3D脚型量测与自动化脚型分析方法之研究.pdf

3D 腳型量測與自動化腳型分析方法之研究 1 1 2 林承哲 游志雲 邱文科 1 國立清華大學工業工程與工程管理學系 2 長庚大學工業設計學系 E-mail: cyyu@.tw 摘要 要增進鞋類產品的合腳性，就要掌握國人的真實腳型；以3D 腳型量測配合自動化腳型分析方法取得 國人腳型資料並分析、萃取出必要尺寸是目前最正確快速的方法。本研究以自動化特徵點辨識為原則發 展出一套自動化腳型分析方法，並配合鞋楦設計尺寸萃取必要的量測項目，實際以3D 腳型量測儀進行標 準量測程序，取得三度空間腳型並分析腳型資料。若能利用本研究所建議的3D 腳型量測與自動化腳型分 析方法發展自動化腳型分析軟體，並進一步建立國人腳型資料庫，提供鞋類製造產商鞋楦的設計依據， 就能製作出更為合腳的鞋子。同時3D 腳型量測與自動化腳型分析方法的研究將來亦有應用在提供訂製服 務、電子商務、醫療方面的潛力。 1.緒論 用，而在鞋類產品設計的過程中，最重要的環節就 3D 腳型量測與自動化腳型分析方法的需求來 是鞋楦的設計，因為鞋楦的型態決定了鞋子內部空 自於長期以來鞋類產品的合腳性問題。由於國內鞋 間的分佈與鞋幫（Shoe Upper ）外觀的幾何形狀， 類產品的楦頭多半仰賴進口，或以逆向工程 同時影響著舒適性與功能性。因此要製作出合腳的 （Reverse Engineering ）的方法加以仿製，再憑楦 鞋子，必定先得設計出合乎三度空間真實腳型的鞋 頭師傅的經驗加以修改，鮮少有依據國人的腳型自 楦；而要設計出這樣的鞋楦，必須先設法取得3D 行開發的楦頭[1] 。然而我們知道，唯有正確量測 腳型資料，以及腳型上鞋楦必要的設計參考尺寸， 國人腳型，依照量測結果開發標準鞋楦才是鞋楦設 才能夠轉換為鞋楦的設計規格，製作出標準鞋楦 計的正途，拿依照西方人或日本人腳型設計的鞋楦 （Model Size Shoe Last ）。 加以修改，僅能做到少部分外觀上的修正，對於鞋 因此，利用3D 腳型量測系統取得3D 腳型資 楦重心軸、機能角度等主要的合腳性因素並無法加 料，並發展一套自動化的腳型分析方法從事特徵點 以改變。 辨識與尺寸萃取的工作，在促進鞋類產品的合腳性 因此，要設計出一雙合腳的鞋子，除了要瞭解 上就顯得格外重要，因為它是製作標準鞋楦的基 合腳性問題本身所包含的範圍，更應該瞭解腳型特 礎。同時若要進一步建立腳型資料庫，完成未來尺 徵與鞋楦設計尺寸之間的對應關係，因為鞋楦是鞋 碼分類與電子商務、訂製服務等項目的工作，對於 類產品生產中最重要的一個環節。而3D 腳型量測 3D 腳型量測系統的量測姿勢、項目與腳型資料分 是目前能夠最正確、快速取得腳型資料的方法，若 析都必須針對「如何以3D 腳型量測提供鞋楦設計 能搭配自動化腳型分析方法，自腳型資料中萃取出 參考，增進鞋的合腳性」為目標加以研究。 鞋楦設計需要參考的規格尺寸，將可以使得標準鞋 1.2 腳型特徵與鞋楦設計尺寸 楦的開發工作事倍功半。 要以3D 腳型量測提供鞋楦設計參考，增進鞋 1.1 鞋類產品的合腳性問題 的合腳性，首先必須瞭解解剖學上的腳骨分佈型態 如何增進鞋類產品的合腳性（Fitness of 及生物力學上腳行進時的狀態變化，才能在幾何外