專利名稱：一種縫制圖案定制與縫制數據生成方法
技術領域：
本發明涉及智能縫制設備的縫制圖案定制及其縫制數據生成方法，特別是涉及新型電子花樣機的縫制圖案多樣式不失真定制與縫制數據的生成方法。
背景技術：
智能縫制設備是將嵌入式系統和光機電技術相結合的新型縫制設備，具有高速、精密、多軸協同、光機電一體化等特點。對于該類設備，尤其是電子花樣機而言，如何保證縫制圖案在經過多次旋轉、縮放定制操作后不變形、不失真是實現精密縫制的重要基礎和關鍵。
隨著個性化、多樣化縫制需求的日益增長，智能縫制設備必須能夠保證用戶設計的圖案能在任意大小、厚薄的布料或皮革上進行縫制，這就要求智能縫制設備必須具備對圖案進行旋轉、縮放、人字縫、多重縫、補助縫的定制能力，同時還必須保證圖案在進行這些定制操作后不變形、不失真。目前，國際主流的縫制設備生成廠商，如日本的田島、百靈達、重機以及德國的ZSK，雖然提供了縫制圖案的定制功能，但是都或多或少存在圖案在定制后出現局部變形、失真的問題，并且各廠商并未公開其縫制圖案的定制方法。文獻“基于保真數據的花樣定制算法，張團慶、張凱龍、梁克、周興社，《計算機工程》2008年5月第9期”中描述了一種基于自主NTP、NTPS數據格式設計的不失真定制算法原理，雖然在一定程度上實現了縫制圖案不失真定制，但該文章研究的定制方法模式單一，且定制后會存在圖案數據、圖案數據的不一致問題，可能導致保真定制無法實現。
發明內容
為了克服現有技術在圖案定制后出現失真的不足，本發明提供一種面向智能縫制設備的縫制圖案多樣式不失真定制與縫制數據生成方法，以保證任意縫制圖案在經過多次旋轉、縮放定制操作后不變形、不失真，同時能夠提供對縫制圖案的分段多樣式定制支持，從而滿足用戶的個性化、多樣化縫制需求。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟 A、多樣式縫制圖案不失真定制，具體操作為 A1、按照直線、圓弧、自由曲線三種基本線型對圖案進行分段，每條線段用一個線型描述元組記錄，依據線型輸入順序，圖案最終可由一組線型描述元組序列表示，所述線型描述元組為一特定的、可完整描述一條線段特征的數據結構，具體內容包括線段類型、縫制樣式和關鍵點坐標，形式為 <線型，縫制樣式，關鍵點1坐標，...，關鍵點N坐標> A2、依據實際縫制需求，依次設置各條線段的縫制樣式，包括人字縫、多重縫和補助縫三種樣式； A3、依據圖案定制需求，設置圖案的旋轉角度和縮放倍率，并采用多樣式變換參數矩陣歸一化表示； B、基于圖案文件生成縫制數據，具體操作為 B1、讀取一個線型描述元組，然后依據變換參數矩陣，利用式1重新計算關鍵點坐標，所述關鍵點即為用戶打版輸入點； kn＝koT，式1 其中，ko為變換前關鍵點坐標(xo，yo)，用2×2矩陣表示，kn為變換后關鍵點坐標(xn，yn)，用2×2矩陣表示，T為變換參數矩陣。
B2、依據線型描述元組中基本線型、關鍵點坐標和針距，調用相應線型的縫制數據生成算法，得出該段線型的各個縫制點坐標，所述縫制點即為實際的縫制針跡； B3、依據線型描述元組中縫制樣式參數，調用相應縫制樣式的縫制數據生成算法，得出該段線型定制縫制樣式后新增加的各個縫制點坐標； C、將圖案文件與縫制數據進行關聯存儲，具體操作為 C1、依據實際縫制的需求，將縫制動作信息添加到對應的縫制點中，生成縫制幀，所支持的縫制動作包括空移、針上暫停、針下暫停、停車和減速縫，所述縫制幀為實際控制縫制過程的一種數據結構，包含縫制控制信息和縫制點坐標信息，形式為 <控制動作、水平位移、垂直位移> C2、將步驟C1所生成的縫制幀，采用線型縫制元組的形式保存，得到的線型縫制元組與步驟B1讀取的線型描述元組一一對應，所述線型縫制元組為一特定的可完整描述一條線段縫制信息的數據結構，具體內容包括線段類型、縫制速度和縫制幀序列，形式為 <線型，縫制速度，縫制幀1，...