Nghiên cứu đo kích thước cơ thể người bằng phương pháp đo 3d không tiếp xúc trong ngành may (tt)

A. GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, việc nghiên cứu nhân trắc thu thập kích thước cơ thể
người ứng dụng xây dựng hệ thống cỡ số quần áo được nghiên cứu và
triển khai ở hầu hết các quốc gia có ngành cơng nghiệp may phát triển.
Để thu thập kích thước cơ thể người có hai phương pháp được áp dụng:
Phương pháp đo tiếp xúc và phương pháp đo không tiếp xúc.
Với phương pháp đo tiếp xúc, tiến hành đo trực tiếp các thơng số
kích thước cơ thể người bằng bộ dụng cụ Martin. Kết quả thu được các
giá trị kích thước cơ thể người gồm các nhóm: kích thước chiều cao, các
kích thước vịng, các kích thước ngang, các kích thước dầy. Phương pháp
đo tiếp xúc có nhiều ưu điểm song vẫn tồn tại một số hạn chế: thời gian
thực hiện đo lâu, cần bố trí số lượng lớn các kỹ thuật viên đo, độ chính
xác của kết quả đo phụ thuộc nhiều vào yếu tố chủ quan của người đo
v.v... Với phương pháp đo không tiếp xúc, tiến hành đo gián tiếp bằng
phương pháp chụp ảnh 2D hoặc sử dụng máy quét cơ thể 3D. Phương
pháp đo gián tiếp 2D có ưu điểm như hệ thống thiết bị đo đơn giản, dễ
dàng di chuyển đến các địa điểm đo nhưng sai số kết quả đo rất lớn.
Phương pháp đo không tiếp xúc 3D là phương pháp đo hiện đại, kết quả
thu được không những giá trị các kích thước cơ thể người mà cịn thu
được hình ảnh 3D mơ phỏng chính xác cơ thể người. Trong ngành công
nghiệp may và thời trang, công nghệ qt 3D có nhiều ứng dụng tiện ích:
thu thập bộ dữ liệu số hóa 3D cơ thể người, tự động đo và trích xuất số
đo, mơ phỏng và thiết kế thời trang ảo. Trong thời gian vài phút đo, các
nhà sản xuất có tồn bộ số đo cơ thể của một khách hàng và từ đây, khách
hàng có thể đặt hàng trực tuyến các sản phẩm họ mong muốn với nhà
cung cấp. Trong ngành công nghiệp may hiện nay, sử dụng rất nhiều máy
móc tự động như máy in, máy cắt vải, máy thêu, máy may, nếu sử dụng công
nghệ quét 3D, chúng ta sẽ có thêm các dữ liệu số hóa 3D và tăng khả năng
kết nối với các bộ phận trên, tăng năng lực và hiệu quả quá trình sản xuất.
Tuy nhiên, các cơng ty sản xuất máy quét 3D trên thế giới luôn bảo

mật thông tin về cơng nghệ qt vì đây là yếu tố then chốt có thể tạo ra
lợi thế cạnh tranh của họ. Một số công ty đưa ra cách thức thu thập dữ
liệu đo, các mốc đo cơ thể người được sử dụng và thơng tin chung về
trích xuất dữ liệu đo. Tuy nhiên, thơng tin độc quyền nằm trong các thuật
tốn học, đại số để xử lý dữ liệu không được chia sẻ. Do vậy gây khó
khăn cho việc phát triển, làm chủ cơng nghệ qt 3D đo kích thước cơ
thể người. Hiện nay ở Việt Nam, phương pháp đo không tiếp xúc 3D kích
thước cơ thể người chưa được sử dụng rộng rãi và hiệu quả.
1


Việt Nam là một nước có ngành cơng nghiệp nhẹ phát triển, ngành
cơng nghiệp may có vai trị quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Ngành
cung cấp các mặt hàng thiết yếu cho xã hội, giải quyết việc làm cho một
lực lượng lớn lao động. Ngay từ khi ngành công nghiệp may ra đời và
phát triển, các nghiên cứu về nhân trắc để xây dựng hệ thống cỡ số quần
áo đã được quan tâm. Trong thời đại công nghiệp 4.0, việc áp dụng
phương pháp đo không tiếp xúc hiện đại để thu thập dữ liệu 3D cơ thể
người là một hướng nghiên cứu mang tính tất yếu khách quan và cần
được đầu tư chiều sâu. Từ tầm quan trọng của vấn đề, và đặc biệt ở Việt
Nam các đề tài nghiên cứu về vấn đề này rất ít. Đây là vấn đề cần thiết,
còn khoảng trống trong nghiên cứu nhân trắc học phục vụ ngành may tại
Việt Nam nên luận án chọn đề tài: “Nghiên cứu đo kích thước cơ thể
người bằng phương pháp đo 3D không tiếp xúc trong ngành may” được
đặt ra để giải quyết một phần cơ bản vấn đề xây dựng phương pháp đo
nhân trắc đáp ứng với nhu cầu cấp thiết của ngành công nghiệp may Việt
Nam hiện nay.
2. Mục tiêu của nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng phương pháp đo kích thước cơ thể người
thông qua hệ thống đo không tiếp xúc sử dụng ánh sáng cấu trúc mã Gray.

Thu thập dữ liệu quét 3D cơ thể người, phương pháp xử lý dữ liệu quét
3D cơ thể người, phương pháp trích xuất tự động mốc đo và kích thước
cơ thể người ứng dụng thơng số kích thước cơ thể người trong xây dựng
hệ thống cỡ số quần áo, thiết kế quần áo ngành may.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.
- Nghiên cứu thiết lập điều kiện quét cho hệ thống đo 3D kích thước cơ
thể người.
- Nghiên cứu xây dựng phương pháp tự động trích xuất dữ liệu đo gồm
các mốc đo và thơng số kích thước cơ thể người ứng dụng trong xây dựng
hệ thống cỡ số quần áo trong sản xuất công nghiệp may phục vụ thị
trường nội địa.
- Ứng dụng xác định nhóm các kích thước chiều cao và chiều dài, kích
thước vịng, kích thước rộng và dày của cơ thể nữ sinh viên. Đánh giá kết
quả đo.
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: Nghiên cứu, phân
tích theo từng nhóm vấn đề các tài liệu, cơng trình khoa học có liên quan.
Đánh giá những vấn đề đã được nghiên cứu, những vấn đề còn tồn tại từ
đó xác định hướng nghiên cứu phù hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt
Nam rút ra nhận xét và đưa ra hướng nghiên cứu của luận án.
2


Phương pháp thực nghiệm: Thiết lập hệ thống đo 3D cơ thể người
theo cơ sở lý thuyết đã phân tích và nghiên cứu; Dùng hệ thống đo 3D đã
thiết lập quét cơ thể nữ sinh viên Việt Nam độ tuổi từ 18 đến 25 tuổi.
Phương pháp tính tốn, xử lý dữ liệu: Sử dụng một số phần mềm
hiện đại để xử lý dữ liệu quét như xử lý nhiễu, ghép ảnh bằng Meshlab;
Đánh giá chất lượng ảnh quét bằng phần mềm ImageJ và biểu đồ

