TWI705772B - 鞋子貼合線的自動定位方法 - Google Patents

Abstract

一種鞋子貼合線的自動定位方法，利用機器手臂移動相機，掃描鞋面與鞋底套合的鞋子3D結合模型，及掃描取走鞋底的3D鞋面模型，再利用影像處理將鞋子的結合模型減去鞋面模型的差異值，取得鞋底模型，計算差異值鞋底模型的邊緣的座標，作為貼合線，以自動定位貼合線。

Description

鞋子貼合線的自動定位方法

本發明有關一種鞋子貼合的方法，尤其關於鞋子的鞋底與鞋面塗膠貼合線的自動定位方法。

鞋子的鞋底與鞋面貼合時，需先在鞋面描繪貼合線的位置，作為塗膠的界線，避免塗膠溢出貼合線，導致黏膠顯露出鞋面，影響鞋子的美觀，因此描繪貼合線為鞋子的製造中相當重要的一環。而貼合線通常利用人工仔細描繪，不僅繁瑣耗時，容易疲勞失誤，且人工經驗的深淺，也直接影響貼合線描繪的正確性。

為了降低人工的影響，例如先前技術本國公開的TW201334723專利案，利用相機拍攝在轉台上轉動的鞋子，擷取鞋底與鞋面的貼合面的區段3D影像，再利用處理系統判定每一區段影像的數位咬合點，自動連接咬合點形成3D貼合線。雖然先前技術能自動形成鞋子的貼合線，但判定多個區段影像的數位咬合點，不僅耗時，且容易產生誤差，而無法平順相連咬合點，以致影響貼合線描繪的正確性。另有先前技術本國公告的TWI523614專利案，利用掃描器分別自動測量鞋底內面及鞋面的3D結構，再將鞋底內面3D的結構，投射至鞋面3D的底面，由鞋面上顯示的鞋底 內面3D輪廓線邊緣，標示出鞋底與鞋面的貼合線。

然而，前述先前技術雖然可直接標出塗膠區域，以利塗膠作業，但鞋底內面及鞋面底部的3D結構不同，無法直接套合，且套合時的擠壓，也會造成鞋底及鞋面的變形，尤其橡膠材質的鞋底更容易變形，不易支撐而維持原樣掃描3D結構，需要相互調整投射的位置，才能正確定位塗膠區域，不僅調整投射位置作業複雜，且容易產生誤差，造成貼合線描繪的不正確。因此，鞋子的貼合線在自動定位的方法上，仍有問題亟待解決。

本發明的目的提供一種鞋子貼合線的自動定位方法，藉由影像處理鞋子結合模型減去鞋面模型的差異值，取得3D影像的鞋底模型，再計算差異值鞋底模型的邊緣，作為貼合線，以快速自動定位貼合線。

為了達到前述發明的目的，本發明鞋子貼合線的自動定位方法，將鞋底與鞋面套合成鞋子加以固定，利用機器手臂移動固定在活動端的3D相機，對鞋子進行3D影像掃描，建立鞋子的3D結合模型，利用機器手臂取走鞋底，留下固定的鞋面，機器手臂再移動3D相機，對鞋面進行3D影像掃描，建立3D的鞋面模型，接著利用影像處理將結合模型減去鞋面模型，取得鞋子的3D鞋底模型，計算鞋底模型的邊緣，將邊緣自動定位為貼合線。

本發明將鞋面固定在相對機器手臂位置固定的一平台，鞋面的底面朝上反向固定在平台的固定架，而鞋底的內面朝下，面向鞋面的底面套合，使鞋底與鞋面套合形成鞋子。另外，本發明的機器手臂以固定端為原點，形成機器手臂座標，使建立的3D結合模型與鞋面模型，具有機器手臂座標，讓兩者相減取得的鞋底模型，亦具有機器手臂座標，再將鞋底 模型計算的邊緣的座標定位為貼合線。而在貼合線定位後，機器手臂的對固定的鞋面，標示貼合線，或由機器手臂根據貼合線的座標界線對固定的鞋面進行塗膠作業。

