CN112365579B - 呼吸面罩的三维模型生成方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

呼吸面罩的三维模型生成方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及呼吸面罩技术领域，公开了一种呼吸面罩的三维模型生成方法、装置、设备及存储介质，用于提高呼吸面罩的适配性以及降低呼吸面罩的医疗使用成本。方法包括：通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据；通过预设的三维可视化引擎对所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；根据所述数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型；通过预设的可视化交互方式，将所述适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示。

Description

呼吸面罩的三维模型生成方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及呼吸面罩技术领域，特别是涉及一种呼吸面罩的三维模型生成方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
老年患者的无创呼吸机使用依从性较差，导致治疗时间过短或回避治疗严重影响呼吸衰竭患者的治疗效果，其中一个重要的原因是佩戴面罩适配性不高，患者尤其老年患者对面罩与呼吸机治疗较为排斥。由于人脸轮廓存在个性化差异，加上老年患者面部软组织萎缩或牙齿缺损，面部支撑能力下降，导致标配型面罩不能与面部很严密贴合，造成局部贴合度不够引发漏气影响治疗效果，而另一些部分由于压力不均衡出现压疮引发并发症。
目前临床上常常通过收紧头带加压减少缝隙，但易增加患者的不适感、局部疼痛、导致其他面部较为突出隆起部位的压力过高诱发压疮，新增并发症；此外，一体成型式面罩的3D打印成本高昂，严重制约患者的购买使用，加上呼吸机面罩属于耗材，定期需要更换，过高的成本严重制约这一技术推广应用。
因此，需要提供一种呼吸面罩的三维模型生成方法，可实现精准打印出与患者面部吻合度高、并且医疗使用成本低的3D面罩，以解决上述现有技术中存在的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种呼吸面罩的三维模型生成方法、装置、设备及存储介质，以解决现有呼吸面罩的适配性不高、且3D呼吸面罩的医疗使用成本较高的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种呼吸面罩的三维模型生成方法，包括：
通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据；
通过预设的三维可视化引擎对所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；其中，所述数字孪生虚拟模型包括与人脸面部实体对应的人体面部三维模型、以及呼吸面罩实体对应的呼吸面罩三维模型；
根据所述数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型；
通过预设的可视化交互方式，将所述适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示。
进一步地，所述通过预设的可视化交互方式，将所述适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示之前，包括：
根据所述孪生数据信息链与所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据，智能优化调整所述数字孪生虚拟模型的三维数据。
进一步地，所述通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据之前，包括：
基于可扩展标记语言创建3D传感器获得的感知数据的表达模板，所述感知数据为3D传感器采集的历史三维数据、所述历史数据包括人脸面部实体与呼吸面罩实体的三维数据；
根据所述表达模板建立所述感知数据与所述3D传感器的关联关系，生成智能优化数据；
根据所述感知数据与智能优化数据的对应关系，创建孪生数据信息链，所述孪生数据信息链用于智能优化调整3D传感器获得的感知数据。
进一步地，所述根据所述数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型具体包括：
根据所述孪生数据信息链与经优化调整所述数字孪生虚拟模型的三维数据，构建目标面部与呼吸面罩的适配模型；
通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，对所述3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据；
根据所述适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型。
进一步地，所述通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，对所述3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据具体包括：
通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，计算所述3D传感器实时动态采集到的感知数据中呼吸面罩实体与呼吸面罩实体下方的人脸面部实体的三维重叠映射距离；
当所述三维重叠映射距离达到预设阈值时，从所述所述3D传感器实时动态采集到的感知数据中确定出适配最优的呼吸面罩三维数据。
进一步地，所述根据所述适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型之后，还包括：
根据所述适配最优的呼吸面罩三维模型，确定以人脸轮廓为打印依据的患者缘模型，所述患者缘模型为相互连接的环形夹层圈与密封圈组合；
将所述适配最优的呼吸面罩三维模型与所述患者缘模型发送至目标3D打印机，以指导所述目标3D打印机进行个性化打印。
进一步地，所述人脸面部实体的三维数据包括人脸的五官与轮廓信息、以及人脸的表情姿态信息。
本发明第二方面提供了一种呼吸面罩的三维模型生成装置，包括：
三维数据采集模块，用于通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据；
数字孪生虚拟模型生成模块，用于通过预设的三维可视化引擎对所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；其中，所述数字孪生虚拟模型包括与人脸面部实体对应的人体面部三维模型、以及呼吸面罩实体对应的呼吸面罩三维模型；
适配最优三维模型确定模块，用于根据所述数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型；
可视化与交互模块，用于通过预设的可视化交互方式，将所述适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示。
进一步地，所述装置还包括：
