CN104866657A - 一种人体建模方法及装置 - Google Patents
一种人体建模方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104866657A CN104866657A CN201510240240.3A CN201510240240A CN104866657A CN 104866657 A CN104866657 A CN 104866657A CN 201510240240 A CN201510240240 A CN 201510240240A CN 104866657 A CN104866657 A CN 104866657A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- model
- human
- key point
- manikin
- transversal section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明实施例公开了一种人体建模方法及装置。本发明实施例方法包括：在人体模型中提取关键点；将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。本发明能够较好的模拟真实人体触电情况。
Description
技术领域
本发明涉及电网安全保护领域，尤其涉及一种用于触电仿真的人体建模方法。
背景技术
用于触电保护的人体模型构建技术工作最早开始于1944年，其后的学者做了很多工作，以期生成可以完全拟合真实人体的模型，目的是用于触电仿真分析。但由于人体的解剖学结构非常复杂，单纯的电阻电容组合难以反映真实人体触电时的情况，同时，人体结构的复杂性也导致其难以用数学建模，这都使得这一课题非常困难。
目前用于触电分析的人体建模方法工作取得了一些进展。H. Freiberger、R. Scherbaum 和 G. Biegelmeier均提出人体等值电路模型，其共同点是上述模型均为电阻电容的组合；J. E. Bridges 等人构建的一种概率等值电路，用来模拟人体阻抗的非线性，同时可估计心脏附近的电流密度；Y. Kamimura等应用非线性最小二乘法确定简化人体等值电路。
上述用于触电仿真领域的人体建模方法仅考虑人体触电过程中总体电流大小，并不能反应任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
发明内容
本发明实施例提供了一种应用于电网安全保护的人体建模方法，通过加载电压能够较好的模拟真实人体触电情况。
本发明第一方面提供了一种应用于电网安全保护的人体建模方法，包括：
在人体模型中提取关键点；
将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；
对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。
结合本发明的第一方面，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述在人体模型中提取关键点具体包括：
在所述人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取所述直线与横断面的轮廓的交点作为所述关键点；其中，所述第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，所述第二预设距离不大于1厘米且不小于0.05厘米；
提取所述关键点的坐标，以形成所述人体模型的三维阵列。
结合本发明第一方面的第一种实现方式，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型具体包括：
根据所述关键点的坐标确定所述人体模型的点阵模型；
在所述点阵模型中，将所述横断面上相邻的至少三个所述关键点连成光滑曲线，以及在所述横断面的轮廓上选取至少一对所述关键点，并根据选取的所述关键点将相邻的所述横断面的轮廓相连；
将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到所述人体几何模型。
结合本发明的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述得到人体几何模型之后还包括：
获取人体各组织结构的电导率和介电常数；
在所述人体几何模型上设置单元类型、所述单元类型的电导率的参数及介电常数的参数。
本发明第二方面提供了一种应用于电网安全保护的人体建模装置，包括：
提取单元，用于在人体模型中提取关键点；
生成单元，用于将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；
划分单元，用于对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
求解单元，用于在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。
结合本发明的第二方面，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述提取单元具体包括：
第一提取模块，用于在所述人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取所述直线与横断面的轮廓的交点作为所述关键点；其中，所述第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，所述第二预设距离不大于1厘米且不小于0.05厘米；
第二提取模块，用于提取所述关键点的坐标，以形成所述人体模型的三维阵列。
结合本发明第二方面的第一种实现方式，在本发明第二方面的第二种实现方式中，所述生成单元具体包括：
确定模块，用于根据所述关键点的坐标确定所述人体模型的点阵模型；
连接模块，用于在所述点阵模型中，将所述横断面上相邻的至少三个所述关键点连成光滑曲线，以及在所述横断面的轮廓上选取至少一对所述关键点，并根据选取的所述关键点将相邻的所述横断面的轮廓相连；
生成模块，用于将所述光滑曲线衍生成曲面及体，得到所述人体几何模型。
结合本发明的第二方面、或第二方面的第一种实现方式、或第二方面的第二种实现方式，在本发明第二方面的第三种实现方式中，所述装置还包括：
获取单元，用于获取人体各组织结构的电导率和介电常数；
设置单元，用于在所述人体几何模型上设置单元类型、所述单元类型的电导率的参数及介电常数的参数。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：在人体模型中提取关键点；将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本发明提供的人体建模方法，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