，縫制幀N> C3、判斷是否圖案所有的線型描述元組都讀取完成，即是否圖案所有的線段都定制完成，未完成則轉到步驟B，完成則進入下一步； C4、將步驟A1所生成的線型描述元組序列和步驟C2所生成的線型縫制元組序列組織成單一文件進行存儲，該文件包含圖案說明信息、圖案描述信息、圖案縫制信息三部分，其中，圖案說明信息包括圖案名、針距、變換參數、附加信息；所述的附加信息為與具體縫制設備相關的額外的圖案說明信息；圖案描述信息即為步驟A1所生成的線型描述元組序列；圖案縫制信息即為步驟C2所生成的線型縫制元組序列。
其中，步驟A中子步驟A3所述多樣式變換參數矩陣歸一化表示具體操作為 先將圖案的縮放倍率、旋轉角度分別用如下2×2矩陣表示； Tz為縮放矩陣，zx、zy分別為橫、縱方向的縮放比例；Ty為旋轉矩陣，θ為旋轉角度，取順時針方向為正。
然后用式2將縮放參數、旋轉參數矩陣相乘，得到圖案變換參數矩陣T； T＝TzTy式2 最后利用得到的參數矩陣對圖案進行變換。當圖案經過多次變換時，只需將各變換參數矩陣連乘，所得參數矩陣即為圖案的最終變換參數矩陣。
步驟B中子步驟B2所述線型縫制數據生成算法，具體包括 B21、直線縫制數據生成算法，具體操作為先將直線的起始點和終止點與圖案變換參數矩陣相乘，得到新的起始點和終止點；然后依據起始點、終止點坐標確定直線方向；最后依據針距依次計算各個縫制點坐標； B22、圓弧縫制數據生成算法，具體操作為將確定圓弧的三個關鍵點與變換參數矩陣相乘，得到新的關鍵點坐標；依據關鍵點坐標計算該段圓弧的半徑和順逆性；依據針距和半徑計算偏轉角度Δθ；最后從圓弧起始點開始，根據偏轉角度Δθ依次計算各個縫制點坐標； B23、自由曲線縫制數據生成算法，具體操作為先將自由曲線的關鍵點與變換參數矩陣相乘，得到新的關鍵點坐標；然后依據關鍵點輸入的順序，從起始點開始，通過每個關鍵點及其之后相鄰的三個關鍵點采用三次拋物線插值算法計算各個縫制點坐標，直至所有關鍵點遍歷完成。
步驟B中子步驟B3所述樣式縫制數據生成算法，具體包括 B31、人字縫縫制數據生成算法，具體操作為依據當前縫制點坐標(xb，yb)、擺幅a、方向及針距2d，利用式3計算插入點坐標(xc，yc)，所述插入點即為人字縫樣式中添加的縫制點，直至完成當前線型所有縫制數據的生成，式3中k1為原針跡斜率，k2為插入點與縫制點所在線段斜率； 式3 B32、多重縫縫制數據生成算法，具體操作為先依據多重縫次數n、間距l和方向利用式4計算新生成的n條線型的起始點；然后依據多重縫樣式確定連接段類型，如果多重縫樣式為同向空移或逆向空移，則連接段為空移段；如果多重縫樣式為同向縫紉或逆向縫紉，則連接段為縫紉段。所述連接段為用于連接多重縫的各個線型之間的直線段；最后利用步驟B2所述線型縫制數據生成算法生成新線型的縫制點坐標；
