ISO 20685-2:2015

Ergonomics - 3-D scanning methodologies for internationally compatible anthropometric databases - Part 2: Evaluation protocol of surface shape and repeatability of relative landmark positions

ISO 20685-2:2015 addresses protocols for testing of 3-D surface-scanning systems in the acquisition of human body shape data and measurements. It does not apply to instruments that measure the motion of individual landmarks. While mainly concerned with whole-body scanners, it is also applicable to body-segment scanners (head scanners, hand scanners, foot scanners). This International Standard applies to body scanners that measure the human body in a single view. When a hand-held scanner is evaluated, it has to be noted that the human operator can contribute to the overall error. When systems are evaluated in which the subject is rotated, movement artefacts can be introduced; these can also contribute to the overall error. This part of ISO 20685 applies to the landmark positions determined by an anthropometrist. It does not apply to landmark positions automatically calculated by software from the point cloud. The quality of surface shape of the human body and landmark positions is influenced by performance of scanner systems and humans including measurers and subjects. This part of ISO 20685 addresses the performance of scanner systems by using artefacts rather than human subjects as test objects. Traditional instruments are required to be accurate to millimetre. Their accuracy can be verified by comparing the instrument with a scale calibrated according to an international standard of length. To verify or specify the accuracy of body scanners, a calibrated test object with known form and size is used. The intended audience is those who use 3-D body scanners to create 3-D anthropometric databases including 3-D landmark locations, the users of these data, and scanner designers and manufacturers. This part of ISO 20685 intends to provide the basis for the agreement on the performance of body scanners between scanner users and scanner providers as well as between 3-D anthropometric database providers and data users.

Ergonomie — Méthodologies d'exploration tridimensionnelles pour les bases de données anthropométriques compatibles au plan international — Partie 2: Protocole d'évaluation de la forme extérieure et de la répétabilité des positions relatives de repères

L'ISO 20685-2:2015 concerne les protocoles d'essai des systèmes d'exploration à l'aide de scanners 3D de surface permettant de collecter des données sur la forme du corps humain et les mesurages. Elle ne s'applique pas aux instruments qui mesurent le déplacement de repères individuels. La majeure partie de l'ISO 20685-2:2015 concerne les scanners pour le corps entier, mais elle s'applique également aux scanners limités à une partie du corps (scanners pour la tête, scanners pour la main, scanners pour le pied). L'ISO 20685-2:2015 s'applique aux scanners corporels qui mesurent le corps humain dans une seule vue. En cas d'évaluation d'un scanner portatif, il convient de noter que l'opérateur humain peut contribuer à l'erreur globale. En cas d'évaluation de systèmes dans lesquels le sujet subit une rotation, des artéfacts liés au mouvement peuvent être introduits et contribuer aussi à l'erreur globale. L'ISO 20685‑2:2015 s'applique aux positions de repères déterminées par un expert en anthropométrie. Elle ne s'applique pas aux positions de repères calculées automatiquement par le logiciel à partir du nuage de points. La qualité de la forme extérieure du corps humain et des positions des repères est influencée par les performances des systèmes d'exploration et des humains, y compris les opérateurs réalisant les mesurages et les sujets. L'ISO 20685-2:2015 évalue les performances des systèmes d'exploration en utilisant des objets façonnés plutôt que des sujets humains comme objets d'essai. Les instruments traditionnels doivent être précis au millimètre près. Leur exactitude peut être vérifiée en comparant l'instrument à une échelle étalonnée par rapport à un étalon international de longueur. Pour vérifier ou spécifier l'exactitude des scanners corporels, un objet d'essai étalonné de forme et de dimensions connues est utilisé. L'ISO 20685-2:2015 s'adresse aux utilisateurs des scanners 3D pour créer des bases de données anthropométriques 3D incluant des positions de repères 3D, aux utilisateurs de ces données ainsi qu'aux concepteurs et fabricants de scanners. L'ISO 20685-2:2015 est destinée à servir de base d'accord sur les performances des scanners corporels entre les utilisateurs des scanners et les fournisseurs de scanners ainsi qu'entre les fournisseurs de base de données anthropométriques 3D et les utilisateurs de ces données.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 03-Aug-2015
• ICS: 13.180 - Ergonomics
• Technical Committee: ISO/TC 159/SC 3 - Anthropometry and biomechanics
• Drafting Committee: ISO/TC 159/SC 3 - Anthropometry and biomechanics
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 14-Sep-2023