附图说明
图1为本发明所提供的人体建模方法的一个实施例流程示意图；
图2为本发明所提供的人体建模方法的另一实施例流程示意图；
图3为本发明所提供的人体建模方法的另一实施例流程示意图；
图4为本发明所提供的人体模型的点阵模型的一个实施例示意图；
图5为本发明所提供的人体模型的点阵模型的另一实施例示意图；
图6为本发明所提供的人体几何模型的一个实施例示意图；
图7为本发明所提供的人体几何模型的另一实施例示意图；
图8为本发明所提供的人体网格模型的一个实施例示意图；
图9为本发明所提供的人体建模方法的另一实施例流程示意图；
图10为本发明所提供的人体建模装置的一个实施例结构示意图；
图11为本发明所提供的人体建模装置的另一实施例结构示意图；
图12为本发明所提供的人体建模装置的另一实施例结构示意图；
图13为本发明所提供的人体建模装置的另一实施例结构示意图；
图14为本发明所提供的人体建模装置的另一实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各个用户或终端，但用户或终端不应限于这些术语。这些术语仅用来将用户或终端彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一用户也可以被称为第二用户，类似地，第二用户也可以被称为第一用户；同样的，第二用户也可以被称为第三用户等等，本发明实施例对此不做限制。
本发明实施例提供了一种人体建模方法，主要是人体建模装置所执行的方法，请参阅图1，本发明所提供的人体建模方法一个实施例包括：
101、在人体模型中提取关键点；
需要说明的是该人体模型是人体解剖模型—全身透明人，该人体模型的尺寸是大致为155×55×340mm，该人体模型包括人体头部、颈部、躯干部、上肢部、下肢部五个部分。此处列举的具体参数仅作参考，对于该人体模型的规格以及划分不作具体限定；
102、将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；
103、对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
104、在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。
需要说明的是，施加电压的方式可以是在该人体网格模型上的两处或多处，此处不作具体限定。
本发明实施例中，在人体模型中提取关键点；将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本发明提供的人体建模方法，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
请参阅图2，本发明所提供的人体建模方法另一实施例包括：
201、在人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取该直线与横断面的轮廓的交点作为关键点；
需要说明的是该人体模型是人体解剖模型—全身透明人，该人体模型的尺寸是大致为155×55×340mm，该人体模型包括人体头部、颈部、躯干部、上肢部、下肢部五个部分。按照特定人体解剖学姿势，身体直立、面向前，人体模型在矢状轴与冠状轴相交所得平面的投影，即为人体横断面。在横断面冠状轴处作与矢状轴平行的直线，直线与横断面轮廓的交点即为关键点。
其中，该第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，该第二预设距离不大于1厘米且不小于0.05厘米；优选的，该第一预设距离最佳为0.5厘米，该第二预设距离最佳为0.4厘米。
202、提取该关键点的坐标，以形成该人体模型的三维阵列；
需要说明的是，在提取该关键点之前需先确定三维直角坐标系，以人体脚面所处的平面作为x-y平面，垂直轴即为z轴，x轴与冠状轴平行，y轴与矢状轴平行，坐标原点为足跟连线与冠状面的交点，该交点的坐标为（0 , 0 , 0）。因每个横断面间隔是第一预设距离，从双脚所处的横断面到头顶所处的横断面，每一横断面上关键点的第三坐标值以第一预设距离为公差从0开始递增；关键点的第一坐标以坐标原点为分界点，沿x正轴方向关键点第一坐标以第二预设距离为公差从0开始递增，沿x负轴方向关键点第一坐标以第一预设距离为公差从0递减。过关键点作与冠状轴平行的直线，与y轴的交点即为关键点的第二坐标。根据上述方法可获得人体n个关键点的坐标，包括第一坐标、第二坐标、第三坐标，为方便关键点坐标的储存将其形成人体模型的三维阵列，该三维阵列的大小是n×3；
203、将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；
204、对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
205、在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果；
需要说明的是，施加电压的方式可以是在该人体网格模型上的两处或多处，此处不作具体限定。
本发明实施例中，在人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取该直线与横断面的轮廓的交点作为关键点；提取该关键点的坐标，以形成该人体模型的三维阵列；将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本发明提供的人体建模方法，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
请参阅图3，本发明所提供的人体建模方法另一实施例包括：
301、在人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取该直线与横断面的轮廓的交点作为关键点；
302、提取该关键点的坐标，以形成该人体模型的三维阵列；
需要说明的是，步骤301~302的具体过程可分别对应参考图2所示实施例中的步骤201~202，此处不再赘述；
303、根据该关键点的坐标确定该人体模型的点阵模型；
需要说明的是，在有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）软件ANSYS中依次输入人体关键点坐标，以形成人体模型的点阵模型。其中，所形成的人体模型的点阵模型的示意图可参考图4以及图5所示；
304、在该点阵模型中，将该横断面上相邻的至少三个该关键点连成光滑曲线，以及在该横断面的轮廓上选取至少一对该关键点，并根据选取的该关键点将相邻的横断面的轮廓相连；