式4 其中，k為該段線型的斜率，(XS，YS)為起始點坐標，(XSi，YSi)為生成的第i條線型段； B33、補助縫縫制數據生成算法，具體操作為先依據補助縫次數n、間距l和方向利用式5計算新生成多邊形的各條線型段的起始點；然后利用步驟B2所述線型縫制數據生成算法生成多邊形的縫制點；最后依據補助縫類型用連接段連接補助縫的各個多邊形。
式5 其中，VAij＝PAi(j+1)-PAij，為補助縫各條邊的向量；sin(α)ij為兩相鄰向量VAij和VAi(j+1)的夾角正弦值；Aij為多邊形各條線型段的起始點坐標，i＝1，2......n，j＝1，2......m。
所述的子步驟B3也可以采用相對位移表示縫制點，采用相對位移表示縫制點可減少數據存儲量。若采用相對位移表示縫制點，則步驟B31為依據當前縫制點坐標(xb，yb)、擺幅a、方向及針距2d，利用式3計算插入點坐標(xc，yc)，則縫制點新坐標為(xb-xc，yb-yc)，直至完成當前線型所有縫制數據的生成；步驟B32為先依據多重縫次數n、間距l和方向利用式4計算新生成的n條線型的起始點；然后依據多重縫樣式確定連接段類型，如果多重縫樣式為同向空移或逆向空移，則連接段為空移段，如果多重縫樣式為同向縫紉或逆向縫紉，則連接段為縫紉段；最后計算新線型的縫制點坐標，將未進行多重縫定制前該段線型除起始點以外的其它縫制點復制到新生成的線型中。
本發明的有益效果是由于采用了歸一化方法表示圖案的變換參數，使得圖案在經過多次旋轉、縮放定制后，不會出現誤差累積，圖案變形、失真等問題，同時由于加入了分段多樣式定制機制，使得圖案線型支持包括人字縫、多重縫、補助縫在內的縫制樣式，另外，通過本發明的圖案文件存儲方法還可以保證縫制數據與圖案樣式之間的一致性，而且由于將圖案描述信息與圖案縫制動作信息相分離，因此可根據不同的縫制需求，靈活設置縫制樣式和控制動作，從而滿足用戶個性化、多樣化縫制應用需求。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1描述了本發明的整個流程； 圖2描述了依照本發明原理使用的示例性數據結構； 圖3描述了直線縫制數據生成算法流程； 圖4描述了圓弧縫制數據算法流程； 圖5描述了自由曲線縫制數據算法流程； 圖6描述了人字縫樣式； 圖7描述了多重逢樣式； 圖8描述了補助縫樣式。
具體實施例方式 圖1描述了本發明的整個圖案多樣式不失真定制與縫制數據生成方法流程，基本過程如下首先對圖案分段設置縫制樣式，計算圖案的變換參數矩陣；依據變換參數矩陣重新求得各關鍵點坐標；依據線型調用相應線型縫制數據生成算法計算各個縫制點坐標；依據縫制樣式調用相應樣式的縫制數據生成算法計算定制縫制樣式后新增的縫制點坐標；為各個縫制點添加縫制控制信息，生成縫制幀，并以線型縫制元組為單位保存縫制幀；最后用單一文件形式存儲圖案信息。
在本發明的一個實施例中，縫制圖案采用圖2所描述的數據結構表示。該數據結構由三部分組成，分別是圖案說明信息、圖案描述信息、圖案縫制信息。其中，圖案說明信息由圖案名稱、針距、變換參數以及其它一些附加說明信息組成；圖案描述信息由一組線型描述元組序列組成，所含信息包括線段類型、縫制樣式、附加信息、關鍵點序列，線段類型包括直線、圓弧、自由曲線三種，圖案中每一條線段對應一個線型描述元組；圖案縫制信息由一組線型縫制元組序列組成，所含信息包括線段類型、附加信息、縫制幀序列，其中縫制幀包括縫制控制動作信息和縫制點坐標，圖案中每一條線段對應一個線型縫制元組。
