Способ измерения площадей бронежилетов
Владельцы патента RU 2727597:
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" (RU)
Изобретение относится к области измерения размерных признаков специзделий на фигуре человека. Сущность предлагаемого способа состоит в реализации двух этапов - первого (измерительного), где бесконтактно получают фотографические образы в пяти проекциях (фронтальной, дорзальной, двух боковых, верхней) с передачей информации на ПЭВМ с последующим формообразованим трехмерной поверхности специзделия в системе трехмерного автоматизированного проектирования (САПР типа СТАПРИМ), и второго этапа (расчетного), состоящего в определении общей фактической площади, расчете матрицы сочетаний типоразмеров с группами роста с указанием вероятности данного сочетания, масштабных коэффициентов, относительной доли свернутых значений площадей защиты специзделия с учетом вероятности подхода средств поражения, сравнении фактических и нормативных результатов по площадям, определении погрешности измерения. Способ обеспечивает бесконтактное измерение фактических площадей специзделий с учетом вероятности подхода средств поражения и сравнительную оценку с требованиями. 1 ил., 7 табл.
Изобретение относится к области измерения размерных признаков спец. изделий на фигуре человека.
Известен способ бесконтактного измерения прямых линейных размерных признаков фигуры человека включает разметку антропометрических точек на теле человека и получение фотографических образов сбоку, сзади и спереди фигуры человека [1]. Для фотографирования человека сбоку пяточную точку ступней ориентируют по заданной линии, параллельной оптической оси объектива и находящейся на платформе для съемки фигуры, для фотографирования человека спереди и сзади пяточную точку ступней ориентируют по заданной линии, перпендикулярной оптической оси объектива и находящейся на платформе для съемки фигуры. После получения фотографических образов фигуры человека измеряют их картинные координаты как расстояния от каждой точки до обеих осей координат, проходящих через центр фотографического снимка, рассчитывают трехмерные координаты этих точек, используя измеренные величины их картинных координат на видах фотографических образов сбоку, спереди и сзади фигуры. Недостаткам этого способа является то, что не производится определение развертки поверхности измерения и определение площади объемной фигуры, не используется система трехмерного автоматизированного проектирования.
Известен способ получения развертки плотнооблегающего изделия [2]. Суть его состоит в том, что на поверхности фигуры или манекена намечают базовые точки, снимают их координаты, по которым строят линейный каркас, включающий горизонтальные сечения на основных антропометрических уровнях, строят фронтальную и профильную проекцию манекена или фигуры, осуществляют перенос на плоскость координат базовых точек и их приращений. На фронтальную и профильную проекции наносят продольные линии членения, определяющие форму деталей изделия, находят точки пересечения этих продольных линий с горизонтальными плоскостями, проведенными через основные антропометрические точки, и переносят точки пересечения на горизонтальные сечения фигуры или манекена. Недостаткам этого способа является то, что бесконтактное измерения линейных размеров и определение площади объемной фигуры технически не предусматривается, не используется система трехмерного автоматизированного проектирования.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату предлагаемого технического решения является способ проектирования одежды на основе бесконтактной антропометрии [3]. Способ включает измерение поверхности тела потребителя с помощью систем технического зрения путем одновременного фотографирования потребителя с разных ракурсов. После чего передают данные измерений в компьютер. Формируют из снимков стереопары. Выполняют декодирование каждой стереопары с построением поверхности, соответствующей части тела измеряемого. Формируют поверхность виртуального манекена. Передают данные в САПР одежды. Осуществляют развертывание трехмерной конструкции на плоскость с учетом свойств материалов. Недостаткам этого способа является то, что не используется верхняя проекция для измерений, не определяется фактическая площадь спец. изделий и не производится сравнительная оценка с заданными требованиями.
Задачей предлагаемого способа является бесконтактное измерение фактических площадей спец. изделий с учетом вероятности подхода средств поражения и сравнительная оценка с заданными требованиями по алгоритму.
На фиг. 1 изображен антропометрический манекен для бронежилетов, используемый на первом этапе. Представляет собой измерительную систему прямых линейных размерных признаков спец. изделия (бронежилета). Система включает: 1 - спец. изделие (бронежилет) на типовом крепежном манекене, 2 - видеокамеру боковую слева, 3 - фронтальную видеокамеру, 4 - видеокамеру боковую справа, 5 - дорзальную видеокамеру, 6 - верхнюю видеокамеру, 7 - компьютер со специальным программным обеспечением (САПР типа СТАПРИМ).
В основе данного решения реализована концепция комплексных композиционных решений спец. изделий, которая основывается на выборе и использовании программных продуктов, обеспечивающих трехмерное проектирование исходных модельных конструкций спец. изделий, их градацию в соответствии с заданной шкалой типоразмеров.
Сущность предлагаемого способа состоит в реализации двух этапов - первого (измерительного), где бесконтактно получают фотографические образы в пяти проекциях (фронтальной, дорзальной, двух боковых, верхней) с передачей информации на ПЭВМ с последующим формообразованим трехмерной поверхности спец. изделия в системе трехмерного автоматизированного проектирования (САПР типа СТАПРИМ) и второго этапа (расчетного), состоящем в определении общей фактической площади, расчете матрицы сочетаний типоразмеров с группами роста с указанием вероятности данного сочетания, масштабных коэффициентов, относительной доли свернутых значений площадей защиты спец. изделия с учетом вероятности подхода средств поражения, сравнения фактических и нормативных результатов по площадям, определение погрешности измерения.