需要说明的是，以头部两个相邻的横断面为例，取横断面上相邻的至少三个关键点，在ANSYS中将其连成曲线；取相邻横断面上下对应两个关键点将其连成直线；
305、将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到该人体几何模型；
需要说明的是，以头部两个相邻的横断面为例，相邻两个横断面上的曲线与横断面上下对应关键点连成直线可形成一封闭的曲面，横断面上的曲线也可生成封闭的曲面；对相邻两个横断面而言，横断面所在曲面与侧面可形成体。其中，所得到的人体几何模型的示意图可参考图6以及图7所示；
306、对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
需要说明的是，利用ANSYS中的网格划分工具对人体模型进行网格划分，首先选中要网格划分的实体，确定该实体的单元类型及材料参数，最后对其进行网格划分，得到人体网格模型。其中，所得到的人体网格模型的示意图可参考图8所示；
307、在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果；
需要说明的是，在人体网格模型的两处施加不同电压，利用ANSYS中的求解工具对触电情况下人体模型进行有限元求解，可得到该触电方式/情况下的仿真结果。
本发明实施例中，根据该关键点的坐标确定该人体模型的点阵模型；在该点阵模型中，将该横断面上相邻的至少三个该关键点连成光滑曲线，以及在该横断面的轮廓上选取至少一对该关键点，并根据选取的该关键点将相邻的该横断面的轮廓相连；将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到该人体几何模型；对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本发明提供的人体建模方法，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
请参阅图9，本发明所提供的人体建模方法另一实施例包括：
401、在人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取该直线与横断面的轮廓的交点作为关键点；
402、提取该关键点的坐标，以形成该人体模型的三维阵列；
403、根据该关键点的坐标确定该人体模型的点阵模型；
404、在该点阵模型中，将该横断面上相邻的至少三个该关键点连成光滑曲线，以及在该横断面的轮廓上选取至少一对该关键点，并根据选取的该关键点将相邻的该横断面的轮廓相连；
405、将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到该人体几何模型；
需要说明的是，步骤401~405的具体过程可分别对应参考图3所示实施例中的步骤301~305，此处不再赘述；
406、获取人体各组织结构的电导率和介电常数；
需要说明的是，人体组织结构中，皮肤、骨骼、脂肪组织、肌腱和软骨的电阻相当大，而肌肉组织、血液、淋巴液、特别是脊髓和脑髓的电阻则较小。血液中由于含有大量水分，其电阻率与其它组织相比非常小，在37°C时约为 140Ω/cm；中等含水量的骨骼肌具有各向异性的电特性，其电阻率在纤维方向约为200～300Ω/cm，在垂直于纤维方向约为700～1000Ω/cm；而像皮肤与脂肪等含水较少的组织，其电阻率较高，从数千Ω/cm到数万Ω/cm；
407、在该人体几何模型上设置单元类型、该单元类型的电导率的参数及介电常数的参数；
需要说明的是，人体模型中人体不同组织结构需通过设置单元类型来表示，而各单元的材料参数设置代表各组织结构的电导率和介电常数；
408、对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
409、在该人体网格模型上任意两点施加不同电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果；
需要说明的是，步骤408~409的具体过程可分别对应参考图3所示实施例中的步骤306~307，此处不再赘述。
本发明实施例中，通过获取人体各组织结构的电导率和介电常数；并在该人体几何模型上设置单元类型、该单元类型的电导率的参数及介电常数的参数；从而能够更真实的反应人体各组织结构的触电情况。
以上对该人体建模方法进行了说明，下面将从人体建模装置的角度进行描述，该人体建模装置具体可以集成在芯片中，该芯片可以装载在终端中，请参阅图10，该装置包括：
提取单元501，用于在人体模型中提取关键点；
生成单元502，用于将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；
划分单元503，用于对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
求解单元504，用于在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。
本发明实施例中，提取单元501在人体模型中提取关键点；生成单元502将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；划分单元503对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；求解单元504在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本发明提供的人体建模装置，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
基于上述实施例中的人体建模装置，可选的，如图11所示，该提取单元501具体包括：
第一提取模块601，用于在该人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取该直线与横断面的轮廓的交点作为该关键点；其中，该第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，该第二预设距离不大于1厘米且不小于0.05厘米；
第二提取模块602，用于提取该关键点的坐标，以形成该人体模型的三维阵列。
本发明实施例中，第一提取模块601在人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取该直线与横断面的轮廓的交点作为关键点；第二提取模块602提取该关键点的坐标，以形成该人体模型的三维阵列；生成单元502将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；划分单元503对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；求解单元504在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本发明提供的人体建模装置，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
