专利名称：一种基于网络平台的定制鞋系统及方法
技术领域：
本发明涉及鞋加工领域，具体设计一种基于网络平台的定制鞋系 统及方法。
背景技术：
随着科学技术的进步和物质生活水平的提高，人们对服装的要求 逐渐从单一功能向舒适、个性和时尚化方向发展。在制鞋业方面，有
限的鞋号必然造成很多不同脚形的用户选择同一尺码的鞋，只有通过 试穿，才能选到较合脚的鞋。当用户的脚形偏离标准尺码较大或脚部 存在畸形时很难找到合适的鞋。
此外，对于年轻的消费者群体，期望在满足鞋样舒适度的情况下， 尽可能多地融入一些个性化因素，从而可以根据自身特点对颜色、装 饰等细节对个人的鞋进行操作，例如，可以选择鞋体各个部分的颜色， 在鞋身、鞋底印制图案，在鞋身适当位置插入代表个人的标识、字母 和数字等。
目前国内的制鞋技术多集中在仿造外来鞋样和简单的鞋样设计， 技术含量低，所以量脚制鞋，尤其是个性化制鞋对于普通消费者来说 花费过高且很难实现，因此，制鞋业非常需要方便快捷的定制鞋系统。
在已经公开的中国专利CN01130405.7中说明了鞋楦造型的个性 化设计方法，在中国专利CN200710068032.5中说明了综合三维脚型全 局参数和局部横截面调整的个性化鞋楦模型生成方法，以及在中国专 利CN200510042355.8中说明的基于脚部特征参数的鞋楦模型自动生 成方法，现有技术中的方法均只在个性化鞋楦的生成领域进行了说 明，但并未涉及整个定制鞋的系统。在已经公开的中国专利 CN200710119279.5中说明的运动鞋鞋楦数字化定制生产设备及方法将并入本发明并作为参考。
发明内容
本发明的目的是提供 一种基于网络平台的定制鞋系统及方法，用 户可以基于网络平台发送定制请求，足不出户的定制适合自己脚型的 鞋样，还可以根据个人喜好进行个性化定制。
为实现上述目的，本发明釆用如下技术方案 一种基于网络平台的定制鞋系统，该系统包括 脚型数据获取单元，用于获取用户的脚型特征参数； 脚型数据存储单元，用于所述存储脚型数据获取单元获取的脚型 特征参数；
定制信息获取单元，用于通过网络获取用户所选择鞋样及鞋样个 性化设计信息；
鞋楦数据存储单元，用于存储不同鞋样所对应的鞋楦数据； 数据处理单元，用于在所述鞋楦数据存储单元中调用用户所选择 鞋样对应的鞋楦数据，并在所述脚型数据存储单元调用该用户的脚型 特征参数来修改所述鞋楦数据，生成用户定制鞋的鞋楦加工代码，同 时依据鞋样个性化设计信息生成定制鞋选材信息以及定制鞋工艺流 程信息供加工使用。
其中，还包括与数据处理单元连接的加工单元，用于使用数控鞋 楦机对鞋楦加工代码数控进行刻楦，在物料配备缓存区根据定制鞋选 材信息配备材料，并依据定制鞋工艺流程信息在制鞋车间进行定制鞋 生产。
其中，该系统还包括脚型三维扫描仪，用户由脚型三维扫描仪测 量所述脚型特征参数，并通过网络将其发送到脚型数据获取单元。
其中，所述脚型三维扫描仪包括线激光器和电荷耦合器件摄像 机，所述线激光器发出的激光平面照射在脚的表面，摄像机获取脚表 面包含激光条紋的二维图像并发送到计算机，通过激光平面照射位置
的移动形成脚表面的三维轮廓，进而获取脚型特征参数。
本发明还提供了 一种基于网络平台的定制鞋方法，该方法包括以
获取用户的脚型特征参数，并发送到脚型数据存储单元中存储；
通过网络获取用户所选择鞋样及鞋样个性化设计信息；
在鞋楦数据存储单元中调用用户所选择鞋样对应的鞋楦数据；