На первом этапе производится бесконтактное измерение прямых линейных размерных признаков спец. изделия (бронежилета) путем получения фотографических образов в пяти проекциях (фронтальной, дорзальной, двух боковых, верхней) с передачей информации на ПЭВМ, где формообразование трехмерной поверхности спец. изделия реализуется в системе трехмерного автоматизированного проектирования (САПР типа СТАПРИМ). Проектирование спец. изделий в системе СТАПРИМ выполняется на основе линейного каркаса торса (манекена) фигуры, построенного с помощью проекционных измерений и системы фронтальных, сагиттальных и горизонтальных сечений, полученные бесконтактными способами и, путем автоматического преобразования каркаса близкой по параметрам типовой фигуры. Традиционные линейные измерения размерных признаков используются в качестве контрольных после задания объемного изображения торса на экране монитора. Трехмерная характеристика типовых фигур введена в базу данных системы (по типоразмерам). Таким образом, за счет осознанного выбора значений вышеперечисленных параметров трехмерного изображения модели спец. изделий, получается возможность целенаправленного синтеза геометрических моделей функциональных узлов спец. изделий и визуальной оценки рациональности их формы и размеров. Далее производится автоматическое построение разверток деталей спец. изделия. Алгоритм построения разверток обеспечивает автоматическую укладку спроектированной объемной поверхности. Разработка модельных конструкций при наличии исходных геометрических объектов не представляет особой сложности и реализуется в любой из известных САПР, основанных на традиционных алгоритмах плоскостного конструирования (Грация, Комтенсе, Инвестроника и др.), после импортирования в их среду разверток деталей силуэтных конструкций. При программировании модели спец. изделий используются библиотеки конструктивных модулей.
На втором этапе производится определение координаты очертаний фрагментов спец. изделия, их положение на закрепленном манекене, общей фактической площади, расчете матрицы сочетаний типоразмеров с группами роста с указанием вероятности данного сочетания, масштабных коэффициентов, относительной доли свернутых значений площадей защиты спец. изделия с учетом вероятности подхода средств поражения, сравнения фактических и нормативных результатов по площадям, определение погрешности измерения.
Результаты определения фактической площади защиты спец. изделия заносятся в таблицу 1.
Справочная информация по обозначениям:
Индексирования проективная площадь фрагмента защиты 
, дм2 - площадь ЗК в проекции 
для i-ой части тела, j-ой ЗК, р - полностью, Тm - m-ый типоразмер СИБ, Нn - n-ая группа роста;
- индекс основной проекции: 1 - фронтальная, 2 - боковая, 3 - дорсальная, 4 - верхняя;
- индекс части тела: 1 - голова, 2 - грудь, 3 - живот, 4 - руки, 5 - ноги;
- индекс варианта ЗК: 1 - самая слабая, далее по мере усиления качества защиты до 8;
р, g - индекс покрытия ЗК: р - покрывает всю площадью фрагмента, g - в том числе покрывает ЖВО;
- индекс типоразмера СИБ: 1 - самый малый, 2, 3… - промежуточные, m -самый большой;
- индекс ростовой группы: 1 - малый рост, 2 и т.д. - средние, n - самый большой.
Справочная информация:
При наличии нескольких типоразмеров БЖ составляют матрицу сочетаний типоразмеров с группами роста с указанием вероятности данного сочетания. Вид такой матрицы сочетаний для двух или трех типоразмеров БЖ, представлен матрицами
где m - номер типоразмера (начиная с меньшего) и n - номер группы роста, N - число непустых ячеек, 
.
Свертывание площадей по типоразмерам и группам роста.
Результаты определения масштабных коэффициентов и заносятся в таблицу 3.
Справочная информация:
Масштабным коэффициентом является коэффициент подобия роста, определяемый по формуле:
где 
, см - средний рост для данного типоразмера.
Расчет билинейной формы 
Определение относительных долей свернутых значений площадей (таблица 3), 
, в %.
Справочная информация:
Относительное значение свернутой оценки площади:
,
где: 
- свернутая оценка;
- площадь защиты, заданная в исходных данных; (v) - символ заданности.
Сравнение нормативных и фактических результатов (таблица 6).
Разделенные по поражающим элементам оценки площади (таблица 7),
, %.
Список использованных источников:
1. Патент РФ на изобретение №2264768 от 27.11.2005.
2. Патент РФ на изобретение №2318417 от 10.03.2008.
3. Патент РФ на изобретение №2358628 от 20.06.2009.
Способ измерения площадей защиты бронежилетов, согласно которому при реализации двух этапов (измерительного и расчетного) производится бесконтактное измерение прямых линейных размерных признаков бронежилета путем получения фотографических образов в пяти проекциях (фронтальной, дорзальной, двух боковых, верхней) с передачей информации на ПЭВМ, где формообразование трехмерной поверхности бронежилета реализуется в системе САПР типа СТАПРИМ с последующим автоматическим построением разверток деталей бронежилета для дальнейшего определения координат очертаний фрагментов бронежилета, их положения на закрепленном манекене и общей фактической площади, расчета матрицы сочетаний типоразмеров с группами роста с указанием вероятности данного сочетания, масштабных коэффициентов, относительной доли свернутых значений площадей защиты специзделия с учетом вероятности подхода средств поражения, сравнения фактических и нормативных результатов по площадям, определения погрешности измерения.
