[發明專利]一種軟組織表面刺穿形變仿真方法及終端有效
| 申請號: | 201910284423.3 | 申請日: | 2019-04-10 |
| 公開(公告)號: | CN109993830B | 公開(公告)日: | 2022-05-03 |
| 發明(設計)人: | 王娜 | 申請(專利權)人: | 福建師范大學福清分校 |
| 主分類號: | G06T17/00 | 分類號: | G06T17/00 |
| 代理公司: | 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613 | 代理人: | 蔡曉敏 |
| 地址: | 350300 福建*** | 國省代碼: | 福建;35 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 軟組織 表面 刺穿 形變 仿真 方法 終端 | ||
1.一種軟組織表面刺穿形變仿真方法,其特征在于,包括步驟:
S1、對軟組織表面幾何模型進行初始化,并建立相應的體積保持約束方程;
S2、對軟組織表面幾何模型進行數值求解,得到軟組織表面幾何模型質點位置向量;
S3、所述軟組織表面幾何模型質點向量通過泊松方程和體積保持約束方程進行計算,得到泊松方程和體積保持約束方程條件下形變后的軟組織表面幾何模型質點位置向量;
S4、根據所述泊松方程和體積保持約束方程條件下形變后的軟組織表面幾何模型質點位置向量更新所述軟組織表面幾何模型質點位置向量;
步驟S1包括:
S11、對軟組織表面幾何模型進行初始化,并采用測地線的方法確定形變區域;
S12、根據散度定理得到軟組織表面幾何模型的體積,并建立相應的體積保持約束方程;
步驟S2還包括:
獲取刺穿針與所述形變區域產生的碰撞信息;
步驟S2具體為:
根據所述碰撞信息采用質點-彈簧模型對軟組織表面幾何模型進行求解,得到軟組織表面幾何模型質點位置向量;
使用拉格朗日乘數將軟組織表面幾何模型的體積V轉化為體積保持約束方程;
其中,
nt表示軟組織表面三角網格的網格數,Ai表示軟組織表面幾何模型第i個三角網格的面積,Nx表示軟組織表面幾何模型表面三角網格x軸的單位法向量,Ny表示軟組織表面幾何模型表面三角網格y軸的單位法向量,Nz表示軟組織表面幾何模型表面三角網格z軸的單位法向量,(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)表示三角網格的3個頂點坐標。
2.根據權利要求1所述的軟組織表面刺穿形變仿真方法,其特征在于,步驟S3包括:
S31、將所述軟組織表面幾何模型質點位置向量通過泊松方程進行計算,得到泊松形變后軟組織表面幾何模型質點位置向量;
S32、將所述泊松形變后軟組織表面幾何模型質點位置向量帶入體積保持約束方程中進行計算,得到泊松方程和體積保持約束方程條件下形變后的軟組織表面幾何模型質點位置向量。
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