当前位置:主页 > 医学论文 > 生物医学论文 >

基于改进弹簧-质点模型的形变建模及力反馈算法研究

发布时间:2019-06-13 16:00
【摘要】:基于弹簧-质点模型的基础上提出一种新的可变菱形拓扑结构模型,通过改变菱形边弹簧的长度及弹簧系数、初始夹角,可实现该模型对不同器官的形变模拟。此外在模型中加入虚拟弹簧提供约束力,避免外力过大出现超弹性现象,并用于形变过程中反馈力的计算。在力反馈形变算法中,筛选有效的移动质点,并把这些移动质点形成区域面积的改变与作用力联系起来,计算量小,从而简化了传统的弹簧-质点模型的力反馈算法。基于此模型采用PHANTOM触觉交互设备进行受力形变模拟实验。实验结果表明,该模型结构简单易于实现,采用的力反馈形变算法,降低了形变计算的次数,提高了形变的实时性,具有更逼真的形变效果。
[Abstract]:Based on the spring-particle model, a new variable rhomboid topological structure model is proposed. By changing the length, spring coefficient and initial angle of the rhomboid edge spring, the deformation simulation of different organs can be realized by the model. In addition, the virtual spring is added to the model to provide binding force to avoid the superelastic phenomenon of excessive external force, and it is used to calculate the feedback force in the deformation process. In the force feedback deformation algorithm, the effective moving particles are selected, and the change of the area of these moving particles is associated with the force, so the calculation is small, which simplifies the force feedback algorithm of the traditional spring-particle model. Based on this model, PHANTOM tactile interactive equipment is used to simulate the stress deformation. The experimental results show that the structure of the model is simple and easy to implement, and the force feedback deformation algorithm is used to reduce the number of deformation calculations, improve the real-time deformation, and has a more realistic deformation effect.
【作者单位】: 燕山大学信息科学与工程学院;河北省特种光纤与光纤传感重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(61201112,61172044) 河北省自然科学基金资助项目(F2013203250,F2012203169)
【分类号】:R318.01;TP391.9

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 吴峥;谢叻;马浩博;;虚拟手术实时物体碰撞检测和软组织变形研究[J];计算机仿真;2010年02期

2 吴涓;宋爱国;李建清;;用于虚拟力觉再现的弹簧-质点力/变形模型研究[J];系统仿真学报;2006年11期

3 张小瑞;孙伟;宋爱国;李佳璐;;双通道力/触觉交互的虚拟肺手术仿真系统[J];仪器仪表学报;2012年02期

4 陈卫东;赵成龙;朱奇光;关永贞;;虚拟手术中软组织形变建模及力反馈算法研究[J];中国生物医学工程学报;2013年01期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘兴波;王广新;;桌面虚拟实验促进学生操作技能迁移的验证与分析[J];中国远程教育;2011年11期

2 付宜利;朴明波;王树国;;微创胆囊手术中胆囊管路松弛状态的仿真研究[J];大连海事大学学报;2009年01期

3 龚建华;周洁萍;张利辉;;虚拟地理环境研究进展与理论框架[J];地球科学进展;2010年09期

4 张桂花;王均;;粒子系统理论在三维实时场景渲染中的应用研究[J];大众科技;2011年11期

5 赵沁平;;虚实融合的协同工作环境CAR-CA工程技术研究进展[J];中国工程科学;2009年10期

6 李长林;孙玉娟;;浅谈虚拟现实技术在高层建筑防灾应急救援中的应用[J];中国公共安全(学术版);2010年04期

7 郑涛;徐晓刚;;基于Torque 3D引擎的虚拟海战场应用研究[J];电子设计工程;2011年20期

8 陈东海;;城市三维虚拟现实数据采集前沿技术[J];地理空间信息;2012年04期

9 钞振华;黄诚;;虚拟地理环境与地理信息系统的统一[J];地理空间信息;2012年06期

10 张玲;李春海;陈杰锋;;基于VRP和3ds Max构建SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳虚拟实验[J];广东化工;2012年15期

相关博士学位论文 前10条

1 韩静华;森林公园虚拟漫游装置关键技术研究[D];北京林业大学;2011年

2 张一飞;基于可拓学方法的城市规划研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 刘晨光;基于单目视频无标记点的三维人体姿态估计的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 刘洪利;嫦娥1号卫星激光高度计(LAM)数据的全月球虚拟现实构建[D];中国地质大学(北京);2012年

5 杨艳芳;基于虚拟现实技术的激光角膜热成形术仿真研究[D];武汉理工大学;2007年

6 李建忠;综采工作面场景及覆岩垮落的动态虚拟[D];太原理工大学;2010年

7 赵健;虚拟场景的视点质量评价与绘制优化问题研究[D];国防科学技术大学;2010年

8 曾鸿;视景仿真技术在轮机模拟器中的应用研究[D];大连海事大学;2012年

9 朱玲;虚拟手术中软组织形变与切割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

10 王学林;农业机器人末端执行器抓持力控制研究[D];南京农业大学;2009年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴涓,宋爱国,李建清;一种基于物理意义的快速力反馈形变模型及实时力觉响应算法[J];传感技术学报;2005年01期

2 李德仁;数字省、市在国土规划与城镇建设中的作用[J];测绘学报;2002年S1期

3 张小瑞;宋爱国;孙伟;李建清;;支持力/触觉反馈的虚拟肝脏手术仿真系统[J];东南大学学报(自然科学版);2009年03期

4 林有籁;刘月华;王冬梅;王成焘;;CT和MRI图像融合三维重建颞下颌关节的研究[J];华西口腔医学杂志;2008年02期

5 赵沁平;郝爱民;王莉莉;何兵;;实时三维图形平台BH_GRAPH[J];计算机研究与发展;2006年09期

6 赵沁平,,怀进鹏,李波,沈旭昆;虚拟现实研究概况[J];计算机研究与发展;1996年07期

7 王彦臻;熊岳山;徐凯;谭珂;郭光友;;改进的采用表面网格的弹簧振子模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;2007年02期

8 张小瑞;宋爱国;孙伟;崔桐;;用于软组织变形仿真的层状菱形链连接模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;2010年03期

9 杨文珍,高曙明,万华根,朱振华,骆阳;基于物理的虚拟手抓持力觉生成和反馈[J];计算机学报;2005年06期

10 王兆其;夏时洪;邱显杰;魏毅;刘莉;黄河;;数字化三维蹦床运动模拟与仿真系统——VHTrampoline[J];计算机学报;2007年03期

相关博士学位论文 前1条

1 刘小平;三维超声心动图最佳切面自动检测 方法的研究[D];上海交通大学;2009年

【相似文献】

相关期刊论文 前1条

1 杨韶明,徐金荣,洪范宗;医用输液报警器[J];设备管理与维修;2001年10期

相关会议论文 前2条

1 宋小宁;;尾门气弹簧设计方法研究[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年

2 李江洋;陈安心;王磊;;双扭转助力弹簧在汽车离合踏板上的应用[A];第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集[C];2012年

相关重要报纸文章 前1条

1 青林;“恒弹力技术”有望进入应用领域[N];中国机电日报;2001年



本文编号:2498630


论文下载
论文发表
教材专著
专利申请


    下载步骤:
    1.微信扫码,备注编号 2498630.
    2.
    点击下载


    本文链接:http://www.bigengculture.com/yixuelunwen/swyx/2498630.html

    ×
    论文发表,推荐期刊