Histogram. Quy hoạch thực nghiệm bằng phần mềm Design Expert.
Phương pháp phân tích, đánh giá so sánh: So sánh kết quả đo
thơng số kích thước cơ thể người từ hệ thống đo 3D do luận án thiết lập
so với kết quả đo bằng phương pháp tiếp xúc và phương pháp quét 3D
trên thiết bị thương mại, từ đó đánh giá, kiểm nghiệm độ chính xác của
phương pháp đo nghiên cứu. Đánh giá độ chính xác của phương pháp xác
định mốc đo và kích thước đo từ dữ liệu đám mây điểm so với phương
pháp xác định mốc đo, kích thước đo tiếp xúc.
5. Ý nghĩa khoa học của luận án
- Xác lập được cơ sở khoa học của phương pháp đo kích thước cơ thể
người sử dụng ánh sáng cấu trúc mã Gray đảm bảo độ chính xác, tin cậy,
khoa học, khách quan của kết quả đo và an toàn đối với cơ thể người.
- Là cơ sở khoa học để nghiên cứu chế tạo thiết bị thương mại quét 3D
cơ thể người ứng dụng trong xây dựng hệ thống cỡ số quần áo góp phần
nâng cao giá trị sử dụng, hiệu quả kinh tế và năng lực sản xuất sản phẩm
may mặc đáp ứng như cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Việt Nam.
- Nội dung nghiên cứu của luận án là sự phối hợp liên ngành khoa học:
Công nghệ May - Công nghệ chế tạo Cơ khí chính xác - Tốn ứng dụng
- Cơng nghệ thơng tin. Luận án là một đóng góp có giá trị trong việc phát
triển, gia tăng tri thức khoa học trong lĩnh vực thiết kế trang phục ở Việt
Nam.
6. Giá trị thực tiễn của luận án
- Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật quang học thiết lập hệ thống đo 3D sử
dụng ánh sáng cấu trúc mã Gray, thu thập dữ liệu đám mây điểm ảnh 3D
cơ thể người có độ chính xác cao. Kỹ thuật xử lý dữ liệu sau quét chuyển
đổi từ dữ liệu đám mây điểm ảnh chuyển sang dạng lưới tam giác để xây
dựng mô hình bề mặt 3D cơ thể người. Luận án thu thập dữ liệu bề mặt
3D cơ thể người làm cơ sở dữ liệu đầu vào cho bài tốn trích xuất mốc
đo và kích thước cơ thể người trong ngành may.
- Thiết lập hệ cơ khí cho thiết bị đo, hệ thống điện điều khiển quá trình

đo, phương pháp hiệu chuẩn hệ thống đo và xác định các điều kiện thực
nghiệm đo tối ưu của hệ thống đo 3D gồm các yếu tố: Hình dáng, kết cấu,
màu sắc trang phục quét; Cường độ ánh sáng, phông nền và lựa chọn tư
thế quét tối ưu cho hệ thống đo đảm bảo chất lượng của dữ liệu đo.
3


- Hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người cho phép ứng dụng thu thập
và trích xuất dữ liệu đo cơ thể người một cách thuận tiện, hiệu quả, đảm
bảo kết quả đo có độ chính xác, tin cậy và khách quan. Hệ thống đo có
giá thành hợp lý, thuận tiện sử dụng, có sai số nằm trong phạm vi cho
phép về đo kích thước cơ thể người sử dụng trong xây dựng hệ thống cỡ
số quần áo trong sản xuất may công nghiệp phục vụ thị trường tiêu dùng
nội địa Việt Nam.
7. Những điểm mới của luận án
- Xây dựng cơ sở cho việc thiết kế và chế tạo hệ thống đo 3D kích thước
cơ thể người bằng phương pháp đo khơng tiếp xúc dạng ánh sáng trắng
có cấu trúc mã Gray. Luận án sử dụng ánh sáng trắng có cấu trúc mã Gray
với số ảnh mẫu 42 chiếu theo 2 phương vng góc để giảm độ nhiễu ảnh
hưởng của môi trường xung quanh nhằm thu được kết quả đo kích thước
cơ thể người với độ chính xác đến 1 mm đáp ứng được yêu cầu đo lường
trong ngành may.
- Chế tạo thành công Hệ thống đo quét 3D thực nghiệm, đo được kích
thước cơ thể người có chiều cao dao động từ 146cm đến 167cm. Phạm vi
làm việc của cảm biến đo 500x500 mm với khoảng cách quét 933 mm,
đạt được độ phân giải 0,5mm. Hệ thống dịch chuyển đo gồm cụm dịch
chuyển tịnh tiến đầu đo đến 1800 mm tới tốc độ 10mm/s, cụm bàn quay
mẫu đo 360° với tốc độ 3 vòng/phút. Thời gian thực hiện quét toàn bộ cơ
thể người là 4,3 phút/một người quét. Hệ thống đo 3D thực nghiệm được
chế tạo luôn hoạt động ổn định và có khả năng thương mại hóa.

- Xây dựng được phương pháp hiệu chuẩn, khảo sát hệ thống thiết bị đo
gồm máy chiếu và cụm cảm biến nhằm xác định đường đặc tính về cường
độ chiếu, cường độ thu của cụm cảm biến. Xác định điều kiện quét của
môi trường xung quanh như cường độ ánh sáng, phông nền, khoảng cách
quét, trang phục quét, tư thế quét hiệu chỉnh nâng cao chất lượng hình
ảnh và độ chính xác của hệ thống thiết bị đo.
- Đã xây dựng cơ sở lý thuyết các phương pháp và thuật toán, mã code
xác định hệ thống 26 mốc đo theo tiêu chuẩn TCVN-1571-2009, bao gồm
3 nhóm mốc: nhóm 1 gồm 14 mốc, nhóm 2 gồm 5 mốc, nhóm 3 gồm 2
mốc, nhóm 4 gồm 5 mốc. Các thuật tốn dựa trên cơ sở mối tương quan
đặc điểm nhân trắc học cơ thể người, cho phép định vị tự động các mốc
đo nhân trắc học trên dữ liệu 3D cơ thể người, từ đó xác định chính xác
các mốc đo lõm, mốc đo lồi và mốc đo nội suy của cơ thể. Ứng dụng
thành cơng phương pháp Mean Curvature Skeleton (tính độ cong trung
bình) để tính tốn phân tích xác định khung cơ thể tách thành bộ phận và
phân đoạn ảnh của dữ liệu quét 3D cơ thể người đảm bảo độ chính xác.
4


- Đã xây dựng cơ sở lý thuyết các phương pháp, thuật tốn và mã code
trích xuất 39 kích thước cơ thể người theo TCVN-1571-2009, các loại
kích thước: thẳng, dài, vịng chu vi. Sử dụng thuật tốn Convex Hull (bao
lồi) để tính chu vi kích thước vịng.
- Xây dựng chương trình phần mềm điều khiển hệ thống đo lường 3D và
đo lường kích thước thước cơ thể người trên ngơn ngữ lập trình C#, thuận
tiện, dễ sử dụng và hoạt động ổn định trên hệ thống đo thực nghiệm kích
thước cơ thể người đã chế tạo lần đầu tiên ở Việt Nam. Dữ liệu quét 3D
là cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc xây dựng hệ thống cỡ số quần áo
để phục vụ nghiên cứu và sản xuất trong ngành may mặc Việt nam.
8. Kết cấu của luận án