基于上述实施例中的人体建模装置，可选的，如图12所示，该生成单元502具体包括：
确定模块701，用于根据该关键点的坐标确定该人体模型的点阵模型；
连接模块702，用于在该点阵模型中，将该横断面上相邻的至少三个该关键点连成光滑曲线，以及在该横断面的轮廓上选取至少一对该关键点，并根据选取的该关键点将相邻的该横断面的轮廓相连；
生成模块703，用于将该光滑曲线衍生成曲面及体，得到该人体几何模型。
本发明实施例中，确定模块701根据该关键点的坐标确定该人体模型的点阵模型；连接模块702在该点阵模型中，将该横断面上相邻的至少三个该关键点连成光滑曲线，以及在该横断面的轮廓上选取至少一对该关键点，并根据选取的该关键点将相邻的该横断面的轮廓相连；生成模块703将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到该人体几何模型；划分单元503对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；求解单元504在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本发明提供的人体建模装置，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
基于上述实施例中的人体建模装置，可选的，如图13所示，该装置还包括：
获取单元801，用于获取人体各组织结构的电导率和介电常数；
设置单元802，用于在该人体几何模型上设置单元类型、该单元类型的电导率的参数及介电常数的参数。
本发明实施例中，获取单元801获取人体各组织结构的电导率和介电常数；设置单元802在该人体几何模型上设置单元类型、该单元类型的电导率的参数及介电常数的参数；从而能够更真实的反应人体各组织结构的触电情况。
图10至图13所示的实施例从功能单元的角度对人体建模装置的具体结构进行了说明，以下结合图14所示的实施例从硬件角度对人体建模装置的具体结构进行说明：
如图14所示，该人体建模装置包括：接收器1401、发射器1402、处理器1403和存储器1404。
本发明实施例涉及的人体建模装置可以具有比图14所示出的更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可以具有不同的部件配置或设置，各个部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件或硬件和软件的组合实现。
该处理器1403用于读取该存储器1404中所存储的指令，以执行如下操作：
在人体模型中提取关键点；
将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；
对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。
该处理器1403具体用于执行如下操作：
在该人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取该直线与横断面的轮廓的交点作为该关键点；其中，该第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，该第二预设距离不大于1厘米且不小于0.05厘米；
提取该关键点的坐标，以形成该人体模型的三维阵列。
该处理器1403具体用于执行如下操作：
根据该关键点的坐标确定该人体模型的点阵模型；
在该点阵模型中，将该横断面上相邻的至少三个该关键点连成光滑曲线，以及在该横断面的轮廓上选取至少一对该关键点，并根据选取的该关键点将相邻的该横断面的轮廓相连；
将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到该人体几何模型。
该处理器1403还用于执行如下操作：
获取人体各组织结构的电导率和介电常数；
在该人体几何模型上设置单元类型、该单元类型的电导率的参数及介电常数的参数。
本发明实施例中，处理器1403在人体模型中提取关键点；将该关键点生成光滑曲线，并将该光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；对该人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在该人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本发明提供的人体建模装置，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种应用于电网安全保护的人体建模方法，其特征在于，包括：
在人体模型中提取关键点；
将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；
对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。
2.根据权利要求1所述的人体建模方法，其特征在于，所述在人体模型中提取关键点具体包括：
在所述人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取所述直线与横断面的轮廓的交点作为所述关键点；其中，所述第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，所述第二预设距离不大于1厘米且不小于0.05厘米；
提取所述关键点的坐标，以形成所述人体模型的三维阵列。
3.根据权利要求2所述的人体建模方法，其特征在于，所述将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型具体包括：
根据所述关键点的坐标确定所述人体模型的点阵模型；
在所述点阵模型中，将所述横断面上相邻的至少三个所述关键点连成光滑曲线，以及在所述横断面的轮廓上选取至少一对所述关键点，并根据选取的所述关键点将相邻的所述横断面的轮廓相连；
将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到所述人体几何模型。
4.根据权利要求1至3任一项所述的人体建模方法，其特征在于，所述得到人体几何模型之后还包括：
获取人体各组织结构的电导率和介电常数；
在所述人体几何模型上设置单元类型、所述单元类型的电导率的参数及介电常数的参数。
5.一种应用于电网安全保护的人体建模装置，其特征在于，包括：