結合圖2所描述示例性數據結構，本發明實施的具體步驟如下 步驟A、多樣式縫制圖案不失真定制方法，具體操作為 步驟A1、按照直線、圓弧、自由曲線三種基本線型對圖案進行分段，每條線段用一個線型描述元組記錄，依據線型輸入順序，圖案最終可由一組線型描述元組序列表示，所述線型描述元組為一特定的、可完整描述一條線段特征的數據結構，具體內容包括線段類型、縫制樣式、附加信息、關鍵點坐標，形式為； <線型，縫制樣式，附加信息，關鍵點1坐標，...，關鍵點N坐標> 由圖形學原理可知每個圖案最終都可由直線、圓弧、自由曲線這三種基本線型進行多段擬合表示，并且每一種基本線型都可由關鍵點唯一確定，例如確定一條直線只需要起始點和終止點，因此可用線型描述元組序列描述圖案； 步驟A2、依據實際縫制需求，依次設置各條線段的縫制樣式，包括人字縫、多重縫、補助縫三種樣式； 步驟A3、依據圖案定制需求，設置圖案的旋轉角度、縮放倍率，并采用多樣式變換參數矩陣歸一化表示，具體操作為； 先將圖案的縮放倍率、旋轉角度分別用如下2×2矩陣表示； Tz為縮放矩陣，zx、zy分別為橫、縱方向的縮放比例；Ty為旋轉矩陣，θ為旋轉角度，其中取順時針方向為正。
然后用式2將縮放參數、旋轉參數矩陣相乘，得到圖案變換參數矩陣T； T＝TzTy 式2 最后利用得到的參數矩陣對圖案進行變換。當圖案經過多次變換時，只需將各變換參數矩陣連乘，所得參數矩陣即為圖案的最終變換參數矩陣。
步驟B、基于圖案文件的縫制數據生成算法，具體操作為 步驟B1、讀取一個線型描述元組，然后依據變換參數矩陣，利用式1重新計算關鍵點坐標，所述關鍵點即為用戶打版輸入點； kn＝koT，式1 其中，ko為變換前關鍵點坐標(xo，yo)，用2×2矩陣表示，kn為變換后關鍵點坐標(xn，yn)，用2×2矩陣表示，T為變換參數矩陣。
步驟B2、依據線型描述元組中線型、關鍵點坐標、針距，調用相應線型的縫制數據生成算法，得出該段線型的各個縫制點坐標，為此，本發明分別設計了直線、圓弧、自由曲線的縫制點算法，各算法具體描述如下 B21、直線縫制數據生成算法，算法流程如圖3所示，該算法是依據給定的針距和直線縫制段的起始點和終止點，依次求得所有縫制點，主要步驟如下 1)以直線的起點坐標(Xs，Ys)作為第一條針跡的起點，用X，Y分別記錄Xs，Ys， 根據DDA算法計算X、Y方向增量Δx，Δy； 2)X＝X+Δx，Y＝Y+Δy，計算點(X，Y)和(Xs，Ys)的距離l，如果當前點與直線終點的距離小于一個針距轉步5)； 3)如果l等于針距，則轉步4)，否則轉步2)； 4)記錄該點坐標(X，Y)作為一個的縫制點。令Xs＝X，Ys＝Y，轉步2)； 5)將直線的終點作為最后一個縫制點。
B22、圓弧縫制數據生成算法，算法流程如圖4所示，該算法依據三個不在同一直線上的有序點，確定圓弧并按給定針距生成相應縫制點。設原始花型中圓弧段的半徑為R，圓心為(xo，yo)，則圓弧上任何一點的坐標可表示為式4 式4 圓弧的起點、終點與圓心分別構成了該段圓弧的起始和終止向量，其與水平軸的夾角分別為θs和θe，算法主要步驟如下 1)計算該段圓弧的半徑和順逆性，θt＝θs； 2)采用牛頓迭代法解方程求得Δθ； 3)根據Δθ求出下一縫制點坐標，θt＝θt+Δθ，如果θt小于θe則轉步2)，否則，轉步4)； 4)將圓弧的終點作為最后一個縫制點。
