一种支持力触觉反馈的虚拟柔性体手术仿真系统

    公开(公告)号:CN106650237B

    公开(公告)日:2019-07-02

    申请号:CN201611025195.0

    申请日:2016-11-16

    Abstract: 本发明公开了一种支持力触觉反馈的虚拟柔性体手术仿真系统,其位置检测模块检测虚拟代理的位置;碰撞检测模块检测虚拟代理与虚拟柔性体是否发生碰撞;力触觉计算变形模块当虚拟代理与虚拟柔性体以给定虚拟接触压力F发生碰撞时计算虚拟柔性体的局部区域变形量;图形刷新模块根据力触觉计算变形模块计算出的局部区域变形量不断反馈输出视觉信息到显示设备;力触觉信息反馈模块通过力触觉交互设备不断反馈输出力触觉信息给操作者。本发明通过计算机主机、力触觉交互设备、电源模块、显示设备的设置及整合,有利于提高仿真系统智能化程度,降低能耗,提高运算速度,降低维护成本,延长使用寿命。

    基于纳入开尔文粘弹性模型的网格模型的虚拟切割方法

    公开(公告)号:CN108877944A

    公开(公告)日:2018-11-23

    申请号:CN201810665525.5

    申请日:2018-06-26

    CPC classification number: G16H50/50 G06T17/00 G06T2210/41

    Abstract: 本发明公开了一种基于纳入开尔文粘弹性模型的网格模型的虚拟切割方法,构建开尔文粘弹性模型,由虚拟切割材料的参数和切割时间求解时间中的位移增量,再计算每个节点的新位移、应变和应力,产生模拟切口,为网格纳入了开尔文粘弹性模型,以受力变形代替近似计算,解决了有限元模型中的网格失真、连续切割的问题与无网格模型中有关不同变形形式的问题。且大大减少了计算量,优化了性能。通过此模型,针对变形,只需计算施力时点的位置,而撤力后,由于力的平衡被打破,网格自动复原,减少了计算量;针对切割,剔除开口间的具有粘弹性的网格线,使网格自动变形,相比于传统的近似开口形状、大小,更符合实际,且操作简单。

    基于内点集域约束及高斯过程参数优化的血管建模方法

    公开(公告)号:CN108550180A

    公开(公告)日:2018-09-18

    申请号:CN201810193727.4

    申请日:2018-03-09

    Abstract: 本发明公开了基于内点集域约束及高斯过程参数优化的血管建模方法,其特征在于包含以下步骤:步骤一:基于内点集域约束的血管建模;步骤二:基于高斯过程优化参数。本方法使用内点集域约束,实现内力相互作用仿真,采用动态变形方法更新变形区域,实现血管快速建模;引入机器学习思想,利用高斯分类器,通过高斯过程分类选择伸长参数、弯曲刚度参数和节点平动阻尼参数,得到可使所述模型稳定的参数集;针对这三个易受血管生物力学特性影响的参数进行高斯过程回归,确定最优参数集;该建模方法弥补了传统质点弹簧模型未考虑内力的缺陷,算法实时性好,变形仿真更加真实。

    一种针灸力反馈形变模型的建模方法

    公开(公告)号:CN106650251B

    公开(公告)日:2018-08-14

    申请号:CN201611152098.8

    申请日:2016-12-14

    Abstract: 本发明公开了一种针灸力反馈形变模型的建模方法,首先重建软组织模型;然后计算用于记录软组织模型的全局形变信息的全局形变矩阵;接着计算针刺点形变前的初始坐标和针刺点坐标之间的距离,并据此判定针尖是否刺破表皮;如果针尖未刺破表皮,实时产生虚拟弹簧计算皮肤表层的力反馈;如果针尖已刺破表皮,则计算软组织模型的内部力反馈,同时对针刺后的皮肤进行复原控制。本发明通过虚拟弹簧和体元模型可以分别计算针在皮肤内部和外部的力反馈,在确保计算简单的同时确保高精度的变形模拟,在交互过程中,操作者可以感受到触觉信息的实时性和真实感。