在脚型数据存储单元调用该用户的脚型特征参数来修改所述鞋 楦数据，生成用户定制鞋的鞋楦加工代码；
依据鞋样个性化设计信息生成定制鞋选材信息以及定制鞋工艺 流程信息供加工步骤使用。
其中，在脚型数据存储单元调用该用户的脚型特征参数来修改所 述鞋楦数据包括步骤
对由用户的脚型特征参数确定的脚型及由调用的鞋楦数据确定 的标准鞋楦的轮廓点作反求，分别得到各自的U向NURBS参数曲线;
对参数曲线在极坐标下插值，得到各自的U向NURBS曲线上由 极角为1 60度的等间隔排列的360个型值点的极半径及三维坐标；
结合用户的脚型特征参数，根据分段脚楦舒适度经验公式，得出 调用的鞋楦数据的参数曲线的整体缩放因子以及各型值点发生局部 变形的变形量；
将变形量作为点约束，结合基于能量优化的变形算法对所述参数 曲线进行控制点和权因子的修改，得到修改后的鞋楦数据。 其中，生成用户定制鞋的鞋楦加工代码包括步骤 对修改后的鞋楦数据进行V向光顺后再进行蒙面法建模处理；
对建模后数据进行光滑处理，权衡其光顺性与逼近特性得出最 终的建模后数据；
根据最终的建模后数据利用细分求法矢与解三角形方法求取刀 具加工中心轨迹；进行Z向坐标的螺旋环切线计算后，获取用户定制鞋的鞋楦加工 代码。
其中，用户的脚型特征参数由用户自行测量后，通过网络接收来
获取，所测量的脚型特征参数包括跖趾围长、前跗骨围长、兜跟围、
脚腕围长、腿肚围长、膝下围长、膝下高度、腿肚高度、脚腕高度、 外踝骨高度、后跟突点高度、后跟突点高度、前跗骨最突点高度、第 一跖趾关节高度、拇趾高度和脚长。
其中，用户的脚型特征参数由用户利用脚型三维扫描仪测量后， 通过网络接收来获取。
其中，该方法中所述加工步骤包括 使用数控鞋楦机对鞋楦加工代码数控进行刻楦；
在物料配备缓存区根据定制鞋选材表配备材料；
依据定制鞋工艺流程表在制鞋车间进行定制鞋生产。
利用本发明提供的基于网络平台的定制鞋系统及方法，具有以下
有益效果随着互联网的发展，网上购物已经成为必然趋势，越来越 多的商品可以通过网上订购的方式，通过本发明的系统和方法，用户
足不出户即可购买到合适款式的鞋样；将鞋样定制系统与互联网平台
相结合，满足鞋舒适性的同时，也满足个性化的需求。
图i为本发明基于网络平台的定制鞋系统框图;
图2为本发明实施例基于网络平台的定制鞋系统结构图3为本发明实施例三维脚型扫描装置的结构原理图4为本发明实施例三维扫描中U向和V向曲线的示意图5为本发明实施例手动测量方式获取脚型特征参数的原理图6为本发明基于网络平台的定制鞋方法流程图7为本发明实施例基于网络平台的定制鞋方法流程图8为本发明实施例定制鞋楦NC代码生成的流程图。
1、跖趾围长；2、前跗骨围长；3、兜跟围；4、脚腕围长；5、 腿肚围长；6、膝下围长；7、膝下高度；8、腿肚高度；9、脚腕高度; 10、外踝骨高度；11、后跟突点高度；12、舟上弯点高度；13、前跗 骨最突点高度；14、第一跖趾关节高度；15、拇趾高度；16、脚长； 17、线激光器；18、被测物体；19、 CCD摄像机；20、玻璃；21、运 动平台；22、 U向曲线；23、 V向曲线；24、激光平面。
具体实施例方式
本发明提出的基于网络平台的定制鞋系统及方法，结合附图和实 施例说明如下。