10‧‧‧鞋子

11‧‧‧鞋面

12‧‧‧鞋底

13‧‧‧固定架

14‧‧‧底面

15‧‧‧內面

16‧‧‧邊緣

17‧‧‧貼合線

20‧‧‧機器手臂

21‧‧‧固定端

22‧‧‧致動軸節

23‧‧‧活動端

24‧‧‧3D相機

25‧‧‧端效器

26‧‧‧平台

圖1 為本發明鞋底與鞋面的分解圖。

圖2 為本發明掃描的鞋子結合模型的立體圖。

圖3 為本發明掃描的鞋面模型的立體圖。

圖4 為本發明自動定位貼合線的處理影像圖。

圖5 為本發明定位3D影像鞋底模型的貼合線的立體圖。

圖6 為本發明機器手臂定位貼合線的立體圖。

圖7 為本發明鞋子貼合線的自動定位方法的流程圖。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術手段及其功效，茲舉較佳實施例，並配合圖式加以說明如下。

請同時參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5及圖6，圖1為本發明鞋底與鞋面的分解圖，圖2為本發明掃描的鞋子結合模型的立體圖，圖3為本發明掃描的鞋面模型的立體圖，圖4為本發明自動定位貼合線的處理影像圖，圖5為定位3D影像鞋底模型的貼合線的立體圖，圖6為本發明機器手臂定位貼合線的立體圖。圖1中，本發明在自動定位鞋子10的鞋面11與鞋底12的貼合線時，首先將鞋面11反向固定在平台的固定架13，讓鞋面11的底面14朝上擺放，並利用固定架13由內部撐開鞋面11。再取鞋子10的鞋底12， 將鞋底12的內面15朝下，並面向鞋面11的底面14套合，使軟性材質的鞋底12伏趴在鞋面11的底面14上，受到鞋面11的支撐，而與鞋底12反向套合形成鞋子10(參圖2)。

圖2中本發明在固定鞋子10的平台，設置機器手臂20，機器手臂20的固定端21固定在平台，讓機器手臂20與平台具有相對固定位置的關係，機器手臂20並以固定端21為原點，形成機器手臂座標M。機器手臂20經由多個致動軸節22帶動另一端的活動端23，活動端23上設置3D相機24，活動端23並連接端效器25。本實施例雖以端效器25為夾爪舉例說明，但端效器25包含且不限於夾爪，端效器25通常可依需要更換成例如塗膠或畫線等不同功能的工具。

本發明利用機器手臂20移動活動端23時，機器手臂20藉由計算各致動軸節22的轉動狀態，紀錄活動端23移動位置在機器手臂座標M的座標。由於3D相機24及端效器25與活動端23相對位置固定，只要知道活動端23的座標，加上已知的相對位置，同樣可取得3D相機24及端效器25在機器手臂座標M的座標。至於3D相機24拍攝的物體，也可利用3D相機24的焦距及拍攝影像參考點的距離，獲得與3D相機24的相對位置，再加上機器手臂20紀錄的3D相機24的座標，就可計算出拍攝物體在機器手臂座標M的座標。

本發明在自動定位鞋面11與鞋底12的貼合線時，利用機器手臂20移動3D相機24，環繞鞋子10進行影像掃描，再藉由3D相機24掃描的3D影像，偵測鞋子10各部分在機器手臂座標M的座標，以建立鞋子10在機器手臂座標M的3D結合模型A[請參圖4(a)]。接著本發明利用機器手臂20的端效器25的夾爪夾取鞋底12，自鞋面11的底面14上取走鞋底12，使平台的固定 架13只剩鞋面11。圖3中，再同樣利用機器手臂20移動3D相機24，環繞固定架13支撐的鞋面11進行影像掃描，利用3D相機24掃描的3D影像，偵測鞋面11各部分在機器手臂座標M的座標，建立鞋面11在機器手臂座標M的3D鞋面模型B[請參圖4(b)]。