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revised: ISO 20685-2:2023 - Ergonomics - 3-D scanning methodologies for internationally compatible anthropometric databases - Part 2: Evaluation protocol of surface shape and repeatability of relative landmark positions
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20685-2
First edition
2015-08-01
Ergonomics — 3-D scanning
methodologies for internationally
compatible anthropometric
databases —
Part 2:
Evaluation protocol of surface
shape and repeatability of relative
landmark positions
Ergonomie — Méthodologies d’exploration tridimensionnelles
pour les bases de données anthropométriques compatibles au plan
international —
Partie 2: Protocole d’évaluation de la forme extérieure et de la
répétabilité des positions relatives de repères
Reference number
©
ISO 2015
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written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Test protocol for evaluating surface shape measurement . 3
4.1 General aspects . 3
4.2 Test sphere . 3
4.3 Procedure . 3
4.3.1 Measurement of test sphere . 3
4.3.2 Calculation of quality parameters . 4
4.3.3 Report . 4
5 Test protocol for evaluating repeatability of landmark positions . 5
5.1 General aspects . 5
5.2 Test object . 5
5.3 Landmarks . 5
5.4 Procedure . 6
5.4.1 Measurement . 6
5.4.2 Calculation of quality parameter . 7
5.4.3 Report . 7
6 Evaluation of hidden area . 7
6.1 General aspect . 7
6.2 Recruitment of subjects. 7
6.3 Posture control and measurement . 7
6.4 Procedure to evaluate the hidden area . 8
6.5 Report . 8
Annex A (informative) Sample of test object . 9
Annex B (informative) Example of test and report .11
Annex C (informative) Example of report of evaluation of hidden area .17
Annex D (informative) Simultaneous superimposition of landmark coordinate data from
10 scans .19
Bibliography .20
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 159, Ergonomics, Subcommittee SC 3,
Anthropometry and biomechanics.
ISO 20685 consists of the following parts, under the general title 3-D scanning methodologies for
internationally compatible anthropometric databases:
— Part 2: Evaluation protocol of surface shape and repeatability of relative landmark positions
A revision of ISO 20685:2010 is under preparation; when revised, it will become
— Part 1: Evaluation protocol for body dimensions extracted from 3-D body scans
iv © ISO 2015 – All rights reserved

Introduction
Anthropometric measures are key to many International Standards. These measures can be gathered
using a variety of instruments. An instrument with relatively new application to anthropometry is a
three-dimensional (3-D) scanner. 3-D scanners generate a 3-D point cloud of the outside of the human
body that can be used in a number of situations including clothing and automotive design, engineering
and medical applications. Recently, digital human models are created from a 3-D point cloud, and used
for various applications related to technological design process. Quality control of scan-extracted
anthropometric data is important since required quality can differ according to applications.
There are a number of different fundamental technologies that underlie commercially available
systems. These include stereophotogrammetry, ultrasound and light (laser light, white light and
infrared), among others. Further, the software that is available to process data from the scan varies in
its methods. Additionally, methods to extract landmark positions are different between commercially
available systems. In some systems, anthropometrists decide landmark locations and paste marker
stickers, and scanner system calculate locations of marker stickers and identify their names, while in
other systems, landmark positions are automatically calculated from the surface shape data. Quality of
landmark locations have significant effects on the quality of scan-extracted 1-D measurements as well
as digital human models created based on these landmarks.
As a result of differences in fundamental technology, hardware and software, the quality of body surface
shape and landmark locations from several different systems can be different for the same individual.
Since 3-D scanning can be used to gather these data, it was important to develop an International
Standard that allows users of such systems as well as users of scan-extracted measurements to judge
whether the 3-D system is adequate for these needs.
The intent of this part of ISO 20685 is to ensure the quality control process of body scanners, especially
that of surface shape and locations of landmarks as specified by ISO 7250-1.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 20685-2:2015(E)
Ergonomics — 3-D scanning methodologies for
internationally compatible anthropometric databases —
Part 2:
Evaluation protocol of surface shape and repeatability of
relative landmark positions
1 Scope
This part of ISO 20685 addresses protocols for testing of 3-D surface-scanning systems in the acquisition
of human body shape data and measurements. It does not apply to instruments that measure the motion
of individual landmarks.