本发明的一个方面在于，将放置于鞋业专卖店或超巿等的脚型三 维扫描仪获取的用户脚型特征参数或在用户登陆网络定制平台后，按 照规程自行测量的脚型特征参数存入定制系统数据库后，在网页上选 择鞋的基本款式，并填写以往穿鞋习惯后，如平时穿着的鞋号范围、 喜好穿偏松或偏紧的鞋等，由于数据库中存有各种款式的各种型号的 标准鞋楦，按照每位所选择的款式，网页上即生成空白鞋面的立体视 图及鞋面、鞋底的平面三视图，设计者可以网页提供的设计信息为参 考，根据喜好设计鞋面和鞋底的颜色，标识符等个性化元素，设计完 成后，即可提交定制需求。系统按照每位用户的脚型参数和个性化设 计，对用户所选择款式原有型号的标准鞋楦进行变形得到定制的鞋 楦。
本发明的又一方面在于，用户的定制需求通过互联网提交到达数 据处理中心，数据处理进行处理的对象有三个，分别为用户选择款式 对应的鞋楦数据、脚型数据库中存储的用户脚型参数和个性化设计参 数，数据处理中心对用户选择的款式对应鞋楦数据按用户的脚型特征 参数进行调整，使该鞋楦数据的鞋型对用户来说是合脚的，然后将用 户的个性化需求附加到已调整好的鞋型上，经鞋样生成机制，自动得 到用户定制鞋的鞋楦加工NC代码、定制鞋样选材表、以及定制鞋样
工艺流程表。
经上述操作得出的鞋楦NC加工代码进入数控鞋楦机进行刻楦， 由鞋厂釆购人员根据定制鞋选材料配备材料，最后，依据定制鞋工艺 流程表进行鞋样生产。
如图2所示，本实施例中基于网络平台的定制鞋系统结构图，该 系统整体来看包括三部分用户；数据处理中心和加工中心。脚型数 据获取单元，获取用户通过脚型扫描仪或自行测量发送脚型特征参 数；脚型数据库，用于存储脚型数据获取单元获取的脚型特征参数； 定制信息获取单元，具体为设计方案存储设备，确定交互式鞋样设计 方案；鞋楦数据库(未示出)，用于存储不同鞋样所对应的鞋楦数据； 数据处理单元，具体为鞋样生成机制部分，用于在鞋楦数据库中调用 用户所选择鞋样对应的鞋楦数据，并在脚型数据库调用该用户的脚型 特征参数来修改所述鞋楦数据，生成用户定制鞋的鞋楦加工代码，同 时依据鞋样个性化设计信息生成定制鞋选材表以及定制鞋工艺流程 表供加工使用；加工中心，用于使用数控鞋楦机对鞋楦加工代码数控 进行刻楦，在物料配备缓存区根据定制鞋选材表配备材料，并依据定 制鞋工艺流程表在制鞋车间进行定制鞋生产。
下面参考图3说明图7中脚型特征参数获取过程。根据本发明的 第一实施例，三维脚型扫描仪由电机控制的平移运动机构、半导体线
激光器17和摄像机19组成图像釆集单元组成。在图3所示的三维脚 型扫描仪中，玻璃20被支撑在两边的支架生，用于防止被测物体18， 线激光器17位于玻璃20上方的两侧、玻璃20下方中央位置，发出 的激光平面照射在被测量物体18表面，在被测物体18表面形成一条 明亮的光带，电荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD )摄像机 19位于扫描仪的一恻的上下方，获取被测物体18表面包含激光条紋 的二维图像，通过计算机对二维图像的处理，提取测量物体18光切 面上的二维轮廓。沿着运动平台21平移测量物体18或平移线激光器
17与CCD摄像机18组成的传感单元，使激光平面以一定的间隔扫
过物体表面，在物体表面形成一系列的光切面二维轮廓，光切面二维 轮廓组合形成物体表面三维轮廓。
如图4所示，利用上述三维脚型扫描仪，线激光器17的激光平 面24落在被测物体18上的线为U向曲线，通过计算机处理可以获 得被测物体18的U向曲线22和V向曲线23数据。