    一种增强纹理力方法
    36.
    发明公开

    公开(公告)号:CN107103637A

    公开(公告)日:2017-08-29

    申请号:CN201710218574.X

    申请日:2017-04-05

    Abstract: 本发明公开了一种增强纹理力方法,其特征包括对二维纹理图像表面三维微观形状重建和纹理力触觉渲染两部分。第一部分采用SFS算法中的演化方法从二维纹理图像中重建表面三维微观形状;第二部分在传统纹理力触觉再现方法的基础上增加一个梯度反馈力,达到更加真实的力触觉再现效果。纹理力触觉渲染是建立在表面三维微观形状上,SFS技术利用单幅图像中物体表面的明暗变化来恢复表面各点的相对高度,为进一步物体的表面三维微观形状建立奠定基础;梯度反馈力是当物体表面梯度满足条件的情况下存在的一种力,方向与虚拟点速度方向相反,其目的是让操作者在触摸物体表面时能更好感知物体表面凹凸变化。

    基于双层迭代涡卷压缩弹簧模型的建模方法

    公开(公告)号:CN106815416A

    公开(公告)日:2017-06-09

    申请号:CN201611258903.5

    申请日:2016-12-30

    Abstract: 本发明公开了一种基于双层迭代涡卷压缩弹簧模型的建模方法,为适应时代对虚拟手术仿真更高的要求,采用双层迭代涡卷压缩弹簧模型结构,当受到外力时,以受力点为O(0,0,0)建立空间直角坐标系,依次以Oi(0,0,(2i‑1)d/2+(i‑1)h)为圆心,用直径为d的弹簧丝形成半径为R+(i‑1)b的外层弹簧和半径为r+(i‑1)a的内层弹簧。所受力由内层逐层消耗,当受力为达到该层最大消耗时转入外层。根据弹簧的切变模量和节矩根据公式求出每层弹簧消耗的力F,通过公式求出每层弹簧的刚度系数K,根据公式求出每层的形变量X,使结果更具实时性和精确性。

    基于放松LRA约束算法的缝合模拟方法

    公开(公告)号:CN106777658A

    公开(公告)日:2017-05-31

    申请号:CN201611139003.9

    申请日:2016-12-12

    Abstract: 本发明公开了基于放松LRA约束算法的缝合模拟方法,所述方法基于弹簧质点模型重建皮肤,利用FTL方法跟踪缝合线轨迹,使用放松LRA约束算法对皮肤在外力作用下的形变效果进行优化,模拟缝合打结过程,产生左右两个拉力更符合现实情况一针一结的缝合过程。本发明方法外力和外力与皮肤的夹角会实时影响力平衡方程从而影响缝合点的运动方程,运动方程的改变会实时影响皮肤的形变从而影响力平衡方程,两个过程相辅相成从而达成力反馈与皮肤形变的实时更新,实现快速而逼真的力反馈计算,弹簧质点模型使力反馈的求解方便快捷。

    基于对合碟形弹簧的柔性体力触觉建模方法

    公开(公告)号:CN106560821A

    公开(公告)日:2017-04-12

    申请号:CN201610902071.X

    申请日:2016-10-17

    CPC classification number: G06F17/5086 G06F17/5009

    Abstract: 本发明公开了基于对合碟形弹簧的柔性体力触觉建模方法,当检测到虚拟代理碰撞到虚拟柔性体表面上的任意点时,在给定虚拟接触压力作用下,虚拟代理与虚拟柔性体交互的局部区域内部填充对合碟形弹簧虚拟模型,在交互过程中,不断进行图形刷新和反馈输出利用对合碟形弹簧虚拟模型计算出来的在压力作用下柔性体实时变形仿真的力触觉信息,直至变形截止。本发明建模方法应用于虚拟手术研究中,提高了计算速度和精度,能动态实时逼真地模拟柔性体的变形过程,反馈给操作者的力触觉信息真实稳定,为柔性体实时变形仿真的研究提供了新思路,具有良好的应用前景。

    基于手机app的医院预约挂号系统及方法

    公开(公告)号:CN106529688A

    公开(公告)日:2017-03-22

    申请号:CN201610899408.6

    申请日:2016-10-14

    CPC classification number: G06Q10/02 G06Q50/22

    Abstract: 本发明公开了一种基于手机app的医院预约挂号系统及方法,预约挂号系统包含挂号模块、取号模块、退号模块、用户模块和数据库;挂号模块用于在用户输入挂号信息后进行挂号,并将挂号号码、取号日期和用户账户输入至数据库,同时将挂号号码和取号日期显示给用户;取号模块用于输入的挂号号码进行取号,若取号成功,则显示排队人数和预计排队时间;退号模块用于根据用户的信用度进行退号;用户模块用于注册用户账户并赋予其初始信用度、进行实名认证和对已经认证的账户进行充值。本发明通过手机挂号取号方便快捷,解决医院就诊排队浪费过多时间的问题;同时信用度管理方法防止出现随意挂号退号现象。

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