While mainly concerned with whole-body scanners, it is also applicable to body-segment scanners
(head scanners, hand scanners, foot scanners). This International Standard applies to body scanners
that measure the human body in a single view. When a hand-held scanner is evaluated, it has to be noted
that the human operator can contribute to the overall error. When systems are evaluated in which the
subject is rotated, movement artefacts can be introduced; these can also contribute to the overall error.
This part of ISO 20685 applies to the landmark positions determined by an anthropometrist. It does not
apply to landmark positions automatically calculated by software from the point cloud.
The quality of surface shape of the human body and landmark positions is influenced by performance
of scanner systems and humans including measurers and subjects. This part of ISO 20685 addresses
the performance of scanner systems by using artefacts rather than human subjects as test objects.
Traditional instruments are required to be accurate to millimetre. Their accuracy can be verified by
comparing the instrument with a scale calibrated according to an international standard of length. To
verify or specify the accuracy of body scanners, a calibrated test object with known form and size is used.
The intended audience is those who use 3-D body scanners to create 3-D anthropometric databases
including 3-D landmark locations, the users of these data, and scanner designers and manufacturers.
This part of ISO 20685 intends to provide the basis for the agreement on the performance of body
scanners between scanner users and scanner providers as well as between 3-D anthropometric
database providers and data users.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 7250-1, Basic human body measurements for technological design — Part 1: Body measurement
definitions and landmarks
ISO 10360-8, Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate
measuring systems (CMS) — Part 8: CMMs with optical distance sensors
ISO 20685, 3-D scanning methodologies for internationally compatible anthropometric databases
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
error of spherical form measurement
error within the range of the Gaussian radial distance, determined by a least-squares fit of measured
data points on a test sphere
Note 1 to entry: Error of spherical form measurement is associated with the performance of the body scanner
and the sphericity of the test sphere.
3.2
spherical form dispersion value
smallest width of a spherical shell that includes n % of all the measured data points
Note 1 to entry: See Figure 1, right.
Note 2 to entry: n should be 90 %.
3.3
standard deviation of radial distances
standard deviation of radial distances from measured data points and best-fit sphere
Note 1 to entry: Standard deviation of radial distances is an indicator of error of spherical form
measurement and is highly correlated with error of spherical form measurement (90 %).
3.4
error of diameter measurement
error of the diameter of a least-squares fit of measured data points on a test sphere
Note 1 to entry: See Figure 1, left.
Note 2 to entry: It is calculated as the measured diameter minus the calibrated diameter.
r
d
1 3
Key
1 best-fit sphere
2 spherical from dispersion value (n)
3 centre of the best-fit sphere
d diameter of the best-fit sphere
r radial distance of a measured data point from the centre of the best-fit sphere
NOTE Spherical form dispersion value (n), in which n % of the measured data points are located, is shown as
the radial thickness of the shaded area of the right figure. Spherical form dispersion value (n) is calculated as the
100 – n/2 percentile value minus n/2 percentile value of the radial distances of the measured data points from
the centre of the best-fit sphere.
Figure 1 — Error of diameter measurement and spherical form dispersion value
2 © ISO 2015 – All rights reserved

4 Test protocol for evaluating surface shape measurement
4.1 General aspects
The environmental conditions shall correspond to the operating conditions of the 3-D body scanner.
When operation mode needs to be modified to measure the test object, it shall be specified in the report.
4.2 Test sphere
Sphere made of steel, ceramic, or other suitable materials with diffusely reflecting surface are used to
determine the quality parameter spherical form dispersion value and error of diameter measurement.
It is desirable that the diameter of the sphere should be larger than 10 % of the largest dimension of a
rectangular parallelepiped scanning volume.
The diameter and form of the test sphere shall be calibrated, and a calibration certificate shall be
available. Since the form deviation and the roughness of the test sphere influence the test results,
error of spherical form measurement in the certificate shall be smaller than one fifth of the maximum
permissible error determined by the body scanner manufacturer.
The surface properties of the test sphere may significantly affect the test results. The material of test
sphere shall be reported.