B23、自由曲線縫制數據生成算法，算法流程如圖5所示，該算法依據四個不在同一直線上的點，按照指定的曲線延展方向，采用三次拋物線插值算法，對n個插值點首尾各添加一個插值點后，共確定了n-1段子曲線，其插值公式如式5 Pi+1(t)＝(4t2-t-4t3)Pi+(12t3-10t2+1)Pi+1+(8t2-12t3+t)Pi+2+(4t3-2t2)Pi+3式5 對每段子曲線生成縫制點的算法步驟如下 1)t＝0，該段曲線的起始點Pi+1作為針跡起點； 2)計算Δt，t＝t+Δt，用式5計算當前點坐標，若當前點與Pi+2的距離小于針距，轉步5)； 3)如果當前點與針跡起點距離等于一個針距，則轉步4)，否則，轉步2)； 4)將該點存為一個縫制點，并作為新的針跡起點，轉步2)； 5)將曲線終點Pi+2作為最后一個縫制點。
步驟B3、依據線型描述元組中樣式參數，調用相應樣式的縫制數據生成算法，得出該段線型新縫制樣式中各個縫制點坐標，為此，本發明分別設計了人字縫、多重縫、補助縫樣式的縫制數據生成算法，各算法具體描述如下 B31、人字縫縫制數據生成算法，該算法依據人字擺幅、方向及針距，在相鄰兩個縫制點之間計算其插入點。假設A、B為原縫制點，B的坐標為(Xb，Yb)，E為AB的中點，C為待求解的插入點，a為擺幅，d為AE的長度，大小等于1/2的針距，根據式4即可求出C點坐標。
式4 B31、人字縫縫制數據生成算法，該算法依據當前縫制點坐標(xb，yb)、擺幅a、方向及針距2d，利用式3計算插入點坐標(xc，yc)，所述插入點即為人字縫樣式中添加的縫制點，式2中k1為原針跡斜率，k2為插入點與縫制點所在線段斜率；如果縫制點采用相對位移表示，則修改當前縫制點坐標，直至完成當前線型所有縫制數據的生成，縫制點新坐標為(xb-xc，yb-yc)，采用相對位移表示縫制點可減少數據存儲量； 式3 算法主要步驟如下 1)判斷當前線段是否是連接段，是則算法結束； 2)根據當前縫制點相對坐標、擺幅、方向及針距，利用式3計算插入點坐標； 3)依據插入點坐標，修改當前縫制點的相對坐標； 4)判斷當前線型縫制點是否計算完成，否則轉2)； 5)讀取下一段線型，轉1)； B32、多重縫縫制數據生成算法，具體操作為先依據多重縫次數n、間距l、方向利用式4計算新生成的n條線型的起始點；然后依據多重縫樣式確定連接段類型，如果多重縫樣式為同向空移或逆向空移，則連接段為空移段，如果多重縫樣式為同向縫紉或逆向縫紉，則連接段為縫紉段，所述連接段為用于連接多重縫的各個線型之間的直線段；最后計算新線型的縫制點坐標，如果采用相對位移方式表示縫制點，則可將未進行多重縫定制前該段線型除起始點以外的其它縫制點復制到新生成的線型中，否則利用步驟B2所述線型縫制數據生成算法生成縫制點； 結合圖7，假設原始直線段AG起點和終點坐標分別為A(XS，YS)和G(XE，YE)，則多重縫縫制數據生成算法主要步驟如下 1)i＝1，若AG為垂直線，則轉步6)，計算線段AG的斜率k； 2)若多重縫方向為左且XS＜XE或多重縫方向為右且XS＞XE，根據式6計算Ai點坐標(Xsi，Ysi)；否則轉步3； 式6 3)若多重縫方向為右且XS＜XE或多重縫方向為左且XS＞XE，根據式7計算Ai點坐標(Xsi，Ysi)，否則轉步5； 式7 4)若多重縫方向為左且YS＜YE或多重縫方向為右且YS＞YE，則Xsi＝Xs-1，若多重縫方向為右且YS＜YE或多重縫方向為左且YS＞YE，則Xsi＝Xs+1； 5)將Ai作為新的參考點，即令Xs＝Xsi，Ys＝Ysi，i++，若i＜n則轉步2)； 6)根據AG中各點的相對坐標計算各段生成的縫制點坐標，算法結束。
