本发明专利技术涉及一种服装面料张力、压力测量方法及装置，以目标人体三维表面模型为受力测量计算的载体，通过3D打印重构特定受力位置的表面形态，并设计制作传感器阵列装置实现压力值的测量，同时利用机器视觉同步耦合测量布料各个位置的变形率，进而计算布料张力，这种方法可直接测量同步准确的压力和张力数据，根据服装版型、目标人体三维模型、面料物理属性，建立面料张力及其对人体压力之间的定量化关系，不仅可以获得直接的量化数据，建立关系模型，还可以保证紧身运动服装功能性和舒适性的设计要求，优化制版的过程，提高运动服装制版的效果和效率。从而提高紧身运动服装制版的自动化、智能化水平。智能化水平。智能化水平。
【技术实现步骤摘要】
服装面料张力、压力测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及服装智能工程领域，特别是涉及一种服装面料张力、压力测量装置及方法。
技术介绍
[0002]运动服装在体育活动中发挥重要作用，合理的运动服装能够在运动过程中为人体不同部位提供不同的压力，能够有效促进运动动作的发挥，从而提高运动效果，保护运动员的运动健康。随着我国经济社会的发展和人民物质精神文明水平的提升，滑冰、自行车等体育比赛越来越多，与人们日常生活的联系日益紧密，这一类体育运动也逐渐成为青少年体育训练的重要项目，随之而来的紧身运动服装对压力舒适性的追求成为趋势。
[0003]当要求紧身运动服装在人体特定位置满足一定的压力时，对服装版型的制作要求会进一步提高，服装对人体表面产生的压力是通过紧身服装的弹性收缩产生的，因此会要求服装版型在特定的人体部位满足自身的张力条件，而服装面料表面张力与其对人体产生的压力之间并无直接的换算方法，且与人体表面形状，布料弹性属性，版型结构，穿着姿态都有关系，现有方法多是采用间接法测量或模拟计算压力数据，难以直接同步测量布料张力和其对人体的压力。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种服装面料张力、压力测量装置及方法，能够直接同步测量布料张力和其对人体的压力，为紧身服装智能化定制提供可靠的数据支撑。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种服装面料张力、压力测量装置，所述装置用于测量目标人体待测部分所穿紧身服装对目标人体的压力和紧身服装面料的张力；所述装置包括测力传感器、框架和相机；
[0007]所述相机滑动连接于所述框架上，且围绕所述框架移动；所述框架内侧设有若干个测力传感器，所述测力传感器的测力端连接有支撑杆，所述支撑杆上安装3D打印的目标人体三维模型离散化实体单位片段，若干个所述实体单位片段构成与目标人体待测部分围度相同的模拟待测部分；所述目标人体待测部分所穿紧身服装套设在所述模拟待测部分上；
[0008]所述测力传感器用于测量所述紧身服装对所述模拟待测部分的压力；
[0009]所述相机用于采集所述紧身服装的图像序列，根据所述图像序列的变形率得到所述紧身服装的面料张力。
[0010]可选的，所述框架为两个同心设置、大小不等的圆环，所述相机设置在外圆环上，所述测力传感器设置在内圆环内侧。
[0011]可选的，所述外圆环为齿条结构的环形轨道，所述环形轨道上设有底座，所述底座与所述环形轨道啮合连接，所述相机固定在所述底座上。
[0012]可选的，所述底座还与步进电机连接，所述步进电机用于驱动所述底座运动。
[0013]可选的，本专利技术还提供了一种服装张力、压力测量方法，所述方法包括：
[0014]根据目标人体获取目标人体三维模型，在所述目标人体三维模型上截取待测部分，将截取的待测部分离散化得到单位片段，将所述单位片段进行3D打印，得到实体单位片段；
[0015]将所述实体单位片段安装在支撑杆末端，所述实体单位片段组成的模拟待测部分与目标人体待测部分的围度相同；
[0016]使用特定花纹的目标面料根据目标人体制作紧身服装，将与所述目标人体三维模型待测部分相对应的紧身服装待测量部分截取出来，得到待测量服装；
[0017]将所述待测量服装套设在所述模拟待测部分上，模拟紧身服装的穿着状态，记录此时各测力传感器的值作为紧身服装压力；
[0018]驱动相机沿框架环绕一周，拍摄所述待测量服装的图像序列，根据所述图像序列中特定花纹的变形情况确定面料的变形率，根据所述变形率计算得到紧身服装张力。
[0019]可选的，在得到所述紧身服装压力与所述紧身服装张力后，还包括：
[0020]将所述紧身服装压力与所述紧身服装张力代入公式中拟合计算修正系数a，得到面料张力与压力的耦合关系；其中，T
H
为所述紧身服装张力，P为所述紧身服装压力，R
H
为测量点处所述目标人体三维模型的曲率半径，a为修正系数；
[0021]将所述面料张力与压力的耦合关系应用到紧身服装未测量部分的张力计算中，实现紧身服装整体张力、压力的测量。
[0022]可选的，所述方法还可包括：
[0023]分别对不穿紧身服装和穿着紧身服装的目标人体进行三维扫描，得到第一目标人体三维模型和第二目标人体三维模型；
[0024]对所述第一目标人体三维模型和第二目标人体三维模型的同一待测部分使用如上述的测量方法进行测量，得到第一紧身服装压力、第一紧身服装图像序列和第二紧身服装压力、第二紧身服装图像序列；
