Luận án tiến sĩ nghiên cứu đo kích thước cơ thể người bằng phương pháp đo 3d khô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Nhung NGHIÊN CỨU ĐO KÍCH THƯỚC CƠ THỂ NGƯỜI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO 3D KHÔNG TIẾP XÚC TRONG NGÀNH MAY Ngành: Công nghệ dệt, may Mã số: 9540204 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. PHAN THANH THẢO Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất cả những nội dung trong luận án “Nghiên cứu đo kích thước cơ thể người bằng phương pháp đo 3D không tiếp xúc trong ngành may” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án trung thực được trích dẫn đầy đủ và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Hà Nội, ngày 14 tháng 02 năm 2021 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TÁC GIẢ LUẬN ÁN PGS.TS Phan Thanh Thảo Nguyễn Thị Nhung i LỜI CẢM ƠN Tôi xin được bày tỏ lòng cảm sâu sắc, chân thành đến PGS.TS Phan Thanh Thảo đã nhiệt tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến vô cùng quý báu và tạo điều kiện thuận lợi về mặt chuyên môn cũng như động viên khích lệ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án.

Tôi xin cảm ơn chân thành tới các Thầy giáo, Cô giáo thuộc Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Văn Vinh, Phòng Lab 307, Thầy giáo, Cô giáo trong Bộ môn Cơ Khí Chính xác & Quang học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã đóng góp những ý kiến quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện công trình nghiên cứu. Đồng thời tôi cũng xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên đã tạo điều kiện cho tôi được học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Xin cảm ơn sâu sắc tới tập thể các Thầy giáo, Cô giáo trong Khoa Công nghệ May & Thời trang, cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên đã luôn đồng hành động viên, khích lệ trong suốt quá trình thực hiện luận án.

Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới gia đình, bố mẹ, chồng, các con, anh chị em những người thân yêu, gần gũi nhất đã luôn động viên, chia sẻ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày 14 tháng 02 năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Thị Nhung ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.

vi DANH MỤC CÁC BẢNG.vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ. viii MỞ ĐẦU. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN.

Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN.

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN.1 Hệ thống cỡ số quần áo và thông số kích thước cơ bản thiết kế quần áo 5 1.1 Hệ thống cỡ số quần áo.1 Tổng quan hệ thống cỡ số quần áo trên thế giới.2 Lịch sử phát triển hệ thống cỡ số quần áo tại Việt Nam.2 Khảo sát thông số kích thước cơ bản thiết kế quần áo.2 Phương pháp đo kích thước cơ thể người.1 Phương pháp đo tiếp xúc.1 Lịch sử phương pháp đo.2 Nguyên lý đo và thiết bị đo kích thước cơ thể người.2 Phương pháp đo không tiếp xúc.1 Phương pháp đo 2D.2 Phương pháp đo 3D.3 Một số hệ thống đo 3D kích thước cơ thể nguời bằng phương pháp đo 3D không tiếp xúc.3 Phương pháp đo 3D sử dụng ánh sáng cấu trúc.1 Khái niệm và phân loại ánh sáng cấu trúc.1 Khái niệm ánh sáng cấu trúc.2 Các dạng ánh sáng cấu trúc sử dụng trong đo lường biên dạng 3D .3 Phương pháp sử dụng ánh sáng cấu trúc mã Gray.2 Nguyên lý phương pháp đo 3D kích thước cơ thể người sử dụng ánh sáng cấu trúc.3 Đặc điểm chức năng của khối thiết bị đo.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quét.4 Phương pháp xử lý dữ liệu quét 3D cơ thể người.1 Phương pháp trích xuất mốc đo từ dữ liệu đám mây điểm 3D.2 Phương pháp và thuật toán tính kích thước cơ thể người.5 Kết luận chương tổng quan và hướng nghiên cứu của luận án. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu.1 Phạm vi nghiên cứu.2 Đối tượng nghiên cứu.2 Nội dung nghiên cứu.1 Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.2 Nghiên cứu thiết lập điều kiện quét 3D cơ thể người.3 Xây dựng phương pháp trích xuất dữ liệu đo kích thước cơ thể người.3 Phương pháp nghiên cứu.1 Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.1 Yêu cầu hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.2 Yêu cầu chất lượng ảnh quét 3D cơ thể người.3 Thiết lập nguyên lý và kết cấu hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.2 Thiết lập điều kiện quét 3D cơ thể người.1 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quét.2 Phương pháp đánh giá độ chính xác từ hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.3 Xây dựng phương pháp trích xuất dữ liệu đo kích thước cơ thể người.1 Phương pháp xác định mốc đo cơ thể người từ dữ liệu đám mây điểm 58 2.2 Phương pháp đo kích thước cơ thể người từ dữ liệu đám mây 3D.3 Xây dựng yêu cầu phần mềm đo 3D kích thước cơ thể người.4 Phương pháp đánh giá kết quả trích xuất dữ liệu đo cơ thể người.5 Nghiên cứu thực nghiệm đo kích thước cơ thể người từ hệ thống đã thiết lập.4 Kết luận chương 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN.1 Kết quả thiết lập hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.1 Thiết lập nguyên lý và kết cấu hệ thống đo 3D.2 Kết quả xác định hệ cảm biến đầu đo cho hệ thống đo 3D.3 Kết quả xây dựng cụm cơ khí và điều khiển dịch chuyển đo.4 Kết quả xác định bộ phận thu nhận và xử lý thông tin.2 Kết quả thiết lập điều kiện quét 3D cơ thể người.1 Kết quả xác định ảnh hưởng yếu tố môi trường.1 Xác định màu sắc phông nền cho hệ thống quét.2 Xác định ánh sáng môi trường, khoảng cách cụm đầu đo.2 Kết quả xác định ảnh hưởng của mẫu quét.1 Hình dáng kết cấu trang phục.2 Xác định màu sắc trang phục quét.3 Xác định tư thế của đối tượng quét.3 Đánh giá độ chính xác từ hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.3 Kết quả xây dựng phương pháp trích xuất dữ liệu đo kích thước cơ thể người.1 Kết quả xác định mốc đo cơ thể người từ dữ liệu đám mây điểm.2 Kết quả xác định kích thước cơ thể người bằng phương pháp 3D.3 Kết quả xây dựng phần mềm đo 3D kích thước cơ thể người.4 Đánh giá kết quả trích xuất dữ liệu kích thước cơ thể người.1 Đánh giá phương pháp trích xuất mốc đo kích thước cơ thể người 131 3.2 Kết quả đánh giá độ chính xác của kích thước đo cơ thể người.5 Ứng dụng đo các nhóm kích thước cơ thể nữ thanh niên VN.4 Kết luận chương 3.136 KẾT LUẬN LUẬN ÁN. 138 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO.140 TÀI LIỆU THAM KHẢO.141 MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN.147 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam KH Khoa học 2D 2 Dimension Không gian 2 chiều 3D 3 Dimension Không gian 3 chiều Thiết kế được sự hỗ CAD Computer Aided Design trợ của máy tính CMM Coordinate measuring machine Máy đo tọa độ CCD Charge Coupled Device Cảm biến máy ảnh DMD Digital micromirror device Thiết bị vi gương kỹ thuật số Digital light processing DLP Xử lí ánh sáng kỹ thuật số Liquid crystal display LCD Màn hình tinh thể lỏng DFP Digital fringe projection Chiếu vân kỹ thuật số Iterative Closest Points ICP Các điểm lặp gần nhất STD Standar deviation Độ lệch chuẩn vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.