B33、補助縫縫制數據生成算法，具體操作為先依據補助縫次數n、間距l、方向利用式5計算新生成多邊形的各條線型段的起始點；然后利用步驟B2所述線型縫制數據生成算法生成多邊形的縫制點；最后依據補助縫類型用連接段連接補助縫的各個多邊形。
補助縫是對折線，即任意多邊形，進行n次內縮或者外擴。結合圖8，假設對一段折線A01 A02...A0m，分別作與線段A01A02和線段A01A0m距離為1的平行線交線段A01A02于P點，交線段A01A0m于Q點，且這兩條直線的交點即是需要求的A11點。顯然四邊形A01PA11Q構成一個菱形，向量A01A11是向量A01P與向量A01Q的和，通過向量計算就可求得A11點坐標。設點Aij坐標為PAij，設向量AijAi(j+1)為VAij，則補助縫縫制數據生成算法主要步驟如下 1)i＝0，若補助縫方向向外，則令1＝-1； 2)計算折線各邊向量VAij＝PAi(j+1)-PAij，根據式8單位化向量VAij(j＝1，2......m)； 式8 3)根據式9計算兩相鄰向量VAij和VAi(j+1)的夾角正弦值sin(α)ij(j＝1，2......m)； 式9 4)根據式10計算點Aij(j＝1，2......m)的坐標； 式10 5)i++，若i＜n則轉步2)，否則算法結束。
步驟C、圖案文件與縫制數據的關聯存儲方法，具體操作為 步驟C1、依據實際縫制的需求，將縫制動作信息添加到對應的縫制點中，生成縫制幀，所支持的縫制動作包括空移、針上暫停、針下暫停、停車、減速縫，所述縫制幀為實際控制縫制過程的一種數據結構，包含縫制控制信息和縫制點坐標信息，形式為 <控制動作、水平位移、垂直位移> 步驟C2、將步驟C1所生成的縫制幀，采用線型縫制元組的形式保存，得到的線型縫制元組與步驟B1讀取的線型描述元組一一對應，所述線型縫制元組為一特定的可完整描述一條線段縫制信息的數據結構，具體內容包括線段類型、附加信息、縫制幀序列，形式為； <線型，附加信息，縫制幀1，...，縫制幀N> 步驟C3、判斷是否圖案所有的線型描述元組都讀取完成，即是否圖案所有的線段都定制完成，未完成則轉到步驟B，完成則進入下一步； 步驟C4、將步驟A1所生成的線型描述元組序列和步驟C2所生成的線型縫制元組序列組織成單一文件進行存儲，如圖2示，該文件包含圖案說明信息、圖案描述信息、圖案縫制信息三部分，其中，圖案說明信息包括圖案名、針距、變換參數、附加信息，圖案描述信息即為步驟A1所生成的線型描述元組序列，圖案縫制信息即為步驟C2所生成的線型縫制元組序列。
采用圖2所示結構形式存儲圖案有點在于可以保證數據的一致性。由于每一個線型縫制元組都是由圖案的線型描述元組依據縫制樣式及變換參數矩陣生成的，因此可保證線型縫制元組與線型描述元組及變換參數矩陣之間具有一一映射的關系，從而實現了數據的一致性。
通過本發明可解決現有圖案定制方法存在的縫制圖案在多次定制后出現的誤差累積、圖案失真的問題，而且還可提供包括人字縫、多重縫、補助縫三種縫制樣式的靈活定制，同時采用本發明圖2所示的示例性數據結構，能解決定制過程中出現的數據不一致問題，并且通過將圖案描述信息與圖案縫制動作信息相分離，可根據不同的縫制需求，靈活設置縫制樣式和控制動作，滿足縫制的多樣性。另外，采用本發明還也可實現對任意縫制圖案的不失真定制，這更符合用戶的個性化定制需求，并且可獲得更加平滑的縫制效果。