如图5所示，根据本发明的第二实施例，在不具备脚型扫描仪的 情况下，用户可参考图5中示出的手动测量方式获取脚型特征参数， 自行量取脚型特征参数如脚长、脚围等。通过自行测量可以获得的脚 型特征参数包括跖趾围长1、前跗骨围长2、兜跟围3、脚腕围长4、 腿肚围长5、膝下围6、膝下高度7、腿肚高度8;脚腕高度9、外踝 骨高度IO、后跟突点高度ll、舟上弯点高度12、前跗骨最突点高度 13、第一跖趾关节高度14、拇趾高度15和脚长16。用户自行测量上 述脚型特征参数后，通过登录网络平台将脚型特征参数发送到系统的 脚型数据库中进行存储。
如图7所示，本实施例中在用户登录网络平台后，具体的定制流 程包括步骤S301，数据处理中心判断脚型数据库中是否已有该用 户脚型特征参数，若是，则系统进入个性化设计页面，若否，则系统 提示用户按照本发明第二实施例中说明的方法自行测量脚部参数后 并输入用户平时穿着的鞋号范围，提交后，进入个性化设计页面；步 骤S302，用户选择鞋的品牌以及鞋的种类，例如，某用户希望定制 一双篮球鞋，则可选择品牌2中的篮球鞋；步骤S303，调用脚型数 据库中所存储的该用户的脚型特征参数，修改步骤S302中用户所选 择的鞋种类对应的鞋楦数据，生成原始鞋样三维模型的立体视图；步 骤S304，可以设计鞋面、鞋底各部分的颜色；S305,还可以进一步 设计在鞋样不同位置插入的字符、贴标；S306，还可以上传个性化照 片等印制图案并确定印制位置；步骤S307，依据上述个性化设计信
息对原始鞋样三维模型进行修改，生成个性化鞋样三维模型立体步骤S308,用户判断对S307中生成的鞋样是否满意，若是则定制完 成，若否则返回到步骤S302中修改定制方案。
上述步骤S304-S306均为用户输入个性化设计信息进行个性化设 计的步骤，不限于上述个性化设计方法，也可以是其它的个性化设计 信息，另外，步骤S304、 S305可以基于品牌厂商提供的制鞋模板数 据库调用鞋样模板完成。
结合图8详细说明上述步骤S303中数据处理中心所作的处理。 首先从脚型数据库中调出用户脚型特征参数和所定制的鞋样种类，依 据所定制的鞋样种类从标准鞋楦数据库中调入标准鞋楦，然后由脚型 特征参数确定的脚型及标准鞋楦的轮廓数据点，釆用最小二乘逼近方 法分别反算得到U向NURBS ( Non-Uniform Rational B-Splires )参数 曲线。然后，分别确定脚型与标准楦型的中心轴，将脚型与标准鞋楦 的U向NURBS曲线在极坐标下插值，得到各自的如图4中示出的U 向NURBS曲线22上由极角l度至360度的等间隔(每隔l度)排 列的360个型值点的极半径及(X， Y， Z)坐标，其中U向NURBS 曲线是指图3中在三维扫描仪中的激光平面与待测脚型或标准鞋楦 相交得出的轮廓曲线。根据分段脚楦舒适度经验公式，计算得出标准 鞋楦曲线整体缩放因子以及各型值点发生局部变形的变形量，将变形 量作为点约束，结合基于能量优化的变形算法对标准鞋楦曲线进行控 制点和权因子的修改。对修改后鞋楦数据的所有U向NURBS曲线的 型值点按照极角由小到大的顺序进行排列，获取360条V向NURBS 曲线的型值点，每一条如图4,图4中示出的V向NURBS曲线23 中的所有型值点相对于鞋楦中心轴都具有相同的极角。对V向 NURBS曲线光顺处理后再进行蒙面法建模处理得到鞋楦模型。
在三维模型生成之后，对设计后鞋楦点云数据进行光滑处理，权 衡其光顺性与逼近特性可得出最终处理结果。然后，利用细分求法矢
与解三角形方法可实现对刀具加工中心轨迹的求取，并进行Z向坐标 的螺旋环切线计算后完成鞋楦加工轨迹NC文件的自动获取过程。