The reference sphere supplied with the body scanner for the calibration purposes shall not be used
for this test.
Example of sphere is shown in Annex A.
4.3 Procedure
4.3.1 Measurement of test sphere
The sphere shall be measured at least nine different positions within the scanning volume. Measurement
positions shall include the following nine positions (Figure 2): position 1 is the centre of the scanning
volume on the floor; position 2 to position 5 are 500 mm, 1 000 mm, 1 500 mm, and 2 000 mm off the
floor, above position 1; position 6 and position 7 are 250 mm anterior to or posterior to the centre
position and 1 000 mm off the floor; position 8 and position 9 are 400 mm right or left to the centre
position and 1 000 mm off the floor.
When the sphere cannot be measured at positions described above due to a smaller scanning volume,
measure the sphere at a position closest to the intended position, and record the exact position.
Top view
right left
posterior
anterior
400 400
Front view Right side view
top
posterior anterior
right
left
400 400
bottom
Figure 2 — Measurement positions of the sphere
4.3.2 Calculation of quality parameters
Data points from objects other than the test sphere, such as a tripod, shall be deleted manually. Outlying
data points due to reflection can be also removed.
Centre of a best-fit sphere is calculated from the measured data points. Calculate radial distances from
the centre of the best-fit sphere to all data points. The diameter of the best-fit sphere is calculated as the
mean of all radial distances.
Error of diameter measurement is calculated as the diameter of the best-fit sphere minus the
calibrated diameter.
Spherical form dispersion value (90 %) is calculated as 95 percentile value minus 5 percentile value of
the radial distances.
Standard deviation of all radial distances shall be calculated.
4.3.3 Report
Material and calibration results of test sphere (diameter and probing dispersion value) shall be reported.
For each position, actual measurement position, error of diameter measurement, spherical form
dispersion value (90 %), and standard deviation of radial distances from measured data points and the
best-fit sphere shall be reported. Figures of measured data points of test sphere help interpreting results.
Example of test procedure and report are shown in Annex B.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
1 000
1 500
2 000
5 Test protocol for evaluating repeatability of landmark positions
5.1 General aspects
The environmental conditions shall correspond to the operating conditions of the 3-D body scanner.
When operation mode needs to be modified to measure the test object, it shall be specified in the report.
5.2 Test object
An
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 20685-2
Première édition
2015-08-01
Ergonomie — Méthodologies
d’exploration tridimensionnelles
pour les bases de données
anthropométriques compatibles au
plan international —
Partie 2:
Protocole d’évaluation de la forme
extérieure et de la répétabilité des
positions relatives de repères
Ergonomics — 3-D scanning methodologies for internationally
compatible anthropometric databases —
Part 2: Evaluation protocol of surface shape and repeatability of
relative landmark positions
Numéro de référence
©
ISO 2015
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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Protocole d’essai pour l’évaluation du mesurage de la forme extérieure .3
4.1 Aspects généraux . 3
4.2 Sphère d’essai . 3
4.3 Mode opératoire . 4
4.3.1 Mesurage de la sphère d’essai . 4
4.3.2 Calcul des paramètres de qualité . 4
4.3.3 Rapport . 5
5 Protocole d’essai pour évaluer la répétabilité des positions de repères.5
5.1 Aspects généraux . 5
5.2 Objet d’essai . 5
5.3 Repères . 5
5.4 Mode opératoire . 7
5.4.1 Mesurage . 7
5.4.2 Calcul des paramètres de qualité . 7
5.4.3 Rapport . 7
6 Évaluation de la zone cachée . 8
6.1 Aspects généraux . 8
6.2 Recrutement de sujets . 8
6.3 Contrôle de la posture et mesurage . 8
6.4 Procédure d’évaluation de la zone cachée . 8
6.5 Rapport . 9
Annexe A (informative) Échantillon d’objet d’essai .10
Annexe B (informative) Exemple d’essai et de rapport .12
Annexe C (informative) Exemple de rapport d’évaluation de la zone cachée .17
Annexe D (informative) Superposition simultanée des coordonnées des repères issues de
10 numérisations .19
Bibliographie .20
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien
suivant: w w w . i s o .org/ iso/ fr/ avant -propos .html
Le comité responsable du présent document est l’ISO/TC 159, Ergonomie, sous-comité SC 3,
Anthropométrie et biomécanique.