圖4中，本發明利用影像處理將結合模型A減去鞋面模型B，由差異值取得機器手臂座標M中的3D鞋底模型C[請參圖4(c)]，因此本發明就可不需對較軟質且不易支撐的鞋底12直接建立模型，而經由影像處理減除獲得實際擠壓套合變形的鞋底模型C。圖5中，獲得差異值的3D鞋底模型C，各部分在機器手臂座標M中具有固定的座標，接著計算影像處理中鞋面模型B與結合模型A差異值的3D鞋底模型C的邊緣16的座標，作為鞋面11與鞋底12的貼合線17(請參圖6)，就可自動定位出貼合線。圖6中，取得貼合線17後，機器手臂20的端效器25可夾取畫線器(圖未示)，對固定在固定架13上的鞋面11，標示貼合線17。或者機器手臂20將端效器25更換為塗膠器(圖未示)，直接根據貼合線17的座標，作為塗膠界線，對鞋面11進行塗膠作業。

如圖7所示，為本發明鞋子貼合線的自動定位方法的流程圖。本發明鞋子貼合線的自動定位方法的詳細步驟說明如下：在步驟S1，將鞋面固定在平台，再套合鞋底形成鞋子；步驟S2，利用機器手臂移動3D相機，對鞋子進行3D影像掃描，建立鞋子的結合模型A；步驟S3，接著利用機器手臂取走鞋底，留下鞋面固定在平台；步驟S4，機器手臂移動3D相機，對鞋面進行3D影像掃描，建立3D的鞋面模型B；步驟S5，利用影像處理將結合模型A減去鞋面模型B，由差異值取得鞋子的鞋底模型C；步驟S6，接著計算出差異值鞋底模型C邊緣的座標；步驟S7，將邊緣的座標定位為貼合 線。

因此，本發明的鞋子貼合線的自動定位方法，就可藉由機器手臂移動3D相機，分別掃描鞋面與鞋底套合的鞋子3D結合模型，及掃描取走鞋底的3D鞋面模型，再利用影像處理將鞋子的結合模型減去鞋面模型，由差異值取得3D鞋底模型，減少直接掃描軟性材質的鞋底變形誤差，再計算差異值3D鞋底模型的邊緣的座標，將邊緣的座標作為貼合線，達到本發明自動快速定位貼合線的目的。

以上所述者，僅為用以方便說明本發明之較佳實施例，本發明之範圍不限於該等較佳實施例，凡依本發明所做的任何變更，於不脫離本發明之精神下，皆屬本發明申請專利之範圍。

10‧‧‧鞋子

11‧‧‧鞋面

12‧‧‧鞋底

13‧‧‧固定架

20‧‧‧機器手臂

21‧‧‧固定端

22‧‧‧致動軸節

23‧‧‧活動端

24‧‧‧相機

25‧‧‧端效器

Claims (10)

1. 一種鞋子貼合線的自動定位方法，其步驟包含：將鞋底與鞋面套合成鞋子加以固定；利用機器手臂移動3D相機，對該鞋子進行3D影像掃描，建立該鞋子的3D結合模型；利用機器手臂取走該鞋底，留下固定的該鞋面；機器手臂移動3D相機，對該鞋面進行3D影像掃描，建立3D鞋面模型；利用影像處理將該結合模型減去該鞋面模型的差異值，取得該鞋子的3D鞋底模型；計算出差異值的該鞋底模型的邊緣；將該邊緣定位為貼合線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該鞋面固定在相對機器手臂位置固定的一平台。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該鞋面的底面朝上反向固定在該平台的固定架。
4. 如申請專利範圍第3項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該鞋底的內面朝下，面向鞋面的底面套合，使鞋底與鞋面套合形成鞋子。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該相機固定在機器手臂的活動端。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該機器手臂以固定端為原點，形成機器手臂座標。
7. 如申請專利範圍第6項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該建立的 3D結合模型與鞋面模型，具有機器手臂座標，使兩者相減取得的鞋底模型，具有機器手臂座標。
8. 如申請專利範圍第7項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該鞋底模型將計算的邊緣的座標定位為貼合線。
9. 如申請專利範圍第1項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該貼合線定位後，機器手臂的對固定的鞋面，標示貼合線。
10. 如申請專利範圍第1項所述之鞋子貼合線的自動定位方法，其中該貼合線定位後，機器手臂根據貼合線的座標界線對固定的鞋面進行塗膠作業。

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