【摘要】：基于彈簧-質(zhì)點(diǎn)模型的基礎(chǔ)上提出一種新的可變菱形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型,通過(guò)改變菱形邊彈簧的長(zhǎng)度及彈簧系數(shù)、初始夾角,可實(shí)現(xiàn)該模型對(duì)不同器官的形變模擬。此外在模型中加入虛擬彈簧提供約束力,避免外力過(guò)大出現(xiàn)超彈性現(xiàn)象,并用于形變過(guò)程中反饋力的計(jì)算。在力反饋形變算法中,篩選有效的移動(dòng)質(zhì)點(diǎn),并把這些移動(dòng)質(zhì)點(diǎn)形成區(qū)域面積的改變與作用力聯(lián)系起來(lái),計(jì)算量小,從而簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的彈簧-質(zhì)點(diǎn)模型的力反饋算法。基于此模型采用PHANTOM觸覺(jué)交互設(shè)備進(jìn)行受力形變模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn),采用的力反饋形變算法,降低了形變計(jì)算的次數(shù),提高了形變的實(shí)時(shí)性,具有更逼真的形變效果。
[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.
【作者單位】： 燕山大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院;河北省特種光纖與光纖傳感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61201112,61172044) 河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(F2013203250,F2012203169)
【分類(lèi)號(hào)】：R318.01;TP391.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 吳崢;謝叻;馬浩博;;虛擬手術(shù)實(shí)時(shí)物體碰撞檢測(cè)和軟組織變形研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2010年02期

2 吳涓;宋愛(ài)國(guó);李建清;;用于虛擬力覺(jué)再現(xiàn)的彈簧-質(zhì)點(diǎn)力/變形模型研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2006年11期

3 張小瑞;孫偉;宋愛(ài)國(guó);李佳璐;;雙通道力/觸覺(jué)交互的虛擬肺手術(shù)仿真系統(tǒng)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2012年02期

4 陳衛(wèi)東;趙成龍;朱奇光;關(guān)永貞;;虛擬手術(shù)中軟組織形變建模及力反饋算法研究[J];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);2013年01期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉興波;王廣新;;桌面虛擬實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生操作技能遷移的驗(yàn)證與分析[J];中國(guó)遠(yuǎn)程教育;2011年11期

2 付宜利;樸明波;王樹(shù)國(guó);;微創(chuàng)膽囊手術(shù)中膽囊管路松弛狀態(tài)的仿真研究[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

3 龔建華;周潔萍;張利輝;;虛擬地理環(huán)境研究進(jìn)展與理論框架[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2010年09期

4 張桂花;王均;;粒子系統(tǒng)理論在三維實(shí)時(shí)場(chǎng)景渲染中的應(yīng)用研究[J];大眾科技;2011年11期

5 趙沁平;;虛實(shí)融合的協(xié)同工作環(huán)境CAR-CA工程技術(shù)研究進(jìn)展[J];中國(guó)工程科學(xué);2009年10期

6 李長(zhǎng)林;孫玉娟;;淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高層建筑防災(zāi)應(yīng)急救援中的應(yīng)用[J];中國(guó)公共安全(學(xué)術(shù)版);2010年04期

7 鄭濤;徐曉剛;;基于Torque 3D引擎的虛擬海戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用研究[J];電子設(shè)計(jì)工程;2011年20期

8 陳東海;;城市三維虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)采集前沿技術(shù)[J];地理空間信息;2012年04期

9 鈔振華;黃誠(chéng);;虛擬地理環(huán)境與地理信息系統(tǒng)的統(tǒng)一[J];地理空間信息;2012年06期

10 張玲;李春海;陳杰鋒;;基于VRP和3ds Max構(gòu)建SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳虛擬實(shí)驗(yàn)[J];廣東化工;2012年15期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 韓靜華;森林公園虛擬漫游裝置關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

2 張一飛;基于可拓學(xué)方法的城市規(guī)劃研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 劉晨光;基于單目視頻無(wú)標(biāo)記點(diǎn)的三維人體姿態(tài)估計(jì)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 劉洪利;嫦娥1號(hào)衛(wèi)星激光高度計(jì)（LAM）數(shù)據(jù)的全月球虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

5 楊艷芳;基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的激光角膜熱成形術(shù)仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

6 李建忠;綜采工作面場(chǎng)景及覆巖垮落的動(dòng)態(tài)虛擬[D];太原理工大學(xué);2010年

7 趙健;虛擬場(chǎng)景的視點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)與繪制優(yōu)化問(wèn)題研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

8 曾鴻;視景仿真技術(shù)在輪機(jī)模擬器中的應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2012年

9 朱玲;虛擬手術(shù)中軟組織形變與切割技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

10 王學(xué)林;農(nóng)業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器抓持力控制研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳涓,宋愛(ài)國(guó),李建清;一種基于物理意義的快速力反饋形變模型及實(shí)時(shí)力覺(jué)響應(yīng)算法[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2005年01期

2 李德仁;數(shù)字省、市在國(guó)土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)中的作用[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2002年S1期

3 張小瑞;宋愛(ài)國(guó);孫偉;李建清;;支持力/觸覺(jué)反饋的虛擬肝臟手術(shù)仿真系統(tǒng)[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

4 林有籟;劉月華;王冬梅;王成燾;;CT和MRI圖像融合三維重建顳下頜關(guān)節(jié)的研究[J];華西口腔醫(yī)學(xué)雜志;2008年02期

5 趙沁平;郝愛(ài)民;王莉莉;何兵;;實(shí)時(shí)三維圖形平臺(tái)BH_GRAPH[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2006年09期

6 趙沁平，，懷進(jìn)鵬，李波，沈旭昆;虛擬現(xiàn)實(shí)研究概況[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;1996年07期

7 王彥臻;熊岳山;徐凱;譚珂;郭光友;;改進(jìn)的采用表面網(wǎng)格的彈簧振子模型[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2007年02期

8 張小瑞;宋愛(ài)國(guó);孫偉;崔桐;;用于軟組織變形仿真的層狀菱形鏈連接模型[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2010年03期

9 楊文珍,高曙明,萬(wàn)華根,朱振華,駱陽(yáng);基于物理的虛擬手抓持力覺(jué)生成和反饋[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2005年06期

10 王兆其;夏時(shí)洪;邱顯杰;魏毅;劉莉;黃河;;數(shù)字化三維蹦床運(yùn)動(dòng)模擬與仿真系統(tǒng)——VHTrampoline[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2007年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉小平;三維超聲心動(dòng)圖最佳切面自動(dòng)檢測(cè) 方法的研究[D];上海交通大學(xué);2009年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 楊韶明,徐金榮,洪范宗;醫(yī)用輸液報(bào)警器[J];設(shè)備管理與維修;2001年10期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 宋小寧;;尾門(mén)氣彈簧設(shè)計(jì)方法研究[A];2008年安徽省科協(xié)年會(huì)機(jī)械工程分年會(huì)論文集[C];2008年

2 李江洋;陳安心;王磊;;雙扭轉(zhuǎn)助力彈簧在汽車(chē)離合踏板上的應(yīng)用[A];第九屆河南省汽車(chē)工程技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 青林;“恒彈力技術(shù)”有望進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域[N];中國(guó)機(jī)電日?qǐng)?bào);2001年

本文編號(hào)：2498630