依據本發明，本領域的技術人員可以很容易地設計出與自身設備特有數據格式相關的縫制圖案多樣式不失真與縫制數據生成實施例。
權利要求
1.一種縫制圖案定制與縫制數據生成方法，其特征在于包括下述步驟
A、多樣式縫制圖案不失真定制，具體操作為
A1、按照直線、圓弧、自由曲線三種基本線型對圖案進行分段，每條線段用一個線型描述元組記錄，依據線型輸入順序，圖案由一組線型描述元組序列表示，所述線型描述元組包括線段類型、縫制樣式和關鍵點坐標；
A2、依據實際縫制需求依次設置各條線段的縫制樣式，包括人字縫、多重縫和補助縫三種樣式；
A3、依據圖案定制需求設置圖案的旋轉角度和縮放倍率，并采用多樣式變換參數矩陣歸一化表示；
B、基于圖案文件生成縫制數據，具體操作為
B1、讀取一個線型描述元組，然后依據變換參數矩陣，利用公式kn＝koT，重新計算關鍵點坐標，所述關鍵點即為用戶打版輸入點；其中，ko為變換前關鍵點坐標(xo，yo)，kn為變換后關鍵點坐標(xn，yn)，T為變換參數矩陣；
B2、依據線型描述元組中基本線型、關鍵點坐標和針距，調用相應線型的縫制數據生成算法，得出該段線型的各個縫制點坐標，所述縫制點即為實際的縫制針跡；
B3、依據線型描述元組中縫制樣式參數，調用相應縫制樣式的縫制數據生成算法，得出該段線型定制縫制樣式后新增加的各個縫制點坐標；
C、將圖案文件與縫制數據進行關聯存儲，具體操作為
C1、依據實際縫制的需求，將縫制動作信息添加到對應的縫制點中，生成縫制幀；所支持的縫制動作包括空移、針上暫停、針下暫停、停車和減速縫，所述縫制幀包含縫制控制信息和縫制點坐標信息；
C2、將步驟C1所生成的縫制幀采用線型縫制元組的形式保存，得到的線型縫制元組與步驟B1讀取的線型描述元組一一對應，所述線型縫制元組包括線段類型、縫制速度和縫制幀序列；
C3、判斷是否圖案所有的線型描述元組都讀取完成，未完成則轉到步驟B，完成則進入下一步；
C4、將步驟A1所生成的線型描述元組序列和步驟C2所生成的線型縫制元組序列組織成單一文件進行存儲，該文件包含圖案說明信息、圖案描述信息、圖案縫制信息三部分，所述的圖案說明信息包括圖案名、針距、變換參數、附加信息；附加信息為與具體縫制設備相關的額外的圖案說明信息；圖案描述信息即為步驟A1所生成的線型描述元組序列；圖案縫制信息即為步驟C2所生成的線型縫制元組序列。
2.根據權利要求1所述的一種縫制圖案定制與縫制數據生成方法，其特征在于步驟A3所述的多樣式變換參數矩陣歸一化表示為利用得到的參數矩陣T＝TzTy對圖案進行變換，其中Tz為縮放矩陣，zx、zy分別為橫、縱方向的縮放比例；Ty為旋轉矩陣，θ為旋轉角度，取順時針方向為正；當圖案經過多次變換時，將各變換參數矩陣連乘，所得參數矩陣即為圖案的最終變換參數矩陣。
3.根據權利要求1所述的一種縫制圖案定制與縫制數據生成方法，其特征在于步驟B2所述線型縫制數據生成算法具體包括
B21、直線縫制數據生成算法先將直線的起始點和終止點與圖案變換參數矩陣相乘，得到新的起始點和終止點；然后依據起始點、終止點坐標確定直線方向；最后依據針距依次計算各個縫制點坐標；
B22、圓弧縫制數據生成算法將確定圓弧的三個關鍵點與變換參數矩陣相乘，得到新的關鍵點坐標；依據關鍵點坐標計算該段圓弧的半徑和順逆性；依據針距和半徑計算偏轉角度Δθ；最后從圓弧起始點開始，根據偏轉角度Δθ依次計算各個縫制點坐標；