L’ISO 20685 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Méthodologies d’exploration
tridimensionnelles pour les bases de données anthropométriques compatibles au plan international:
— Partie 2: Protocole d’évaluation de la forme extérieure et de la répétabilité des positions relatives
de repères
Une révision de l’ISO 20685:2010 est en cours de préparation; une fois révisé, il deviendra
— Partie 1: Protocole d’évaluation des dimensions corporelles obtenues à l’aide de scanners 3D
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés

Introduction
Les mesures anthropométriques sont la clef de nombreuses Normes internationales. Ces mesures
peuvent être recueillies à l’aide d’un certain nombre d’instruments. L’application du scanner
tridimensionnel (3D) à l’anthropométrie est relativement récente. Les scanners 3D génèrent un nuage
de points en 3D représentant la forme extérieure du corps humain, qui peut être utilisé dans de
nombreuses situations, notamment pour la conception des vêtements et des voitures, les applications
en ingénierie et les applications médicales. Depuis peu, des modèles humains numériques sont créés à
partir d’un nuage de points en 3D et utilisés pour diverses applications en rapport avec le processus
de conception technologique. Le contrôle de la qualité des données anthropométriques obtenues par
scanner est important car la qualité requise peut varier selon les applications.
Il existe un certain nombre de technologies fondamentales différentes qui sous-tendent des systèmes
disponibles dans le commerce. Ils comprennent, entre autres, la stéréophotogrammétrie, les ultrasons
et la lumière (lumière laser, lumière blanche et lumière infrarouge). De plus, les logiciels utilisés pour
traiter les données obtenues par scanner fonctionnent selon des méthodologies différentes. En outre,
les méthodes d’acquisition des positions de repères varient entre les différents systèmes disponibles
sur le marché. Dans certains systèmes, les experts en anthropométrie déterminent les positions des
repères et appliquent des autocollants de repérage; le scanner calcule les positions des autocollants
de repérage et identifie leurs noms, alors que dans d’autres systèmes, les positions des repères sont
automatiquement calculées à partir des données relatives à la forme extérieure. La qualité des positions
de repères a un impact significatif sur la qualité des mesures unidimensionnelles obtenues par scanner
ainsi que sur la qualité des modèles humains numériques créés sur la base de ces repères.
Compte tenu de ces différences de technologie fondamentale, tant au niveau matériel qu’au niveau
logiciel, la qualité de la forme extérieure du corps et des positions des repères obtenues avec des
systèmes différents peut être différente pour le même individu. L’exploration 3D pouvant servir à
recueillir ces données, il était important d’élaborer une Norme internationale afin de permettre aux
utilisateurs de ces systèmes ainsi qu’aux utilisateurs des mesurages obtenus par scanner de juger si le
système 3D répond à ces besoins.
L’objectif de cette partie de l’ISO 20685 est d’assurer le processus de contrôle de la qualité des scanners
corporels, notamment en ce qui concerne la forme extérieure et les positions des repères, tels que
spécifiés dans l’ISO 7250-1.
NORME INTERNATIONALE ISO 20685-2:2015(F)
Ergonomie — Méthodologies d’exploration
tridimensionnelles pour les bases de données
anthropométriques compatibles au plan international —
Partie 2:
Protocole d’évaluation de la forme extérieure et de la
répétabilité des positions relatives de repères
1 Domaine d’application
Cette partie de l’ISO 20685 concerne les protocoles d’essai des systèmes d’exploration à l’aide de
scanners 3D de surface permettant de collecter des données sur la forme du corps humain et les
mesurages. Elle ne s’applique pas aux instruments qui mesurent le déplacement de repères individuels.
La majeure partie de la présente Norme internationale concerne les scanners pour le corps entier, mais
elle s’applique également aux scanners limités à une partie du corps (scanners pour la tête, scanners pour
la main, scanners pour le pied). La présente Norme internationale s’applique aux scanners corporels qui
mesurent le corps humain dans une seule vue. En cas d’évaluation d’un scanner portatif, il convient
de noter que l’opérateur humain peut contribuer à l’erreur globale. En cas d’évaluation de systèmes
dans lesquels le sujet subit une rotation, des artéfacts liés au mouvement peuvent être introduits et
contribuer aussi à l’erreur globale. La présente partie de l’ISO 20685 s’applique aux positions de repères
déterminées par un expert en anthropométrie. Elle ne s’applique pas aux positions de repères calculées
automatiquement par le logiciel à partir du nuage de points.