提取单元，用于在人体模型中提取关键点；
生成单元，用于将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；
划分单元，用于对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；
求解单元，用于在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。
6.根据权利要求5所述的人体建模装置，其特征在于，所述提取单元具体包括：
第一提取模块，用于在所述人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取所述直线与横断面的轮廓的交点作为所述关键点；其中，所述第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，所述第二预设距离不大于1厘米且不小于0.05厘米；
第二提取模块，用于提取所述关键点的坐标，以形成所述人体模型的三维阵列。
7.根据权利要求6所述的人体建模装置，其特征在于，所述生成单元具体包括：
确定模块，用于根据所述关键点的坐标确定所述人体模型的点阵模型；
连接模块，用于在所述点阵模型中，将所述横断面上相邻的至少三个所述关键点连成光滑曲线，以及在所述横断面的轮廓上选取至少一对所述关键点，并根据选取的所述关键点将相邻的所述横断面的轮廓相连；
生成模块，用于将所述光滑曲线衍生成曲面及体，得到所述人体几何模型。
8.根据权利要求5至7任一项所述的人体建模装置，其特征在于，所述装置还包括：
获取单元，用于获取人体各组织结构的电导率和介电常数；
设置单元，用于在所述人体几何模型上设置单元类型、所述单元类型的电导率的参数以及介电常数的参数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510240240.3A CN104866657B (zh) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | 一种人体建模方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510240240.3A CN104866657B (zh) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | 一种人体建模方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104866657A true CN104866657A (zh) | 2015-08-26 |
| CN104866657B CN104866657B (zh) | 2018-03-09 |
Family
ID=53912482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510240240.3A Expired - Fee Related CN104866657B (zh) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | 一种人体建模方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104866657B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105262553A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-20 | 福州大学 | 一种场路结合的穿戴式设备多耦合型人体信道建模方法 |
| CN110197117A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-09-03 | 北京奇艺世纪科技有限公司 | 人体轮廓点提取方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质 |
| CN112785689A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-11 | 北京爱奇艺科技有限公司 | 一种三维模型构建方法、装置、系统及存储介质 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6714900B1 (en) * | 1998-09-10 | 2004-03-30 | Alstom | Method for generating a shell mold for a casting |
| CN101515374A (zh) * | 2008-02-20 | 2009-08-26 | 中国科学院自动化研究所 | 基于图像的个性化真实感虚拟人物造型方法 |
-
2015
- 2015-05-13 CN CN201510240240.3A patent/CN104866657B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6714900B1 (en) * | 1998-09-10 | 2004-03-30 | Alstom | Method for generating a shell mold for a casting |
| CN101515374A (zh) * | 2008-02-20 | 2009-08-26 | 中国科学院自动化研究所 | 基于图像的个性化真实感虚拟人物造型方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 朱险锋: "逆向工程中基于特征的人体曲面模型重建", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
| 马爱清: "基于网格分割人体模型的高压交流输电线路下车辆对人体电击效应", 《高电压技术》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105262553A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-20 | 福州大学 | 一种场路结合的穿戴式设备多耦合型人体信道建模方法 |
| CN105262553B (zh) * | 2015-11-03 | 2017-07-04 | 福州大学 | 一种场路结合的穿戴式设备多耦合型人体信道建模方法 |
| CN110197117A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-09-03 | 北京奇艺世纪科技有限公司 | 人体轮廓点提取方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质 |