同时，数据中心的鞋样生成机制从设计方案存储设备中调入用户 在网络终端所选择的鞋面、鞋底设计材料，各参数等，根据上述参数 进行定制鞋选材的自动计算过程，生成定制鞋样选材表。
然后，数据中心的鞋样生成机制根据从设计方案存储设备中调入 的用户选择，以及定制鞋样选材表，在本领域从业人员所已知的制鞋 工序基础上，进行定制鞋样工艺流程的自动计算，生成定制鞋样工艺 流程。
最后，在加工中心的定制鞋楦加工区使用数控鞋楦机对所述鞋楦
NC加工代码数控进行刻楦，由鞋厂采购人员在物料配备缓存区根据 定制鞋选材料配备材料，最后依据定制鞋工艺流程表在制鞋车间进行 定制鞋样生产。
本发明包括上述的使用载波提供程序信息的计算机网络(LAN、 因特网等WAN、以及无线通信网络等)中的通信介质(光纤等有线 线路和无线线路等)。还可以通过运行存储在计算机的程序，实现上 述实施例中参考图7和图8的各步骤。所以，本发明包括该程序和存 储该程序的计算机可读记录介质。更具体地，本发明包括以CD-ROM 等记录介质的形式、或者通过各种传输介质，将该程序提供给计算机 的记录介质。除CD-ROM以外，用于记录该程序的记录介质还包括 软盘、硬盘、磁带、磁光盘、以及非易失性存储卡等。
本发明还包括其它程序类型。也就是说，通过运行提供给计算机 的程序实现上述实施例的各项功能，通过与运行在计算机中的操作系 统(OS)或其它应用程序协作运行该程序实现上述实施例的各项功 能，或者通过使计算机的功能扩展板或功能扩展单元执行所提供的程 序的全部或部分处理，实现上述实施例的各项功能。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关
技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明 的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1、一种基于网络平台的定制鞋系统，其特征在于，该系统包括脚型数据获取单元，用于获取用户的脚型特征参数；脚型数据存储单元，用于所述存储脚型数据获取单元获取的脚型特征参数；定制信息获取单元，用于通过网络获取用户所选择鞋样及鞋样个性化设计信息；鞋楦数据存储单元，用于存储不同鞋样所对应的鞋楦数据；数据处理单元，用于在所述鞋楦数据存储单元中调用用户所选择鞋样对应的鞋楦数据，并在所述脚型数据存储单元调用该用户的脚型特征参数来修改所述鞋楦数据，生成用户定制鞋的鞋楦加工代码，同时依据鞋样个性化设计信息生成定制鞋选材信息以及定制鞋工艺流程信息供加工使用。
2、 如权利要求1所述的基于网络平台的定制鞋系统，其特征在 于，还包括与数据处理单元连接的加工单元，用于使用数控鞋楦机对 鞋楦加工代码数控进行刻楦，在物料配备缓存区根据定制鞋选材信息 配备材料，并依据定制鞋工艺流程信息在制鞋车间进行定制鞋生产。
3、 如权利要求1所述的基于网络平台的定制鞋系统，其特征在 于，该系统还包括脚型三维扫描仪，用户由脚型三维扫描仪测量所述 脚型特征参数，并通过网络将其发送到脚型数据获取单元。
4、 如权利要求3所述的基于网络平台的定制鞋系统，其特征在 于，所述脚型三维扫描仪包括线激光器和电荷耦合器件摄像机，所述 线激光器发出的激光平面照射在脚的表面，摄像机获取脚表面包含激 光条紋的二维图像并发送到计算机，通过激光平面照射位置的移动形 成脚表面的三维轮廓，进而获取脚型特征参数。