Luận án gồm 3 chương:
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan
Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận.
CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
Trong quá trình nghiên cứu tổng hợp và phân tích tài liệu, luận án
tập trung tìm hiểu các vấn đề sau:
Hệ thống cỡ số quần áo và thông số kích thước cơ bản thiết kế
quần áo
Nghiên cứu của ISO/TC 133 tập trung vào việc tiêu chuẩn hóa các
thành phần của một hệ thống cỡ số quần áo và đề xuất các hướng dẫn cho
việc xây dựng một hệ thống cỡ số hơn là xây dựng một hệ thống cỡ số
tiêu chuẩn Quốc tế. Kết quả của các cuộc nghiên cứu sau đó cho ra đời
các tiêu chuẩn và hệ thống các cỡ số như tiêu chuẩn Anh, tiêu chuẩn châu
âu, ISO,..., [4, 5, 6, 7, 8, 9].
Ở Việt nam hệ thống cỡ số quần áo quốc gia đã được cập nhập vào
năm 2009, trên thực tế với tốc độ phát triển về thể chất của con người thì
phần nào hạn chế về mức độ phù hợp. Chính vì vậy mà cũng đã có rất
nhiều cơng trình nghiên cứu về vấn đề này tuy nhiên hầu như dùng
phương pháp đo tiếp xúc trực tiếp bằng tay là chủ yếu, bên cạnh đó chưa
được đầu tư đúng mức nên phương pháp ứng dụng và phạm vi ứng dụng
còn hẹp, nên không thể đáp ứng hết được hệ thống cỡ số quần áo phạm
vi quốc gia.
Hệ thống cỡ số quần áo phục vụ thiết kế quần áo trong may công
nghiệp theo một số nghiên cứu cũng như tiêu chuẩn Việt Nam từ 30 kích
thước trở lên [18, 19, 20], đây là cơ sở cho nghiên cứu xác định được số
lượng kích thước cơ thể người phục vụ thiết kế quần áo cho người Việt
nam của luận án.
5

Phương pháp đo kích thước cơ thể người
Tùy thuộc vào cơ sở để phân loại phương pháp đo khác nhau, với
phương pháp đo cơ thể người phân loại dựa vào đầu đo và chi tiết đo bao
gồm: Phương pháp đo tiếp xúc và phương pháp đo không tiếp xúc [22].
Phương pháp đo khơng tiếp xúc 2D có những ưu điểm về giá
thành, sự thuận tiện trong di chuyển, đơn giản trong sử dụng, ít bị ảnh
hưởng các yếu tố ánh sáng, mơi trường, ít bị nhiễu trong q trình xử lý
ảnh. Tuy nhiên kết quả tính kích thước đạt độ chính xác khơng cao so với
phương pháp đo tiếp xúc và phương pháp đo không tiếp xúc 3D nguyên
nhân chủ yếu được các tác giả [23, 42, 37, 43, 44] đưa ra là do chụp ảnh
2D sau đó ghép ảnh nội suy để tích kích thước chu vi, vịng dẫn đến sai
số trong quá trình xử lý dữ liệu.
Với phương pháp đo 3D, hệ thống thiết bị hiện nay chủ yếu dùng
công nghệ quang học quét bằng ánh sáng trắng, có ưu điểm thu thập được
dữ liệu với độ chính xác cao, tốn ít thời gian, đo được hình dạng của
những mẫu phức tạp …Tuy nhiên bên cạnh đó cũng có những mặt hạn
chế nhất định với thiết bị đo hiện đại, tốn nhiều chi phí, điều kiện chụp
ảnh và thiết lập hệ thống xử lý dữ liệu phức tạp [3, 46, 50, 51].
Chính vì vậy việc thiết lập, chế tạo ra một thiết bị có chi phí thấp
mà vẫn đảm bảo được yêu cầu đo là rất cần thiết trong điều kiện hiện nay.
Bên cạnh đó đề tài sẽ tập trung tìm hiểu về máy qt 3D với cơng nghệ
quét sử ánh sáng trắng cấu trúc.
Phương pháp đo sử dụng ánh sáng cấu trúc
Phương pháp đo biên dạng 3D sử dụng ánh sáng cấu trúc trên cơ
sở nguyên lý tam giác lượng trong quang học. Với mơ hình ngun lý là
biến thể của phương pháp stereo với việc thay thế một kênh nhìn bằng
một thiết bị chiếu.
Thiết bị đo biên dạng sử dụng ánh sáng cấu trúc thông thương được
cấu tạo bởi 3 bộ phận chính: bộ phận chiếu ảnh, bộ phận thu ảnh và bộ

phận xử lý thông tin.
Để đảm bảo chất lượng hình ảnh và độ chính xác của phép đo hầu
hết các cơng trình nghiên cứu đưa ra một số điều kiện chuẩn bị quét như
sau: Hệ thống hiệu chuẩn, kiểm sốt ánh sáng, phơng nền, trang phục
quét, tư thế đối tượng đo chuẩn và tránh chuyển động trong quá trình
quét. Một số yêu cầu này áp dụng theo tiêu chuẩn quét 3D, tiêu chuẩn
quốc gia, ISO [23, 24, 25, 27, 41, 58, 59, 60, 62, 63, 65, 66]. Đây cũng là
một trong những nội dung luận án đi nghiên cứu thiết lập điều kiện quét
cho hệ thống quét 3D đo kích thước cơ thể người.

6


Phương pháp xử lý dữ liệu quét 3D cơ thể người
Một số cơng trình đã đưa ra phương pháp xác định mốc đo như:
Đường biên cơ thể người [23, 69]; Phân tích hình học [68]; Xác định vị
trí của mốc thông qua tọa độ xấp xỉ của chiều cao [69]. Vậy việc tìm ra
được phương pháp xác định mốc và kiểm tra được phương pháp xác định
mốc phù hợp với nhiều đối tượng cơ thể người là rất quan trọng. Tuy
nhiên các nghiên cứu cũng chỉ đưa ra một số mốc điển hình và chủ yếu
đưa ra phương pháp xác định là chính.
Có nhiều phương pháp để tính kích thước cơ thể, T. Kohlschütter
[37] đã đưa ra đối với các kích thước chiều cao tính bằng cơng thức
khoảng cách giữa hai điểm. Đối với kích thước vịng, sử dụng cơng thức
chu vi ellip để tính kích thước vịng cổ, vịng cổ tay, vịng bàn tay. Dùng
cơng thức phân nửa chu vi ellip và hình chữ nhật để tính kích thước vịng
ngực. Tuy nhiên những cơng thức trên cho sai số lớn so với kích thước
thật của cơ thể. Jun-Ming Lu, Mao-Jiun J. Wang (2008) [69] đã đưa ra
phương pháp tính kích thước cơ thể bằng các phương pháp xấp xỉ. Kích
thước đường cong là chiều dài cung của đường viền của cơ thể con người.

