申请/专利权人：湖南大学

申请日：2022-06-14

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN115048838B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06T7/33;G06V10/44;G06V10/77

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.09.30#实质审查的生效;2022.09.13#公开

摘要：本发明涉及一种基于人体特征的快速人体有限元模型建模方法，包括：获取人体骨骼CT图像，将人体骨骼CT图像导入软件中获取相应的特征人体骨骼外表面点云数据，获取人体有限元模型；在软件中提取各骨骼有限元模型的外表面点云，提取基准骨骼外表面点集PS中的关键点，将特征人体骨骼外表面点集P_C向基准骨骼外表面点集P_S进行粗配准等，对基准骨骼有限元点集FEMS_P进行变换，将特征骨骼有限元点集FEMC_P写入基准骨骼有限元模型K文件中，生成特征人体骨骼有限元模型FEMC；若生成的特征人体骨骼有限元模型FEMC网格质量等同或者高于基准骨骼有限元模型FEMS，则输出特征人体骨骼有限元模型FEMC。

主权项：1.一种基于人体特征的快速人体有限元模型建模方法，其特征在于：步骤1、获取人体骨骼CT图像，此过程为提取目标人体骨骼的几何形状外轮廓；步骤2、将人体骨骼CT图像导入Mimics软件中获取相应的特征人体骨骼外表面点云数据，标记为特征人体骨骼外表面点集PC；步骤3、获取THUMSTotalHumanModelforSafety人体有限元模型，并对模型进行拆分，分别提取人体各骨骼有限元模型，标记为基准骨骼有限元模型FEMS；步骤4、在Hypermesh软件中提取各骨骼有限元模型的外表面点云，标记为基准骨骼外表面点集PS；步骤5、采用ISSIntrinsicshapesignatures，内部形态描述子算法，提取基准骨骼外表面点集PS中的关键点，通过关键点描述目标的几何特征，将提取出来的点标记为基准骨骼外表面控制点集PS_C；步骤6、采用基于主成分分析方法的初始配准方法，将特征人体骨骼外表面点集P_C向基准骨骼外表面点集P_S进行粗配准，将特征人体骨骼外表面点集P_C与基准骨骼外表面点集P_S的主轴初步对齐；步骤7、采用CPDCoherentPointDrift算法将基准骨骼外表面控制点集PS_C向特征人体骨骼外表面点集PC进行配准，将变换后的基准骨骼外表面控制点集PS_C标记为初始基准骨骼外表面控制点集PS_C_I；步骤8、采用CPDCoherentPointDrift算法，将初始特征骨骼外表面控制点集PS_C_I向特征人体骨骼外表面点集PC进行配准，将变换后的初始特征骨骼外表面控制点集PS_C_I为特征骨骼外表面控制点集PC_C；步骤9、提取S3步骤中保存的基准骨骼有限元模型K文件中的网格顶点点集，标记为基准骨骼有限元点集FEMS_P；步骤10、采用RBFRadialbasisfunction对基准骨骼有限元点集FEMS_P进行变换，控制点集为基准骨骼外表面控制点集PS_C，目标点集为特征骨骼外表面控制点集PC_C，核函数采用TPSthin-platesplines函数，变换后的基准骨骼有限元点集标记为特征骨骼有限元点集FEMC_P；步骤11、将特征骨骼有限元点集FEMC_P写入基准骨骼有限元模型K文件中，替代其中的网格顶点点集，生成特征人体骨骼有限元模型FEMC；步骤12、对网格质量通过雅克比、扁平比、翘曲度以及倾斜度进行判断，若S11步骤中生成的特征人体骨骼有限元模型FEMC网格质量低于基准骨骼有限元模型FEMS，则重复步骤3，改变ISS算法参数，重复步骤4-12；步骤13、若生成的特征人体骨骼有限元模型FEMC网格质量等同或者高于基准骨骼有限元模型FEMS，则输出特征人体骨骼有限元模型FEMC。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湖南大学 一种基于人体特征的快速人体骨骼有限元模型建模方法

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