5、 一种基于网络平台的定制鞋方法，其特征在于，该方法包括 以下步骤获取用户的脚型特征参数，并发送到脚型数据存储单元中存储；通过网络获取用户所选择鞋样及鞋样个性化设计信息； 在鞋楦数据存储单元中调用用户所选择鞋样对应的鞋楦数据； 在脚型数据存储单元调用该用户的脚型特征参数来修改所述鞋楦数据，生成用户定制鞋的鞋楦加工代码；依据鞋样个性化设计信息生成定制鞋选材信息以及定制鞋工艺流程信息供加工步骤使用。
6、 如权利要求5所述的基于网络平台的定制鞋方法，其特征在 于，在脚型数据存储单元调用该用户的脚型特征参数来修改所述鞋楦 数据包括步骤对由用户的脚型特征参数确定的脚型及由调用的鞋楦数据确定 的标准鞋楦的轮廓点作反求，分别得到各自的U向NURB S参数曲线；对参数曲线在极坐标下插值，得到各自的U向NURBS曲线上由 极角为1 ~ 60度的等间隔排列的360个型值点的极半径及三维坐标；结合用户的脚型特征参数，根据分段脚楦舒适度经验公式，得出 调用的鞋楦数据的参数曲线的整体缩放因子以及各型值点发生局部 变形的变形量；将变形量作为点约東，结合基于能量优化的变形算法对所述参数 曲线进行控制点和权因子的修改，得到修改后的鞋楦数据。
7、 如权利要求6所述的基于网络平台的定制鞋方法，其特征在 于，生成用户定制鞋的鞋楦加工代码包括步骤对修改后的鞋楦数据进行V向光顺后再进行蒙面法建模处理；对建模后数据进行光滑处理，权衡其光顺性与逼近特性得出最 终的建模后数据；根据最终的建模后数据利用细分求法矢与解三角形方法求取刀 具加工中心轨迹；进行Z向坐标的螺旋环切线计算后，获取用户定制鞋的鞋楦加工 代码。
8、 如权利要求5所述的基于网络平台的定制鞋方法，其特征在 于，用户的脚型特征参数由用户自行测量后，通过网络接收来获取，所测量的脚型特征参数包括跖趾围长、前跗骨围长、兜跟围、脚腕围长、腿肚围长、膝下围长、膝下高度、腿肚高度、脚腕高度、外踝 骨高度、后跟突点高度、后跟突点高度、前跗骨最突点高度、第一跖 趾关节高度、拇趾高度和脚长。
9、 如权利要求5所述的基于网络平台的定制鞋方法，其特征在 于，用户的脚型特征参数由用户利用脚型三维扫描仪测量后，通过网 络接收来获取。
10、 如权利要求5所述的基于网络平台的定制鞋方法，其特征在 于，该方法中所述加工步骤包括使用数控鞋楦机对鞋楦加工代码数控进行刻楦； 在物料配备缓存区根据定制鞋选材表配备材料； 依据定制鞋工艺流程表在制鞋车间进行定制鞋生产。
全文摘要
本发明涉及一种基于网络平台的定制鞋系统及方法，该系统包括获取用户的脚型特征参数的脚型数据获取单元；存储脚型特征参数的脚型数据存储单元；通过网络获取用户所选择鞋样及鞋样个性化设计信息的定制信息获取单元；存储不同鞋样所对应的鞋楦数据的鞋楦数据存储单元；数据处理单元，在鞋楦数据存储单元中调用用户所选择鞋样对应的鞋楦数据，并在脚型数据存储单元调用该用户的脚型特征参数来修改鞋楦数据，生成用户定制鞋的鞋楦加工代码，同时依据鞋样个性化设计信息生成定制鞋选材信息以及定制鞋工艺流程信息供加工使用。本发明使用户足不出户的定制适合自己脚型的鞋样，还可以根据个人喜好进行定制鞋的个性化设计。
文档编号A43D1/02GK101339640SQ20081011899
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者辉 史, 王伯雄, 罗秀芝, 贾倩倩 申请人:清华大学