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基于质点弹簧模型和骨架球模型的虚拟肾脏建模
2024年
针对软组织建模中的几何剖分、物理建模和数值解算方法选择等关键问题,在软组织的几何剖分中采用德劳内法,提出了质点-弹簧模型和骨架球模型相结合的方法,解决了单一质点-弹簧模型形变仿真效果不佳问题。通过对比各数值分析方法选择改进显示欧拉法完成对虚拟肾脏物理模型运动学方程的数值求解,并提出对于虚拟软组织模型运动形变区域的确定与限定方法,提升了虚拟手术系统的图像刷新率与力反馈刷新率。
李昊哲朱玲李艳东
关键词:质点-弹簧模型
基于改进的质点弹簧模型的牙龈软组织形变仿真方法
本发明公开了一种基于改进的质点弹簧模型的牙龈软组织形变仿真方法,包括步骤:一、构建改进的质点弹簧模型:所述改进的质点弹簧模型包括代表形变弹簧的最小阈值的矩形框、分别位于矩形框两侧代表弹簧两端的质点的两个端点和连接在两个端...
马天李娇娇李占利李赟
文献传递
一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法
本发明公开了一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法,包括如下步骤:确定牙龈模型;计算出牙体长轴的位置;存储质点的初始位置、邻接点以及它对应于牙体长轴的映射点等信息;确定每一个时间步长内即每次迭代中质点的位置、速...
李占利李洪安武璠菲王明明
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基于改进的质点弹簧模型多材质物体形变仿真研究
物体形变仿真技术是计算机图形学领域中的一个重要研究方向。物体形变仿真技术研究的关键在于既要提高形变模型的精确度,又要提高形变模型计算效率,还要保持形变模型的稳定性。在众多形变模型中,质点弹簧模型以其计算简单、建模方便、实...
熊嘉程
关键词:质点弹簧模型参数估计
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一种基于质点弹簧模型的牙龈软组织形变仿真算法
2020年
在虚拟手术系统中,软组织形变仿真的好坏会直接影响其仿真的真实感。本文以口腔手术涉及的牙龈软组织为对象,应用质点弹簧模型建立其物理模型,提出一种适用于虚拟手术中牙龈形变仿真的中点平均算法。融合了中点法和平均法的优点,采用中点法对速度进行迭代求解,采用平均法对位移进行求解,能够有效减小误差及受步长的影响。通过与多种欧拉算法对比,进一步验证了中点平均算法求解精度更高、受步长的影响更小的优点。
李晋芳韦光扬何汉武蔡嘉鸿陈基荣
关键词:虚拟手术质点弹簧模型
质点弹簧模型在牙龈软组织形变仿真上的改进与应用被引量:4
2020年
牙龈软组织的形变仿真和建模是虚拟牙齿矫正系统的重要部分.针对外力过大时传统质点弹簧模型引起的牙龈脱落牙齿的"超弹性"问题,在传统"面模型"的基础上,通过对比形变效果和形变速度来设置形变弹簧最优阈值.当形变弹簧缩短或伸长超过阈值时,将弹簧长度恢复为原始长度以作为下一次单步形变的初始长度,从而使面模型具有一种"体"的特征.在形变结束后采用"光滑度之和"来度量牙龈表面的光滑度,该方法从数值上对光滑度进行合理定义.在VTK环境下实现改进模型及相关模型,在真实扫描的牙颌三维模型数据上进行牙龈软组织形变仿真对比实验.结果表明,改进模型形变速度提高28%以上且光滑度之和明显降低,说明改进模型在保证较快形变速度的前提下较好地解决了超弹性问题.
马天李娇娇李占利李远成
关键词:质点弹簧模型软组织变形超弹性牙齿矫正
基于改进的质点弹簧模型的牙龈软组织形变仿真方法
本发明公开了一种基于改进的质点弹簧模型的牙龈软组织形变仿真方法,包括步骤:一、构建改进的质点弹簧模型:所述改进的质点弹簧模型包括代表形变弹簧的最小阈值的矩形框、分别位于矩形框两侧代表弹簧两端的质点的两个端点和连接在两个端...
马天李娇娇李占利李赟
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基于等几何质点弹簧模型的布料动态仿真方法研究
基于布料动态仿真的虚拟试穿技术,在纺织工程、三维动画以及电子商务等领域有着广泛的应用。随着电子商务的快速发展,越来越多的人在网上购买服装,互联网本身的虚拟性使得用户买到的服装常常因大小不合身而引发了高退货率等问题。针对此...
李鹏高
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一种改进质点弹簧模型及碰撞检测算法研究
虚拟手术仿真系统关键问题在于既要提高软组织模型形变的准确性,又要保证其实时性。软组织建模两种常用方法为有限元模型质点弹簧模型,有限元虽然计算精度高,准确性好,但巨大的计算量导致其实时性不足,难以满足虚拟手术对于实时性要...
洪智超
关键词:质点弹簧模型虚拟手术参数估计碰撞检测算法
虚拟手术中质点弹簧模型研究被引量:1
2018年
虚拟手术系统是虚拟现实技术和现代医学结合的产物,通过建立集触觉、听觉、嗅觉和视觉等多感知的虚拟手术环境,目前虚拟手术系统研究中存在仿真精度的问题,为了使虚拟手术仿真更逼真,对系统中形变模型的研究与改进成为技术的关键。文章选取之前发表过的论文进行综合分析,对比了虚拟医疗领域中各个学者对质点弹簧的研究成果,质点弹簧模型的进一步改进,对虚拟手术系统的仿真精度起到重要的作用。
高玮
关键词:质点弹簧模型

相关作者

孙伟
作品数:513被引量:93H指数:6
供职机构:南京信息工程大学
研究主题:柔性体 虚拟手术 软组织 交互过程 力触觉
张小瑞
作品数:564被引量:329H指数:10
供职机构:南京信息工程大学
研究主题:柔性体 力触觉 软组织 触觉 交互过程
唐勇
作品数:225被引量:416H指数:10
供职机构:燕山大学
研究主题:粒子系统 实时模拟 神经网络 GPU 软测量
李占利
作品数:144被引量:440H指数:11
供职机构:西安科技大学
研究主题:牙冠 牙龈 网络 步态识别 质点
宋爱国
作品数:1,613被引量:3,351H指数:25
供职机构:东南大学
研究主题:机器人 力反馈 力触觉 触觉 虚拟现实