Método para levantamento de parâmetros antropométricos utilizando um digitalizador 3D de baixo custo

Abstract

Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um método para obtenção de parâmetros antropométricos através de um digitalizador tridimensional de baixo custo. A fundamentação teórica da presente pesquisa abrange temas relacionados ao processo de Design, produtos personalizados e de tecnologia assistiva, além da relação entre os parâmetros antropométricos e o projeto de produto. Assim, foram investigados os métodos utilizados para o levantamento dos parâmetros antropométricos pelo processo direto de medição e o respectivo estado da arte. Ainda, foram investigados os métodos utilizados para o levantamento de parâmetros antropométricos lineares por digitalizadores tridimensionais. A metodologia da pesquisa consiste em cinco etapas: pesquisa bibliográfica, coleta e análise dos dados antropométricos pelo método direto e o desenvolvimento do método indireto de obtenção de medidas antropométricas, comparação e análise dos dados obtidos, discussão dos resultados e a finalização da pesquisa. O processo de digitalização utilizado está baseado em um dispositivo de baixo custo, o Microsoft Kinect e no software kscan3D. Para o levantamento antropométrico a partir do modelo tridimensional, é utilizado o software Autodesk 3D Studio Max. Através da comparação e avaliação entre os dados obtidos pelo método direto e indireto, foi possível verificar a compatibilidade dos dados e, assim, validar o método desenvolvido. Como resultado foi proposto um método para realização do levantamento de parâmetros antropométricos utilizando um digitalizador 3D de baixo custo. A pesquisa apresenta recomendações e restrições para a geração do modelo tridimensional, de forma a se obter uma malha com precisão satisfatória. É apresentado um fluxograma para orientar a aplicação do método desenvolvido no processo de Design bem como um quadro-resumo contendo diretrizes para esta aplicação. O método desenvolvido obteve 97,96% de compatibilidade nos resultados das variáveis mensuradas em relação ao método direto. Estes resultados foram obtidos com um tempo de exposição do indivíduo de apenas 3 minutos e 28 segundos, muito inferior ao tempo necessário no método direto, que foi de 1 hora e 12 minutos, o que demonstra uma das principais contribuições do método proposto.

The aim of this paper is to develop a method for obtaining anthropometric parameters using a low cost three-dimensional digitizer. The theoretical foundation of this research covers topics related to the design process, personalized products and assistive technology. It also considers the relationship between anthropometric parameters and product design. Thus, we investigated the methods used in the analysis of anthropometric parameters through direct process measurement and its state of the art. Moreover, it was investigated the methods used for collect anthropometric parameters through linear three-dimensional scanners. The research methodology is divided in five steps: literature review; collection and analysis of anthropometric data using the direct method and also the development of the indirect method for obtaining anthropometric measurements; comparison and data analysis; discussion of results and the completion of the research. The digitization process developed it is based on Microsoft Kinect, a low-cost device, and also on the software kscan3D. For the anthropometric collection from the three-dimensional model is used Autodesk 3D Studio Max. Through the comparison and evaluation of the data obtained by the direct and the indirect methods, it was possible to verify the compatibility of the data and thus validate the developed method. Therefore, it was proposed a method for collecting anthropometric parameters using a low-cost 3D scanner. This research presents requirements and constraints for generate the threedimensional model in order to obtain a mesh with satisfactory precision. It is presented a flowchart to guide the implementation of the developed method in the design process as well as a summary table containing guidelines for this application. The developed method achieved 97.96% of compatibility considering the results of the measured variables in relation to the direct method. These results were obtained with an exposure time of the individual of only 3 minutes and 28 seconds, which is less than the time required in the direct method – 1 hour and 12 minutes. This demonstrates one major contribution of the developed method.