Kích thước vịng có thể được tính bằng phương pháp xấp xỉ đa giác lồi
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
2.1.1 Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu công nghệ quét 3D và hệ thống quét 3D sử dụng ánh sáng
cấu trúc mã Gray.
- Thơng số kích thước cơ thể người để thiết kế quần áo cho nữ giới.
- Nghiên cứu đối tượng quét là nữ sinh viên Việt Nam địa bàn Hà Nội và
Hưng Yên có chiều cao đứng 146 cm đến 167 cm.
2.1.2 Đối tượng nghiên cứu
- Cụm cảm biến đầu đo, điều khiển đo, cụm cơ khí bàn quay và khung hệ
thống đầu đo.
- Thơng số kích thước cơ thể người thiết kế quần áo, mốc đo cơ thể người.
- Nữ thanh niên Việt Nam có kích thước chiều cao đứng từ 146 cm đến
167 cm theo TCVN 5782: 2009, manocanh nữ là mẫu chuẩn để xác định
đánh giá độ chính xác của hệ thống đo.
2.2 Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người
- Yêu cầu của hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người
- Yêu cầu chất lượng ảnh quét 3D cơ thể người
7


- Nguyên lý và kết cấu hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người
2.2.2 Nghiên cứu thiết lập điều kiện quét 3D cơ thể người
- Nghiên cứu một số yếu tố về phần cứng của hệ thống ảnh hưởng đến
chất lượng ảnh quét
- Nghiên cứu yếu tố về môi trường quét
- Nghiên cứu yếu tố về kết cấu, màu sắc của trang phục quét và tư thế của

đối tượng quét
- Xây dựng quy trình quét của hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người.
2.2.3 Xây dựng phương pháp trích xuất dữ liệu đo kích thước cơ thể
người
- Xây dựng phương pháp trích xuất mốc đo cơ thể người từ dữ liệu đám
mây điểm
- Xây dựng phương pháp trích xuất kích thước đo cơ thể người từ dữ liệu
đám mây điểm
- Nghiên cứu lập phần mềm xác định kích thước đo cơ thể người từ dữ
liệu đám mây điểm
- Đánh giá độ chính xác của kết quả đo kích thước cơ thể người từ hệ
thống đo 3D
- Nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng đo kích thước cơ thể nữ thanh niên
Việt Nam.
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Luận án sử dụng phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết các
vấn đề liên quan đến nội dung nghiên cứu; Sử dụng phương pháp thực
nghiệm thiết lập hệ thống đo 3D cơ thể người, dùng hệ thống đo 3D đã
thiết lập quét cơ thể nữ sinh viên Việt Nam độ tuổi từ 18 đến 25 tuổi.
Phương pháp tính tốn xử lý dữ liệu, sử dụng hỗ trợ của một số phần
mềm để xử lý dữ liệu quét như xử lý nhiễu, ghép ảnh bằng Meshlab; Đánh
giá chất lượng ảnh quét bằng phần mềm ImageJ và và biểu đồ Histogram.
Quy hoạch thực nghiệm bằng phần mềm Design Expert; Phương pháp
phân tích đánh giá so sánh, so sánh kết quả quét trên hệ thống đo 3D đã
thiết lập với kết quả đo bằng phương pháp tiếp xúc truyền thống trên 100
đối tượng đo..., kiểm nghiệm được độ chính xác của phép đo.
2.3.1 Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người
2.3.1.1 Yêu cầu hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người
Yêu cầu khi thiết lập hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người cần
chú ý đến an tồn sức khỏe cho con người trong quá trình quét, giảm

nhiễu khi quét, chú ý đến thời gian quét, trường quét thu được lớn nhất
có thể, độ chính xác của hệ thống đo 3D thiết lập cần nhỏ hơn 1mm, độ
phân giải của thiết bị được chọn là 0,5 mm thỏa mãn yêu cầu độ phân giải
nhỏ hơn độ chính xác.
8


2.3.1.2 Yêu cầu chất lượng ảnh quét 3D cơ thể người
Đánh giá độ rõ nét của ảnh chụp được thông qua lược đồ
Histogram. Độ phân giải thông qua dữ liệu mẫu nào thu được có khoảng
cách giữa các điểm ảnh nhỏ và số điểm thu được nhiều nhất thì cho dữ
liệu tốt nhất. Đồng thời tiến hành đánh giá trực quan đường biên dạng
của ảnh quét 3D cơ thể người, đánh giá khả năng hiển thị rõ rét các đường
biên dạng cơ thể tại các vị trí hõm nách, vùng đũng, bên trong đùi và khả
năng hiện thị các điểm mốc nhân trắc như điểm mỏm vai, điểm hõm nách,
điểm hông, điểm đũng .
2.3.1.3 Thiết kế nguyên lý và kết cấu hệ thống đo 3D kích thước cơ thể
người

Hình 2. 2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo 3D
kích thước cơ thể người
Trên hình 2.2 mơ tả sơ đồ nguyên lý của hệ thống đo. Với các vùng
quét cơ thể người được phân chia theo chiều cao, đầu đo sẽ quét từng mặt
cơ thể sao cho đo toàn bộ diện tích xung quanh. Trong một vùng đo thì
người đứng yên, đầu đo dịch chuyển từng đoạn a từ trên xuống dưới sau
đó người quay đi một góc và tiếp tục đầu đo dịch chuyển từ dưới lên trên,
chu trình được lặp lại cho đến khi quét hết xung quanh cơ thể người.
2.3.2 Thiết lập điều kiện quét 3D cơ thể người
Môi trường quét: Dựa trên cơ sở đã nghiên cứu phần tổng quan
luận án sẽ đi thực nghiệm hai màu phông nền xanh và đen để lựa chọn

phù hợp; Đồng thời nghiên cứu về khoảng cách tối ưu cụm đầu đo đến
đối tượng đo.
Ảnh hưởng của mẫu quét: Hình dáng trang phục, kết cấu trang
phục, màu sắc trang phục, tư thế quét của đối tượng đo.
Phương pháp đánh giá độ chính xác từ hệ thống đo 3D kích thước cơ
thể người: So sánh kết quả kích thước đo từ hệ thống quét 3D với kết
quả đo bằng phương pháp tiếp xúc và trên hệ thống quét 3D thương mại
9


trên cùng đối tượng, đo cùng thời điểm 1 mẫu manocanh nữ trưởng
thành, 1 mẫu người.
2.3.3 Xây dựng phương pháp trích xuất dữ liệu đo kích thước cơ thể
người
Luận án dựa trên nghiên cứu của một số cơng trình trên và theo
tiêu chuẩn TCVN 5781: 2009 đưa ra 39 kích thước cơ thể người có 3
dạng cơ bản sau: Đo kích thước thẳng; Đo kích thước vịng; Đo bề dày,
bề ngang.
2.3.3.1 Phương pháp xác định mốc đo cơ thể người từ dữ liệu đám mây
điểm

Hình 2. 20 Quy trình phương pháp xác định mốc đo từ dữ liệu quét 3D
2.3.3.2 Phương pháp đo kích thước thước cơ thể người từ dữ liệu đám
mây 3D.
Sử dụng phương pháp đo đoạn thẳng với nhóm kích thước đo thẳng.
Nhóm kích thước đường cong, cung với phương pháp tiếp xúc sử dụng
thước dây bám theo đường trục cơ thể cần đo còn phương pháp 3D đo từ
dữ liệu đám mây điểm dùng phương pháp đo kích thước đường cong, nội
suy cung trịn. Nhóm kích thước vòng sử dụng phương pháp đo dùng mặt
cắt, chu vi của đường bao lồi.