1 Tóm tắt công cụ và công dụng của bộ dụng cụ thước đo Martin. 1 Khoảng biến thiên (biến thực và biến mã hoá). 2 Bảng ma trận thí nghiệm 2 yếu tố. 3 Số lần thực nghiệm quét màu sắc trang phục.

4 Bảng các giá trị góc dang tay và khoảng cách bàn chân. 5 Bảng phương pháp đo của các kích thước cơ thể nữ. 6 Bảng xác định các mốc đo nhân trắc [11].7 Bảng quy định tọa độ điểm và xác định các mốc đo nhân trắc bằng phương pháp 3D. 1 Bảng kết quả thực nghiệm thay đổi khoảng cách chiếu………………82 Bảng 3.

2 Bảng giá trị các tham số. 3 Bảng ma trận thực nghiệm 2 yếu tố. 4 Giá trị mức xám trung bình của từng thực nghiệm. 5 Kết quả phân tích ANOVA về ảnh hưởng của hai yếu tố khoảng cách và cường độ ánh sáng đến chất lượng ảnh quét 3D.

6 Giá trị biến mã hóa và biến thực của các yếu tố ảnh hưởng và giá trị tối ưu của hàm Y. 7 Kết quả xác định giá trị mức xám của ảnh quét sau 3 lần quét. 8 Độ chênh lệch một số kích thước đo bằng phương pháp. 9 Độ chênh lệch trung bình tọa độ điểm mốc đo bằng phương pháp đo tiếp xúc và không tiếp xúc.

10 Độ chênh lệch kích thước đo bằng phương pháp đo 3D và phương pháp tiếp xúc (cm). 11 Chênh lệch giá trị trung bình của 39 kích thước.135 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1. 1 Phương pháp đo cơ thể người (nguồn [21]). 2 Sơ đồ nguyên lý các mặt phẳng được sử dụng trong nhân trắc học.

3 Bộ dụng cụ thước đo Martin. 4 Sơ đồ thiết lập chụp ảnh 2D (nguồn [23, 38]). 5 Quy trình hệ thống đo không tiếp xúc 2D (nguồn [23]). 6 Thiết bị đo 2D kích thước cơ thể người.

7 Đặt thước đo nhân trắc trên phông nền khi chụp ảnh (nguồn [23]). 8 Tư thế đứng quy định trong ISO 20685 đối với đo không tiếp xúc (nguồn [41]). 9 Ảnh mặt trước, sau và mặt bên hông (nguồn [43, 44]). 10 Quá trình xử lý ảnh (nguồn [23]).

11 a) Kích thước vòng cổ b) Kích thước vòng ngực (nguồn [43]). 12 Phân loại các công nghệ quét 3D (nguồn[46]). 13 Khuôn mặt quét dựa trên đa hình ảnh quang trắc (nguồn [48]). 14 Công nghệ quét laser (nguồn [48]).

15 Bên trái: sọc laser trên cơ thể con người (nguồn [48]). 16 Nguyên lý quét sử dụng ánh sáng cấu trúc (nguồn [48]). 17 Máy quét face SCAN-II của Breuckmann GmbH (Đức). 18 Máy quét toàn cơ thể TriForm của Wicks and Wilson.

19 Máy quét toàn cơ thể Telmat (nguồn [51]) .