑31，根据目标虚拟服装模型和客户人体三维模型，分别提取到客户人体三维模型的颈部点、髋骨点的纵向坐标值以及目标虚拟服装模型的颈部点、髋骨点的纵向坐标值，计算得到目标虚拟服装模型在服装长度方向上的匹配形变比例R1；其中：R1=Nbody(y)-Kbody(y)Ncloth(y)-Kcloth(y)·Nbody(y)·Kbody(y)·Sbody(y)Ncloth(y)·Scloth(y)·Kcloth(y);]]>其中，Nbody(y)为客户人体三维模型的颈部点的纵向坐标值，Kbody(y)为客户人体三维模型的颈部点的纵向坐标值，Sbody(y)为客户人体三维模型的肩峰点的纵向坐标值；Ncloth(y)为目标虚拟服装模型的颈部点的纵向坐标值，Kcloth(y)为目标虚拟服装模型的颈部点的纵向坐标值，Scloth(y)为目标虚拟服装模型的肩峰点的纵向坐标值；步骤4‑32，根据目标虚拟服装模型和客户人体三维模型，计算得到目标虚拟服装模型在服装宽度方向上的匹配形变比例R2；R2=Sbody(x)Scloth(x)·|Sbody(x)-Scloth(x)|Sbody(x)+Scloth(x);]]>其中，Sbody(x)为客户人体三维模型的肩峰点的横向坐标值，Scloth(x)为目标虚拟服装模型的肩峰点的横向坐标值；步骤4‑33，根据目标虚拟服装模型和客户人体三维模型，计算得到目标虚拟服装模型在服装厚度方向上的匹配形变比例R3；其中：R3=Bbody(x)·Hbody(x)Bcloth(x)·Hcloth(x)·Bbody(x)-Hbody(x)Bcloth(x)-Hcloth(x);]]>Bbody(x)为客户人体三维模型的乳尖点的径向坐标值，Hbody(x)为客户人体三维模型的臀顶点的径向坐标值；Bcloth(x)为目标虚拟服装模型的乳尖点的径向坐标值，Hcloth(x)为目标虚拟服装模型的臀顶点的径向坐标值；步骤4‑34，根据所得目标虚拟服装模型在服装长度方向、服装宽度方向以及服装厚度方向上的匹配形变比例，得到目标虚拟服装模型的整体匹配形变比例R；其中：R=R1·R2+R1·R3+R2·R3R1+R2+R3;]]>R1为目标虚拟服装模型在服装长度方向上的匹配形变比例，R2为目标虚拟服装模型在服装宽度方向上的匹配形变比例，R3为目标虚拟服装模型在服装厚度方向上的匹配形变比例；步骤5，客户满意当前显示屏所显示的其人体三维模型时，转至服装加工步骤，由服装厂子系统中的服装模型参数数据库实时记录客户对服装参数的调整过程，并以客户对人体三维模型满意时所对应的服装参数作为客户确认加工的个性化服装参数；客户不满意当前显示屏所显示的其人体三维模型时，客户利用控制终端对显示屏所显示的其人体三维模型进行调整，直到得到客户对其人体三维模型做出满意评价为止；客户对其人体三维模型满意评价至少包括对客户人体三维模型处于运动状态时的满意；其中，客户对其人体三维模型的调整过程包括如下步骤5‑1至步骤5‑4：步骤5‑1，客户利用控制终端通过在显示屏上调整目标虚拟服装模型的服装参数，并且由显示屏自适应的调整客户所对应人体三维模型上的皮肤形变位移，以在达到客户对当前显示的其人体三维模型满意时，则转至服装加工步骤；否则，客户在服装厂子系统预设的服装调整时间内继续调整目标虚拟服装模型的服装参数，直到得到客户满意的客户人体三维模型；其中，显示屏自适应的调整客户所对应人体三维模型上皮肤形变位移的过程包括如下步骤5‑1‑1至步骤5‑1‑4：步骤5‑1‑1，设定客户所对应人体三维模型的皮肤上任一点为K；其中，该皮肤点K的坐标标记为(xK,yK)；步骤5‑1‑2，设定步骤5‑1‑1中所述皮肤点K受到其周围V个骨骼的影响；其中，所述第v个骨骼标记为Fv，1≤v≤V；步骤5‑1‑3，设定骨骼Fv对所述皮肤点K的位移影响因子为所述皮肤点K在骨骼Fv影响下所产生位移后的新坐标标记为其中，1≤v≤V；步骤5‑1‑4，根据各骨骼对所述皮肤点K的位移影响因子以及所述皮肤点K在各骨骼影响下所产生位移后的新坐标，得到所述皮肤点K在周围V个骨骼综合影响下位移后的新定坐标；其中，所述皮肤点K所对应新定坐标标记为(xK',yK')：xK′=Σv=1V(τKFv·xKFv),yK′=Σv=1V(τKFv·yKFv);]]>其中，V为影响皮肤点K的骨骼总个数，为骨骼Fv对皮肤点K的位移影响因子；步骤5‑2，客户调整目标虚拟服装模型的时间超过服装厂子系统预设的服装调整时间时，则服装厂子系统在保存客户对服装参数的历史修改记录后，注销当前客户的登录状态，并由服装厂子系统等待客户再次通过用户名和密码进行重新登录，以由客户重新登录后对已保存的服装参数继续进行调整；步骤5‑3，客户利用控制终端通过在显示屏上调整其人体三维模型的视图状态，并在穿戴配饰生成器所生成的若干虚拟穿戴配饰中选择喜爱的虚拟穿戴配饰，然后将所选择的虚拟穿戴配饰加载到其人体三维模型上，以帮助客户观察其人体三维模型在搭配穿戴配饰后的效果情况是否满意：当客户满意其当前人体三维模型时，转至服装加工步骤；否则，客户在服装厂子系统预设的穿戴配饰调整时间内继续选择、加载喜爱的虚拟穿戴配饰，直到得到客户满意的人体三维模型；步骤5‑4，客户调整虚拟穿戴配饰的时间超过服装厂子系统预设的穿戴配饰调整时间时，服装厂子系统在保存客户对穿戴配饰的加载历史记录后注销当前客户的登录状态，然后由服装厂子系统等待客户再次通过用户名和密码进行重新登录，以由客户重新登录后对已保存的加载过的穿戴配饰继续进行选择、加载；步骤6，服装加工控制终端启动服装参数修正工序，并建立服装参数修正模型，以在客户完成确认服装加工工序后，由所述服装加工控制终端自适应地实时修正服装参数，以符合客户穿着舒适度的要求；其中，服装参数修正模型如下：Q′=EQ+(σQ2+EQ2)(σQ+EQ)2;EQ=1GTΣg=1GTQg;σQ=1GTΣg=1GT(Qg-EQ)2;]]>其中，Q'表示服装参数Q经修正处理后的最终参数；Qg表示服装加工控制终端接收的第g个服装参数，GT表示服装加工控制终端在时间段T内接收到的服装参数的总个数；步骤7，服装加工控制终端反馈要求支付定金提示以及填写服装寄送地址的提示给客户端子系统，在客户支付完定金且填写完毕服装寄送地址后，服装加工控制终端命令服装加工设备按照客户确认的个性化服装参数加工完毕服装后，服装厂子系统寄送个性化服装给客户；客户收到个性化服装且确认收货后，再将个性化服装对应的欠款支付给服装厂子系统，并反馈该个性化服装所对应服装设计师的满意度评价给服装厂子系统，从而完成个性化服装智能加工过程。