2.3.3.3 Xây dựng phần mềm đo 3D kích thước cơ thể người
Yêu cầu của phần mềm: Tự động trích xuất được 26 mốc đo cơ thể
người. Tự động trích xuất được 39 kích thước cơ thể người. Phần mềm
đọc được các định dạng dữ liệu đám mây điểm khác nhau.
Phương pháp lập trình: Phần mềm được sử dụng ngơn ngữ C# để
lập trình.
2.3.3.4 Đánh giá kết quả trích xuất dữ liệu đo cơ thể người
- Số lượng mẫu lấy kiểm tra dựa trên phương pháp Gauss và student [22].
- Đánh giá kết quả trích xuất mốc đo trên phần mềm đã xây dựng: Quét
10 nữ sinh và được đo trên hệ thống đo 3D đã thiết lập ở hai hình thức
dán sẵn 26 mốc đo và không dán mốc đo, so sánh kết quả để đánh giá độ
10


chính xác.
- Đánh giá kết quả trích xuất kích thước đo: Thực hiện đo 39 kích thước
đo trên 30 mẫu nữ sinh viên bằng phương pháp đo tiếp xúc bằng bộ thước
đo Martin và phương pháp đo 3D không tiếp xúc. Đánh giá kết quả qua
một số đặc trưng thống kê của dữ liệu đo.
2.3.3.5 Nghiên cứu thực nghiệm đo kích thước cơ thể người từ hệ thống
đo 3D đã thiết lập
Đo hơn 100 đối tượng nữ sinh viên của trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội và trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên. Thực hiện đo
theo trình tự thiết lập quét của hệ thống đo 3D. Xử lý thống kê kết quả
đo, phân tích đánh giá kết quả thực nghiệm.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.1 Kết quả thiết lập hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người
3.1.1 Thiết kế nguyên lý và kết cấu hệ thống đo 3D kích thước cơ thể
người

Hình 3. 1 Hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người
Trên hình 3.1 hệ thống được thiết lập với hệ cảm biến đầu đo gồm
camera và máy chiếu di chuyển dọc theo trục đứng của hệ dịch chuyển
đầu đo và quay bàn quay được điều khiển bằng máy tính thơng qua bộ
điều khiển chuyển động. Bộ điều khiển chuyển động đo bao gồm 2 động
cơ, các bộ điều khiển động cơ, nguồn điện cung cấp cho hệ thống đo và
kết nối điều khiển.
3.1.2 Kết quả xác định hệ cảm biến đầu đo cho hệ thống đo 3D
Kết cấu cụm cảm biến gồm camera và máy chiếu được mơ tả như
hình 3.3:

11


Hình 3. 3 Kết cấu cụm cảm biến thiết bị đo 3D cơ thể người
Vậy với mục tiêu đặt ra là quét cơ thể người nữ giới tuổi từ 18 đến
25 tuổi chiều cao dao động từ 146cm đến 167cm và phải quét từ 4 vùng
quét trở lên lựa chọn được máy chiếu Optoma X312, camera GigE Vision
CMOS Model M Series với ống kính có tiêu cự 8mm và khoảng cách từ
máy chiếu đến đối tượng đo là L = 933 mm. Tuy nhiên với khoảng cách
L này theo tính toán thực nghiệm ban đầu để thỏa mãn được vùng quét
theo yêu cầu của hệ thống đo, để kiểm nghiệm lại đồng thời đánh giá, tối
ưu khoảng cách quét lấy được dữ liệu ảnh 3D tốt nhất được nghiên cứu
và đưa ra ở kết quả ở nội dung thiết lập điều kiện quét.
3.1.3 Kết quả xây dựng cụm cơ khí và điều khiển dịch chuyển đo
Bàn quay đối tượng đo và cụm dịch chuyển đầu đo: Từ đó yêu cầu
thiết kế bàn quay với đường kính lớn hơn 34,1 cm, lựa chọn đường kính
bàn quay cho thiết kế là 50cm, khoảng cách tay nắm là 80 cm, độ cao của
tay nắm có thể điều chỉnh được phụ thuộc vào đặc điểm của đối tượng
quét, vận tốc bàn quay được lựa chọn 3 vịng/phút, (hình 3.4):

Hình 3.4 Bàn quay đỡ đối
tượng đo và cụm dịch chuyển
đầu đo
12

Hình 3. 5 Cụm dịch
chuyển đầu đo


Hệ thống điện điều khiển khiển quá trình đo:

Hình 3. 7 Sơ đồ mạch điện máy đo quét 3D và tủ mạch điều khiển
của thiết bị
Phần mềm điều khiển: Phần mềm điều khiển được viết trên ngơn
ngữ lập trình C#, hình 3.9.

Hình 3. 9 Giao diện phần mềm điều khiển
Kết quả xây dựng quy trình quét của hệ thống đo 3D kích thước
cơ thể người:
Bước 1: Khởi động hệ thống quét 3D
Bước 2: Thực hiện chuyển động tịnh tiến đầu đo từ vị trí 1 đến vị trí 2
dừng lại, di chuyển cho đến hết vị trí 5 và mỗi vị trí thì dừng lại để qt.
Bước 3: Thực hiện quay bàn quay một góc 60o. Đầu đo sẽ chuyển động
từ dưới lên trên quét các vùng cơ thể ở góc quét 2.
Bước 4: Tương tự như bước 2, đầu đo sẽ đo quét các vùng từ trên xuống
dưới ở góc quét 3.
Bước 5: Quét từ dưới lên trên ở góc quét 4 tương tự như bước 3.
Bước 6: Quét từ trên xuống dưới góc quét 5
Bước 7: Quét từ dưới lên trên ở góc quét 6.

13


Hình 3. 15 Các vị trí qt 3D hệ thống đo
3.1.4 Kết quả xác định bộ phận thu nhận và xử lý thông tin
- Kết quả xây dựng mẫu ảnh chiếu: Các ảnh mẫu được được sử dụng để
chiếu lên đối tượng đo thể hiện hình 3.16

Hình 3. 16 Mẫu chiếu mã hóa Gray
- Kết quả hiệu chuẩn đầu đo và xử lý đám mây điểm 3D:

(a)
(b)
Hình 3.21 (a) Hiệu chuẩn đầu đo bằng ô bàn cờ
(b) dữ liệu đám mây điểm 3D hồn chỉnh
Mơ hình hệ thống đo 3D bao gồm: một máy chiếu sử dụng công
nghệ DLP, camera thu ảnh được bố trí thành cụm đầu đo có khả năng
dịch chuyển tịnh tiến lên xuống theo phương Y nhờ bộ truyền đai. Hệ
thống quét cơ thể với khoảng thời gian 4,3 phút/ một người quét, kích
thước cơ thể người sử dụng phương pháp ánh sáng cấu trúc mã Gray được
chế tạo bước đầu đáp ứng được việc dựng lại hình ảnh 3D của cơ thể
người.
14


3.2 Kết quả thiết lập điều kiện quét 3D cơ thể người
3.2.1 Kết quả xác định ảnh hưởng của yếu tố môi trường.
3.2.1.1 Xác định màu sắc phông nền cho hệ thống quét
Kết quả lựa chọn phông nền màu đen, hình 3.29.