[0025]根据所述待测部分构建质点弹簧模型，将所述第一目标人体三维模型的第一围度数据、第一紧身服装压力作为所述质点弹簧模型的初始状态，将所述第二目标人体三维模型的第二围度数据、第二紧身服装压力作为所述质点弹簧模型的最终状态，根据所述初始状态和所述最终状态求解所述质点弹簧模型的弹性系数；
[0026]根据所述第一目标人体三维模型和第二目标人体三维模型确定所述目标人体穿着紧身服装前后各部分的变化围度，根据所述变化围度与所述质点弹簧模型利用胡克定律计算各部分的紧身服装张力；
[0027]根据所述第二目标人体三维模型的围度数据确定所述目标人体在穿着紧身服装时各部分紧身服装张力与紧身服装压力的夹角，根据所述夹角与所述紧身服装张力计算各部分的紧身服装压力，实现紧身服装整体张力与压力的测量。
[0028]可选的，所述根据所述待测部分构建质点弹簧模型具体为：
[0029]取所述待测部分中间位置的截面曲线作为边缘曲线，以所述离散化单位片段的中点为依据对所述待测部分横向截面内的网格进行划分，将所述网格的顶点作为质点，网格的边作为虚拟弹簧，生成所述质点弹簧模型。
[0030]可选的，在进行所述网格划分时，将所述离散化单位片段的中点与所述横向截面中点的连线作为径向线，用若干等分点对每一所述径向线等分，连接所有所述径向线上位于同层的所有所述等分点得到横向线，所述横向线与所述径向线共同组成网格。
[0031]可选的，求解所述质点弹簧模型的弹性系数时，根据所述初始状态和最终状态下质点间的第一径向距离、第二径向距离，结合第一紧身服装压力、第二紧身服装压力，利用胡克定律计算所述质点弹簧模型的径向弹性系数；
[0032]根据所述第一紧身服装压力、所述质点弹簧系统中第一紧身服装压力与第一紧身服装张力的夹角，结合力的合成原理得到第一紧身服装张力，同理，得到第二紧身服装张力；
[0033]根据所述第一围度数据计算质点间的第一距离，根据所述第二围度数据计算质点间的第二距离，根据所述第一距离、第二距离、第一紧身服装张力和第二紧身服装张力，结合胡克定律计算所述质点弹簧模型的横向弹性系数。
[0034]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0035]本专利技术提供了一种服装面料张力、压力测量装置及方法，所述装置通过模拟目标人体穿着紧身服装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种服装面料张力、压力测量装置，其特征在于，所述装置用于测量目标人体待测部分所穿紧身服装对目标人体的压力和紧身服装面料的张力；所述装置包括测力传感器、框架和相机；所述相机滑动连接于所述框架上，且围绕所述框架移动；所述框架内侧设有若干个测力传感器，所述测力传感器的测力端连接有支撑杆，所述支撑杆上安装3D打印的目标人体三维模型离散化实体单位片段，若干个所述实体单位片段构成与目标人体待测部分围度相同的模拟待测部分；所述目标人体待测部分所穿紧身服装套设在所述模拟待测部分上；所述测力传感器用于测量所述紧身服装对所述模拟待测部分的压力；所述相机用于采集所述紧身服装的图像序列，根据所述图像序列的变形率得到所述紧身服装的面料张力。2.根据权利要求1所述的一种服装面料张力、压力测量装置，其特征在于，所述框架为两个同心设置、大小不等的圆环，所述相机设置在外圆环上，所述测力传感器设置在内圆环内侧。3.根据权利要求2所述的一种服装面料张力、压力测量装置，其特征在于，所述外圆环为齿条结构的环形轨道，所述环形轨道上设有底座，所述底座与所述环形轨道啮合连接，所述相机固定在所述底座上。4.根据权利要求3所述的一种服装面料张力、压力测量装置，其特征在于，所述底座还与步进电机连接，所述步进电机用于驱动所述底座运动。5.一种采用如权利要求1中所述测量装置的服装面料张力、压力测量方法，其特征在于，所述方法包括：根据目标人体获取目标人体三维模型，在所述目标人体三维模型上截取待测部分，将截取的待测部分离散化得到单位片段，将所述单位片段进行3D打印，得到实体单位片段；将所述实体单位片段安装在支撑杆末端，所述实体单位片段组成的模拟待测部分与目标人体待测部分的围度相同；使用特定花纹的目标面料根据目标人体制作紧身服装，将与所述目标人体三维模型待测部分相对应的紧身服装待测量部分截取出来，得到待测量服装；将所述待测量服装套设在所述模拟待测部分上，模拟紧身服装的穿着状态，记录此时各测力传感器的值作为紧身服装压力；驱动相机沿框架环绕一周，拍摄所述待测量服装的图像序列，根据所述图像序列中特定花纹的变形情况确定面料的变形率，根据所述变形率计算得到紧身服装张力。6.根据权利要求5所述的一种服装面料张力、压力测量方法，其特征在于，在得到所述紧身服装压力与所述紧身服装张力后，还包括：将所述紧身服装压力与所述紧身服装张力代入公式中拟合计算修正系数a，得到面料张力与压力的耦合关系；其中，T
H
为所述紧身服装张力，P为所述紧身服装压力，R
H
为测量点处所述目标人体三维模型的曲率半径，a为修正系数；将所述面料张力与压力的耦合关系应用到紧身服装未测量部分...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖伯祥，郭瑞良，刘莉，刘正东，胡紫婷，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：
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