B23、自由曲線縫制數據生成算法先將自由曲線的關鍵點與變換參數矩陣相乘，得到新的關鍵點坐標；然后依據關鍵點輸入的順序，從起始點開始，通過每個關鍵點及其之后相鄰的三個關鍵點采用三次拋物線插值算法計算各個縫制點坐標，直至所有關鍵點遍歷完成。
4.根據權利要求1所述的一種縫制圖案定制與縫制數據生成方法，其特征在于步驟B中子步驟B3所述樣式縫制數據生成算法具體包括
B31、人字縫縫制數據生成算法依據當前縫制點坐標(xb，yb)、擺幅a、方向及針距2d，利用公式計算插入點坐標(xc，yc)，所述插入點即為人字縫樣式中添加的縫制點，直至完成當前線型所有縫制數據的生成，k1為原針跡斜率，k2為插入點與縫制點所在線段斜率；
B32、多重縫縫制數據生成算法先依據多重縫次數n、間距l和方向利用公式
計算新生成的n條線型的起始點；然后依據多重縫樣式確定連接段類型，如果多重縫樣式為同向空移或逆向空移，則連接段為空移段；如果多重縫樣式為同向縫紉或逆向縫紉，則連接段為縫紉段；所述連接段為用于連接多重縫的各個線型之間的直線段；最后利用步驟B2所述線型縫制數據生成算法生成新線型的縫制點坐標；其中，k為該段線型的斜率，(XS，YS)為起始點坐標，(XSi，YSi)為生成的第i條線型段；
B33、補助縫縫制數據生成算法，具體操作為先依據補助縫次數n、間距1和方向利用公式計算新生成多邊形的各條線型段的起始點；然后利用步驟B2所述線型縫制數據生成算法生成多邊形的縫制點；最后依據補助縫類型用連接段連接補助縫的各個多邊形；其中，VAij＝PAi(j+1)-PAij，為補助縫各條邊的向量；sin(α)ij為兩相鄰向量VAij和VAi(j+1)的夾角正弦值；Aij為多邊形各條線型段的起始點坐標，i＝1，2......n，j＝1，2......m。
5.根據權利要求1所述的一種縫制圖案定制與縫制數據生成方法，其特征在于所述的步驟B31為依據當前縫制點坐標(xb，yb)、擺幅a、方向及針距2d，利用公式計算插入點坐標(xc，yc)，則縫制點新坐標為(xb-xc，yb-yc)，直至完成當前線型所有縫制數據的生成；步驟B32為先依據多重縫次數n、間距l和方向利用公式
計算新生成的n條線型的起始點；然后依據多重縫樣式確定連接段類型，如果多重縫樣式為同向空移或逆向空移，則連接段為空移段，如果多重縫樣式為同向縫紉或逆向縫紉，則連接段為縫紉段；最后計算新線型的縫制點坐標，將未進行多重縫定制前該段線型除起始點以外的其它縫制點復制到新生成的線型中。
全文摘要
本發明公開了一種縫制圖案定制與縫制數據生成方法，為了克服現有技術在圖案定制后出現失真的不足，對圖案進行分段、記錄，設置各條線段的縫制樣式和圖案的旋轉角度和縮放倍率，然后重新計算關鍵點坐標得到各縫制點坐標，生成縫制幀，將所得的數據組織成單一文件進行存儲。本發明使得圖案在經過多次旋轉、縮放定制后，不會出現誤差累積，圖案變形、失真等問題，保證縫制數據與圖案樣式之間的一致性，靈活設置縫制樣式和控制動作，從而滿足用戶個性化、多樣化縫制應用需求。
文檔編號G06F19/00GK101751515SQ20091021943
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月10日 優先權日2009年12月10日
發明者張凱龍, 周興社, 趙重慶, 姚遠, 陸洲, 吳曉, 楊志義 申請人:西北工業大學