Hình 3.29 Ảnh qt ngực phía trái và biểu đồ giá trị mức xám
đối với nền đen
Với nền màu xanh, khoảng giá trị tối (<100) khá nhiều, còn với
nền đen khoảng giá trị này rất thấp, do đó với nền đen số điểm nhận được
nhiều hơn và rõ nét hơn và không bị ảnh hưởng nhiều nhiễu bởi môi
trường xung quanh.
3.2.1.2 Xác định ánh sáng môi trường, khoảng cách cụm đầu đo
Kết quả thu được cho thấy giá trị mức xám của ảnh quét thu được
với khoảng cách từ 90cm đến 105cm và cường độ ánh sáng từ 300 lux
đến 350 lux cho giá trị mức xám tốt nhất. Với khoảng cách quét càng lớn,
trường quét càng rộng, số lần qt càng ít, q trình ghép ảnh càng chính
xác. Nhưng nếu trường quét lớn quá, thì ảnh thu được sẽ dễ bị nhịe và
có khả năng gây ra nhiều nhiễu, với khoảng cách quét 90 cm và cường
độ ánh sáng 350 lux cho thấy phân bố mức xám đồng đều và hình ảnh
thu được tốt. Do đó, kết luận khoảng cách quét là 90 cm, cường độ ánh
sáng môi trường là 350 lux là điều kiện quét tối ưu nhất. Tuy nhiên với
phương pháp tối ưu giá trị của hai yếu tố cần xét cho thấy kết quả là
khoảng cách quét tối ưu trong khoảng từ 83.4 đến 94.9 cm. Cường độ ánh
sáng môi trường tới ưu trong khoảng từ 300.5 lux đến 388 Lux.
3.2.2 Kết quả xác định ảnh hưởng của mẫu quét
3.2.2.1 Hình dáng kết cấu trang phục
Với kết quả thu được thấy rằng, hình dáng kết cấu trang phục là áo
sát nách nửa người bó sát, quần sooc ngắn trên đầu gối, mũ đội đầu là
phù hợp với hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người sử dụng ánh sáng
cấu trúc mã Gray.

15

Hình 3. 41 Hình ảnh kết cấu trang phục quét khi mặc
trên cơ thể đối tượng quét
3.2.2.2 Xác định màu sắc trang phục quét

Hình 3.48 Đồ thị xác định giá trị mức xám của ảnh quét khi
trang phục quét màu xám sáng
Đánh giá chung trên cả 3 tiêu chí, khi quét 3D sử dụng ánh sáng
cấu trúc, màu sắc tối ưu của trang phục quét là màu trắng và màu xám
sáng, trong đó, màu xám sáng là màu cho chất lượng ảnh quét tốt nhất.
3.2.2.3 Xác định tư thế của đối tượng quét

Hình 3.50 Dữ liệu ảnh quét 3D thu được, thay đổi các góc
dang tay và góc dang chân
16


Trên hình 3.50 cho thấy khi quét 3D sử dụng ánh sáng cấu trúc
mã Gray để lấy các kích thước cơ thể người phục vụ cho may mặc. Tư
thế quét tối ưu là đối tượng đứng thẳng với hai cánh tay dang ngang góc
20˚ so với thân người và hai chân dang ngang với khoảng cách mũi chân
là 20 cm, khoảng cách 2 gót chân là 10 cm đối với những đối tượng có
xương chậu rộng và khoảng cách này là 40 cm và 30 cm đối với đối tượng
có xương chậu hẹp.
3.2.3 Đánh giá độ chính xác từ hệ thống đo 3D kích thước cơ thể
người

Hình 3.53 Dữ liệu đám mây điểm manocanh thu được
trên hệ thống quét 3D
Kết quả thực hiện 50 lần đo của thơng số vịng mơng, vịng eo và chiều
cao manocanh, dữ liệu thu được từ hệ thống quét 3D đã thiết lập. Giá trị

trung bình của thơng số vịng ngực là 825,34 mm, giá trị trung bình vịng
mơng là 897,67 mm, giá trị trung bình chiều cao là 1743,4 mm.
Thơng số mẫu chuẩn cũng được đo bằng máy đo tọa độ 3D Hexagon
absolute arm. Máy đo Absolute Arm cung cấp độ chính xác của hệ thống
quét trong khoảng 43 micro. Máy quét 3D Size Stream cơ thể người sử
dụng ánh sáng trắng (phụ lục 5). Kết quả được so sánh độ chênh lệch thể
hiện trên bảng 3.57 như sau:

Hình 3.57 Biểu đồ kích thước cơ thể người theo các phương pháp đo
17


Với kết quả đo xác định độ chênh lệch vòng ngực, vịng mơng,
chiều cao của manocanh đo bằng hệ thống thiết bị đã thiết lập so với
phương pháp đo tiếp xúc lần lượt là 5.35 mm, 3.55 mm và -6.6 mm máy
đo Absolute Arm độ chênh lệch là -9.0 5mm, -0.88 mm, 1.7 mm. Kết quả
đo trên đối tượng thật độ chênh lệch kích thước vịng ngực, vịng mơng
và chiều cao đo trên hệ thống đo 3D đã thiết lập so với phương pháp đo
tiếp xúc lần lượt là -5.0 mm, -7.5 mm và 4 mm; Kết quả đo của máy Size
Stream so với kết quả đo tiếp xúc lần lượt là 8.2 mm, 8.5mm và – 8.4
mm. Theo tiêu chuẩn ISO 20685:2005 sai số tối đa cho phép giữa các giá
trị trích xuất và các giá trị đo từ 1÷9 mm, có thể nhận xét rằng với độ
chính xác của hệ thống thiết bị đã thiết lập sử dụng ánh sáng cấu trúc mã
Gray bước đầu đáp ứng được yêu cầu thu thập dữ liệu nhân trắc học.
3.3 Kết quả xây dựng phương pháp trích xuất dữ liệu đo kích thước
cơ thể người
3.3.1 Kết quả xác định mốc đo cơ thể người từ dữ liệu đám mây điểm
Đám mây điểm biểu diễn bề mặt cơ thể người dạng mesh ở cả dạng
điểm và dạng lưới bề mặt. Sau đó tách khung cơ thể và phân đoạn cơ thể
người, hình 3.59.