La qualité de la forme extérieure du corps humain et des positions des repères est influencée par
les performances des systèmes d’exploration et des humains, y compris les opérateurs réalisant
les mesurages et les sujets. La présente partie de l’ISO 20685 évalue les performances des systèmes
d’exploration en utilisant des objets façonnés plutôt que des sujets humains comme objets d’essai.
Les instruments traditionnels doivent être précis au millimètre près. Leur exactitude peut être vérifiée
en comparant l’instrument à une échelle étalonnée par rapport à un étalon international de longueur.
Pour vérifier ou spécifier l’exactitude des scanners corporels, un objet d’essai étalonné de forme et de
dimensions connues est utilisé.
La présente partie de l’ISO 20685 s’adresse aux utilisateurs des scanners 3D pour créer des bases de
données anthropométriques 3D incluant des positions de repères 3D, aux utilisateurs de ces données
ainsi qu’aux concepteurs et fabricants de scanners. Elle est destinée à servir de base d’accord sur les
performances des scanners corporels entre les utilisateurs des scanners et les fournisseurs de scanners
ainsi qu’entre les fournisseurs de base de données anthropométriques 3D et les utilisateurs de ces
données.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 7250-1, Définitions des mesures de base du corps humain pour la conception technologique — Partie 1:
Définitions des mesures du corps et repères
ISO 10360-8, Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception et de vérification périodique
des systèmes de mesure tridimensionnels (SMT) — Partie 8: MMT avec détecteurs optiques sans contact
ISO 20685, Méthodologies d’exploration tridimensionnelles pour les bases de données anthropométriques
compatibles au plan international
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
erreur de mesure d’une forme sphérique
erreur dans la plage de distance radiale gaussienne, déterminée par un ajustement par les moindres
carrés des points de données mesurés sur une sphère d’essai
Note 1 à l’article: L’erreur de mesure d’une forme sphérique est associée aux performances du scanner corporel et
à la sphéricité de la sphère d’essai.
3.2
valeur de dispersion d’une forme sphérique
la plus petite largeur d’une enveloppe sphérique englobant n % de tous les points de données mesurés
Note 1 à l’article: Voir la Figure 1, à droite.
Note 2 à l’article: Il convient que n soit égal à 90 %.
3.3
écart-type des distances radiales
l’écart-type des distances radiales déterminé à partir des points de données mesurés et de la sphère de
meilleur ajustement
Note 1 à l’article: L’écart-type des distances radiales est une indication de l’erreur de mesure d’une forme
sphérique, fortement corrélé à l’erreur de mesure d’une forme sphérique (90 %).
3.4
erreur de mesure du diamètre
erreur du diamètre d’un ajustement par les moindres carrés des points de données mesurés sur une
sphère d’essai
Note 1 à l’article: Voir la Figure 1, à gauche.
Note 2 à l’article: Elle est calculée comme le diamètre mesuré moins le diamètre étalonné.
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r
d
1 3
Légende
1 sphère de meilleur ajustement
2 valeur de dispersion de la forme sphérique (n)
3 centre de la sphère de meilleur ajustement
d diamètre de la sphère de meilleur ajustement
r distance radiale d’un point de données mesuré par rapport au centre de la sphère de meilleur ajustement
NOTE La valeur de dispersion de la forme sphérique (n), dans laquelle sont situés n % des points de données
mesurés, est représentée par l’épaisseur radiale de la zone ombrée dans la figure de droite. La valeur de dispersion
de la forme sphérique (n) est calculée en tant que valeur du percentile 100 – n/2 moins la valeur du percentile n/2
des distances radiales des points de données mesurés par rapport au centre de la sphère de meilleur ajustement.
Figure 1 — Erreur de mesure du diamètre et valeur de dispersion d’une forme sphérique
4 Protocole d’essai pour l’évaluation du mesurage de la forme extérieure
4.1 Aspects généraux
Les conditions ambiantes doivent correspondre aux conditions de fonctionnement du scanner corporel
3D. Lorsqu’un mode de fonctionnement doit être modifié pour mesurer l’objet d’essai, cela doit être
spécifié dans le rapport.