| CN110197117B (zh) * | 2019-04-18 | 2021-07-06 | 北京奇艺世纪科技有限公司 | 人体轮廓点提取方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质 |
| CN112785689A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-11 | 北京爱奇艺科技有限公司 | 一种三维模型构建方法、装置、系统及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104866657B (zh) | 2018-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lines et al. | Mathematical models and numerical methods for the forward problem in cardiac electrophysiology | |
| Vigmond et al. | Towards predictive modelling of the electrophysiology of the heart | |
| Johnson | Computational and numerical methods for bioelectric field problems | |
| CN103310072B (zh) | 基于力反馈的股骨生物力学有限元分析系统 | |
| Campos et al. | Lattice Boltzmann method for parallel simulations of cardiac electrophysiology using GPUs | |
| Buist et al. | A deformable finite element derived finite difference method for cardiac activation problems | |
| Ijiri et al. | A procedural method for modeling the purkinje fibers of the heart | |
| Dehghan et al. | An element-free Galerkin meshless method for simulating the behavior of cancer cell invasion of surrounding tissue | |
| CN106777584B (zh) | 一种模拟骨折愈合过程的仿真系统 | |
| CN104866657A (zh) | 一种人体建模方法及装置 | |
| CN109662392A (zh) | 一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法 | |
| Rocha et al. | A macro finite-element formulation for cardiac electrophysiology simulations using hybrid unstructured grids | |
| Shuaiby et al. | Modeling and simulation of the action potential in human cardiac tissues using finite element method | |
| Zhang et al. | A meshfree method for simulating myocardial electrical activity | |
| Brocklehurst et al. | A 2D electromechanical model of human atrial tissue using the discrete element method | |
| Shuaiby et al. | A finite element model for the electrical activity in human cardiac tissues | |
| Horáček et al. | A hybrid model of propagated excitation in the ventricular myocardium | |
| Noetscher et al. | The Visible Human Project male CAD based computational phantom and its use in bioelectromagnetic simulations | |
| Plotkowiak et al. | High performance computer simulations of cardiac electrical function based on high resolution MRI datasets | |
| Zappon et al. | A staggered-in-time and non-conforming-in-space numerical framework for realistic cardiac electrophysiology outputs | |
| Zemzemi et al. | A machine learning regularization of the inverse problem in electrocardiography imaging | |
| Campos et al. | Adaptive time step for cardiac myocyte models | |
| Tan et al. | A fast running model for skeletal impact biomechanics analysis | |
| Xue | A sharp boundary model for electrocardiac simulations | |
| Rahman et al. | Simulation of the electrical activity of cardiac tissue by finite element method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180309 Termination date: 20200513 |