(a)
(b)
(c)
Hình 3.59 Kết quả phân đoạn ảnh dữ liệu đám mây điểm của
cơ thể người. (a) Dữ liệu đám mây điểm. (b) Biểu diễn kết quả
tách khung cơ thể. (c) Kết quả phân đoạn ảnh
Xác định hình hộp bao có hướng

Hình 3. 60 Hình hộp bao có hướng của đám mây điểm
18


Phân tích tỉ lệ của cơ thể tại các vị trí mốc so với tồn bộ cơ thể và
phân tích đặc điểm mốc và dựa vào tọa độ điểm xác định mốc, hình 3.61.
Hình 3.87 mơ tả kết quả trích xuất 26 mốc từ dữ liệu đám mây điểm 3D.

Hình 3.61 Sự phân bố
điểm của biên dạng
đường cong cơ thể

Hình 3. 87 Mơ phỏng của các mốc đo
trên mơ hình

3.3.2 Kết quả xác định kích thước cơ thể người bằng phương pháp
đo khơng tiếp xúc 3D
Sử dụng cơng thức tính tốn đo đoạn thẳng gồm kích thước, nội
suy cung trịn, nội suy Ellipse, Convex Hull (bao lồi) để xác định 39 kích
thước, trên hình 3.88 đến 3.90.

Hình 3.88 Các kích thước chiều cao

19


Hình 3.89 Các kích thước chiều dài và rộng

Hình 3.90 Các kích thước đo vịng và chu vi
3.3.3 Kết quả xây dựng phần mềm đo 3D kích thước cơ thể người

Hình 3.98 Giao diện phần mềm trích xuất các mốc đo
và kích thước đo
Xây dựng được phần mềm tự động trích xuất mốc đo cơ thể và
kích thước đo cơ thể người một cách nhanh chóng dễ sử dụng (chương
trình code phụ lục 5).
20


3.3.4 Đánh giá kết quả trích xuất dữ liệu kích thước cơ thể người
3.3.4.1 Đánh giá phương pháp trích xuất mốc
Đánh dấu các điểm mốc trên đối tượng quét sau đo, xác định tọa
độ điểm trên dữ liệu 3D so với cùng mẫu qt khơng đánh dấu mốc

Hình 3.99 Kết quả dữ liệu đám mây điểm có dán mốc và không dán mốc
Quét 10 nữ sinh và được đo trên hệ thống đo 3D đã thiết lập ở
hai hình thức dán sẵn 26 mốc đo và khơng dán mốc đo.

Hình 3.100 Biểu đồ sai số trích xuất mốc đo phương pháp 3D
so với phương pháp tiếp xúc
Sai số của từng mốc đo bằng phương 3D so với phương pháp tiếp

xúc, mỗi điểm xét theo tọa độ trong không gian (x, y, z), theo trục x lệch
từ 0 ÷0,5 mm, trục y từ 0 ÷ 1,0 mm, trục z từ 0 ÷ 0,2 mm. Sai số lớn nhất
ở đây là điểm mép ngoài của mào chậu, với điểm mào chậu trên dữ liệu
đám mây điểm rất khó để xác định bởi nó khơng có đặc điểm hay dấu
hiệu gì đặc biệt trên bề mặt mà trong nghiên cứu này đi xác định tương
quan, tỉ lệ hình học giữa chiều chiều cao của chiều dài chân ngoài (xác
định điểm mào chậu) với chiều cao cơ thể. Đây có thể là nguyên nhân
dẫn đến chênh lệch lớn của điểm mào chậu trên đám mây điểm so với
phương pháp tiếp xúc.
3.3.4.2 Kết quả đánh giá độ chính xác của kích thước đo cơ thể người
Để đánh giá tính chính xác và độ tin cậy của phương pháp 3D, đã
dùng 30 đối tượng để lấy kết quả quét và tại cùng thời điểm 30 đối tượng
đó cũng đo trực tiếp truyền thống và đo bằng phương pháp tiếp xúc.
Sự khác biệt đáng kể bởi kích thước đo từ dữ liệu quét được hầu
hết lớn hơn kích thước đo từ phương pháp tiếp xúc. Xét độ chênh lệch
của 39 kích thước trong đó với nhóm kích thước đo thẳng có kích thước
21


chiều cao độ chênh lệch lớn nhất từ 0,17÷1,55 cm, chiều dài từ 0,07÷0,54
cm, vịng từ 0,12÷0,87 cm. Sự khác biệt lớn nhất là kích thước chiều cao,
nhóm kích thước chiều dài là dài chân đo bên ngồi và nhóm kích thước
vịng là vịng mơng. Có thể nói lý do chính có sự khác biệt này là do
phương pháp đo tiếp xúc khi dùng thước dây, băng đo kích thước vịng,
độ rộng có độ thắt chặt của thước dây, cịn kích thước chiều cao với
phương pháp quét 3D cần đội mũ khi qt tóc được búi lên và dẫn đến
vịng đầu thu được lớn hơn đo ở phương pháp tiếp xúc. Bên cạnh đó, dữ
liệu các kích thước vịng, chu vi từ phương pháp quét khá đồng nhất.
3.3.5 Ứng dụng đo các nhóm kích thước cơ thể nữ thanh niên VN
Tiến hành quét 100 đối tượng là nữ sinh viên trên hệ thống đo 3D

và điều kiện đo được xác định, sau khi thu được dữ liệu đám mây điểm
tiến hành xử lý dữ liệu, xác định chính xác các điểm mốc, từng nhóm
kích thước nhóm kích thước thẳng (chiều cao, chiều dài) được tính bằng
khoảng cách tuyến tính giữa 2 điểm mốc, nhóm kích thước vịng, chu vi
được tính bằng xấp xỉ đa giác lồi (bao hộp), nhóm kích thước bề dày, bề
ngang cũng được tính bằng khoảng cách tuyến tính giữa 2 điểm mốc.
Kết quả tính tốn thống kê cho thấy độ lệch chuẩn (δ) của các kích
thước không cao cụ thể như chiều cao đứng δ = 4,61 và đốt sống cổ 7 có
δ = 4,85 so sánh với các cơng trình nghiên cứu về phương pháp đo tiếp
xúc ở mục 1.1.1.2 chương 1 có δ = 5, như vậy mức độ phân tán của từng
giá trị kích thước so với số trung bình là ít bị phân tán
Min và Max của dãy số đều nằm trong khoảng từ 𝑀-3σ đến M
+ 3σ. Độ biến thiên Cv chênh lệch nhau khơng nhiều. Giá trị M trung
bình và Mo, Me tương đối bằng nhau. Các giá trị SK< S, SK<0.5 nên độ
bất đối xứng thể hiện ở mức trung bình. Như vậy các kích thước thu được
từ hệ thống đo 3D đạt độ tin cậy trong việc xây dựng hệ thống cỡ số quần
áo ứng dụng trong thiết kế công nghiệp.
KẾT LUẬN LUẬN ÁN
1. Đã nghiên cứu xác định ứng dụng công nghệ đo quét 3D bằng ánh sáng
cấu trúc mã Gray là phương pháp tốt để đo lường kích thước cơ thể người
ứng dụng trong ngành may. Từ đó, xác lập các yêu cầu cần đạt và cơ sở
về lý thuyết cho việc tính tốn, thiết kế tích hợp các phần tử để xây dựng
hệ thống đo quét biên dạng cơ thể người bằng phương pháp sử dụng ánh
sáng cấu trúc mã Gray với số ảnh mẫu 42 chiếu theo 2 phương vng
góc.
2. Đã thiết kế ngun lý và kết cấu hệ thống đo 3D kích thước cơ thể
người có chiều cao dao động từ 146 cm đến 167 cm với 3 đến 6 vùng
22