4.2 Sphère d’essai
Une sphère en acier, céramique ou autres matériaux appropriés ayant une surface à réflexion diffuse
est utilisée pour déterminer les paramètres de qualité: valeur de dispersion d’une forme sphérique et
erreur de mesure du diamètre. Il est souhaitable que le diamètre de la sphère soit supérieur à 10 % de la
plus grande dimension d’un volume de numérisation parallélépipédique rectangle.
Le diamètre et la forme de la sphère d’essai doivent être étalonnés et un certificat d’étalonnage doit être
disponible. Étant donné que l’écart de forme et la rugosité de la sphère d’essai ont une incidence sur les
résultats d’essai, l’erreur de mesure de la forme sphérique indiquée dans le certificat doit être inférieure
au cinquième de l’erreur maximale admissible déterminée par le fabricant du scanner corporel.
Les caractéristiques de surface de la sphère d’essai peuvent avoir une incidence significative sur les
résultats d’essai. Le matériau de la sphère d’essai doit être indiqué dans le rapport.
La sphère de référence fournie avec le scanner corporel à des fins d’étalonnage ne doit pas être utilisée
pour cet essai.
Un exemple de sphère est présenté à l’Annexe A.
4.3 Mode opératoire
4.3.1 Mesurage de la sphère d’essai
La sphère doit être mesurée en au moins neuf positions différentes comprises dans le volume de
numérisation. Les positions de mesurage doivent inclure les neuf positions suivantes (Figure 2): la
position 1 est le centre du volume de numérisation au sol; les positions 2 à 5 sont situées à 500 mm,
1 000 mm, 1 500 mm et 2 000 mm du sol, au-dessus de la position 1; les positions 6 et 7 sont situées
à 250 mm à l’avant ou à l’arrière de la position centrale et à 1 000 mm du sol; les positions 8 et 9 sont
situées à 400 mm à droite ou à gauche de la position centrale et à 1 000 mm du sol.
Lorsque la sphère ne peut pas être mesurée aux positions décrites ci-dessus en raison d’un plus petit
volume de numérisation, mesurer la sphère en une position aussi proche que possible de la position
prévue et enregistrer sa position exacte.
Figure 2 — Positions de mesurage de la sphère
4.3.2 Calcul des paramètres de qualité
Les points de données obtenus pour des objets autres que la sphère d’essai, par exemple un trépied,
doivent être supprimés manuellement. Les points de données aberrants dus à une réflexion peuvent
également être supprimés.
Le centre de la sphère de meilleur ajustement est calculé à partir des points de données mesurés.
Calculer les distances radiales par rapport au centre de la sphère de meilleur ajustement de tous les
points de données. Le diamètre de la sphère de meilleur ajustement est calculé comme la moyenne de
toutes les distances radiales.
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L’erreur de mesure du diamètre est calculée comme le diamètre de la sphère de meilleur ajustement
moins le diamètre étalonné.
e
La valeur de dispersion de la forme sphérique (90 %) est calculée comme la valeur du 95 percentile
e
moins la valeur du 5 percentile des distances radiales.
L’écart-type de toutes les distances radiales doit être calculé.
4.3.3 Rapport
Le matériau et les résultats d’étalonnage de la sphère d’essai (diamètre et valeur de dispersion mesurée)
doivent être consignés dans le rapport.
Pour chaque position, la position réelle de mesurage, l’erreur de mesure du diamètre, la valeur de
dispersion de la forme sphérique (90 %) et l’écart-type des distances radiales déterminés à partir
des points de données mesurés et de la sphère de meilleur ajustement doivent être consignés dans
le rapport. Des figures des points de données mesurés de la sphère d’essai aident à interpréter les
résultats.
Un exemple de mode opératoire d’essai et de rapport est donné à l’Annexe B.
5 Protocole d’essai pour évaluer la répétabilité des positions de repères
5.1 Aspects généraux
Les conditions ambiantes doivent correspondre aux conditions de fonctionnement du scanner corporel
3D. Lorsqu’un mode de fonctionnement doit être modifié pour mesurer l’objet d’essai, cela doit être
spécifié dans le rapport.
5.2 Objet d’essai
Un manneq
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