quét. Hệ thống đo được xây dựng với cụm cảm biến đầu đo gồm máy
chiếu Optoma X312, một camera GigE Vision CCD Model STCSB133BOEHS với ống kính f = 8 mm cho phép một vùng đo 500x500
mm với khoảng cách quét 933 mm đạt được độ phân giải. Hệ thống dịch
chuyển đo gồm cụm dịch chuyển tịnh tiến đầu đo đến 1800 mm tới tốc
độ 10mm/s, cụm bàn quay mẫu đo 360° với tốc độ 3 vòng/phút. Thời gian
thực hiện quét toàn bộ cơ thể người là 4,3 phút/một người.
3. Đã xây dựng được quy trình đo để thu nhận và xử lý thông tin sau khi
quét mẫu 3D cơ thể người gồm: xây dựng mẫu ảnh chiếu, thực hiện q
trình hiệu chuẩn đầu đo xác định các thơng số hệ quang của camera và
máy chiếu, xử lý đám mây điểm 3D thu được sau quá trình quét bằng
phần mềm Meshlab để loại bỏ nhiễu, phần mềm Geomagic để ghép ảnh
theo chiều cao đứng và diện tích xung quanh để thu được đám mây hoàn
chỉnh cơ thể người.
4. Đã nghiên cứu xác định điều kiện đo cho chất lượng ảnh mẫu thu được
tốt nhất về cường độ sáng môi trường đo 300.5 lux đến 388 Lux, phông
nền màu đen, khoảng cách đầu đo đến đối tượng quét từ 834 đến 949 mm,
hình dáng, kết cấu trang phục đo gồm: áo sát nách nửa người bó sát, quần
sooc ngắn trên đầu gối, sử dụng mũ đội đầu phù hợp với hệ thống đo 3D
kích thước cơ thể người sử dụng ánh sáng cấu trúc mã Gray nhằm thu
được dữ liệu đám mây điểm ảnh của phần đầu, chất liệu vải dệt kim có
độ co giãn tốt cũng như lượng dư thiết kế hợp lý, trang phục khơng q
bó chặt cơ thể khơng làm thay đổi hình dáng kích thước thực của cơ thể.
Khi quét 3D sử dụng ánh sáng cấu trúc, màu sắc tối ưu của trang phục
quét là màu trắng và màu xám sáng, trong đó màu xám sáng là màu cho
chất lượng ảnh quét tốt nhất. Tư thế quét tối ưu là đối tượng đứng thẳng
với hai cánh tay dang ngang góc 20˚ so với thân người và hai chân dang
ngang với khoảng cách mũi chân là 200 mm và khoảng cách 2 gót chân
là 100 mm đối với những đối tượng có xương chậu rộng và khoảng cách
này là 400 mm và 300 mm đối với đối tượng có xương chậu hẹp.
5. Đã xây dựng cơ sở lý thuyết các phương pháp và thuật toán, mã code

xác định hệ thống 26 mốc đo theo tiêu chuẩn TCVN-1571-2009. Bao
gồm 3 nhóm mốc: nhóm 1 gồm 14 mốc, nhóm 2 gồm 5 mốc, nhóm 3 gồm
2 mốc, nhóm 4 gồm 5 mốc. Tạo cơ sở cho việc xác lập tự động các mốc
đo lường kích thước cơ thể người, đồng thời lập được phần mềm xác định
mốc đo và kích thước đo tự động góp phần thu thập và xử lý dữ liệu
nhanh chóng trong đo 3D kích thước cơ thể người bằng phương pháp đo
không tiếp xúc ứng dụng trong ngành may mặc.
6. Xây dựng phương pháp, thuật toán và mã code trích xuất 39 kích thước
cơ thể người theo TCVN-1571-2009, các loại kích thước: thẳng, dài,
23


vịng chu vi. Dữ liệu trích xuất khi đo lường thực nghiệm đã được đánh
giá so sánh dựa trên phương pháp đo tiếp xúc và với nhóm kích thước
chiều cao sai số lớn nhất là 1.55 cm, nhóm kích thước chiều dài có sai số
là 0.54cm, nhóm kích thước vịng có sai số lớn nhất là 0.87 cm.
7. Viết chương trình phần mềm điều khiển và đo lường kích thước cơ thể
người trên ngơn ngữ lập trình C#, thuận tiện, dễ sử dụng và hoạt động ổn
định trên hệ thống đo thực nghiệm kích thước cơ thể người đã chế tạo lần
đầu tiên ở Việt Nam.
8. Đã tiến hành so sánh, đánh giá độ chính xác của kết quả đo kích thước
manơcanh bằng hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người do luận án chế
tạo cùng với kết quả đo thơng số kích thước cơ thể người bằng phương
pháp đo tiếp xúc, máy đo Absolute Arm và máy đo Size Stream. Kết quả
phân tích đánh giá cho thấy độ chính xác của hệ thống thiết bị đã thiết lập
sử dụng ánh sáng cấu trúc mã Gray bước đầu đáp ứng được yêu cầu thu
thập dữ liệu nhân trắc học ngành may.
9. Đã tiến hành thực nghiệm đo 39 thông số kích thước cơ thể người của
trên 100 nữ sinh viên Hưng Yên bằng hệ thống hệ thống đo 3D kích thước
cơ thể người do luận án thiết lập và chế tạo. Kết quả 30 mẫu được tính

chênh lệch giá trị trung bình của từng kích thước đo được so sánh với
phương pháp đo tiếp xúc, và kết quả tính toán thống kê được xử lý trên
phần mềm SPSS cho thấy các kích thước thu được từ hệ thống đo 3D đạt
độ tin cậy trong việc xây dựng hệ thống cỡ số quần áo. Các kết quả này
là cơ sở khoa học để xây dựng hệ thống cỡ số quần áo ứng dụng trong
thiết kế quần áo công nghiệp cho đối tượng nữ thanh niên Hưng Yên nói
riêng và Việt Nam nói chung độ tuổi từ 18 đến 25.
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
1. Nghiên cứu hồn thiện phương pháp trích xuất dữ liệu đo nhằm tăng
độ chính xác của kết quả đo kích thước cơ thể người nói chung và các
kích thước tại vị trí khuất, vùng tối, vị trí khó xác định khi đo bằng
phương pháp 3D khơng tiếp xúc sử dụng ánh sáng cấu trúc mã Gray.
2. Tiếp tục nâng cấp hệ thống đo 3D kích thước cơ thể người sử dụng ánh
sáng cấu trúc mã Gray của luận án về thời gian quét, vùng quét, tích hợp
các hệ cảm biến khi quét và ứng dụng xây dựng hệ thống cỡ số quần áo
sử dụng hệ thống quét 3D đã thiết lập.

24