智能优化调整模块，用于根据所述孪生数据信息链与所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据，智能优化调整所述数字孪生虚拟模型的三维数据。
进一步地，所述装置还包括：
表达模板创建模块，用于基于可扩展标记语言创建3D传感器获得的感知数据的表达模板，所述感知数据为3D传感器采集的历史三维数据、所述历史数据包括人脸面部实体与呼吸面罩实体的三维数据；
智能优化数据生成模块，用于根据所述表达模板建立所述感知数据与所述3D传感器的关联关系，生成智能优化数据；
孪生数据信息链创建模块，用于根据所述感知数据与智能优化数据的对应关系，创建孪生数据信息链，所述孪生数据信息链用于智能优化调整3D传感器获得的感知数据。
进一步地，所述适配最优三维模型确定模块具体包括：
适配模型构建单元，用于根据所述孪生数据信息链与经优化调整所述数字孪生虚拟模型的三维数据，构建目标面部与呼吸面罩的适配模型；
适配最优的呼吸面罩三维数据获取单元，用于通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，对所述3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据；
适配最优的呼吸面罩三维模型生成单元，用于根据所述适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型。
进一步地，所述适配最优的呼吸面罩三维数据获取单元具体包括：
三维重叠映射距离计算子单元，用于通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，计算所述3D传感器实时动态采集到的感知数据中呼吸面罩实体与呼吸面罩实体下方的人脸面部实体的三维重叠映射距离；
适配最优的呼吸面罩三维数据确定子单元，用于当所述三维重叠映射距离达到预设阈值时，从所述所述3D传感器实时动态采集到的感知数据中确定出适配最优的呼吸面罩三维数据。
进一步地，所述装置还包括：
患者缘模型确定模块，用于根据所述适配最优的呼吸面罩三维模型，确定以人脸轮廓为打印依据的患者缘模型，所述患者缘模型为相互连接的环形夹层圈与密封圈组合；
个性化打印指导模块，用于将所述适配最优的呼吸面罩三维模型与所述患者缘模型发送至目标3D打印机，以指导所述目标3D打印机进行个性化打印。
进一步地，所述人脸面部实体的三维数据包括人脸的五官与轮廓信息、以及人脸的表情姿态信息。
本发明第三方面提供了一种呼吸面罩的三维模型生成设备，包括存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互联；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述呼吸面罩的三维模型生成设备执行上述第一方面所述的方法。
本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的方法。
本发明提供的技术方案中，通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据；通过预设的三维可视化引擎对所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；根据所述数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型；通过预设的可视化交互方式，将所述适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示。本发明实施例将数字孪生技术应用于人体面部与呼吸面罩的适配处理，并可实时进行多视角可视化与交互操作，通过对三维数据的分析处理得到最优适配下的呼吸面罩数据，进一步地首次将3D打印技术选择性应用于呼吸面罩配件，大大降低生产成本实现技术落地，从而，使用本发明的方法可以提高呼吸面罩的适配性以及降低了呼吸面罩的医疗使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例中呼吸面罩的三维模型生成方法的一个实施例示意图；
图2为本发明实施例中呼吸面罩的三维模型生成装置的一个实施例示意图；
图3为本发明实施例中呼吸面罩的三维模型生成设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种呼吸面罩的三维模型生成方法、装置、设备及存储介质，用于提高呼吸面罩的适配性以及降低呼吸面罩的医疗使用成本。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例进行描述。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在现有技术中为解决呼吸面罩适配性低的问题，临床上常常通过收紧头带加压减少缝隙，但易增加患者的不适感、局部疼痛、导致其他面部较为突出隆起部位的压力过高诱发压疮，新增并发症；此外，一体成型式面罩的3D打印成本高昂，严重制约患者的购买使用，加上呼吸机面罩属于耗材，定期需要更换，过高的成本严重制约这一技术推广应用，本发明提供一种呼吸面罩的三维模型生成方法，可实现精准打印出与患者面部吻合度高、并且医疗使用成本较低的3D面罩，以解决上述问题。
本发明实施例提供一种呼吸面罩的三维模型生成方法。所述呼吸面罩的三维模型生成方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述呼吸面罩的三维模型生成方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
参照图1所示的本发明一实施例提供的呼吸面罩的三维模型生成方法的流程示意图，在本发明实施例中，呼吸面罩的三维模型生成方法包括：
步骤101、通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据。
具体实施时，人脸面部实体的三维数据包括人脸的五官与轮廓信息、以及人脸的表情姿态信息，3D传感器为3D光电传感器，可以同时在三个维度上同时测量的传感器，获得的数据经计算机处理后可以转为三维坐标数据。本发明具体可采用安装有3D传感的摄像头，通过拍摄采用3D结构光作为光源，发射出来的光经过一定的编码投影在人脸及面罩实体的物体，通过内置算法来计算返回的编码图案的畸变来得到物体的位置和信息。
进一步地，通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据之前，即步骤101之前包括：基于可扩展标记语言创建3D传感器获得的感知数据的表达模板，感知数据为3D传感器采集的历史三维数据、历史数据包括人脸面部实体与呼吸面罩实体的三维数据；根据表达模板建立感知数据与3D传感器的关联关系，生成智能优化数据；根据感知数据与智能优化数据的对应关系，创建孪生数据信息链，孪生数据信息链用于智能优化调整3D传感器获得的感知数据。
具体实施时，创建孪生数据信息链是物理实体模型和数字孪生虚拟模型相关的数据融合产生的衍生数据集合，用于关联物理实体模型(人脸面部实体与呼吸面罩实体)和数字孪生虚拟模型，通过创建的孪生数据信息链用于智能优化调整3D传感器获得的感知数据，即三维坐标数据。
步骤102、通过预设的三维可视化引擎对人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；其中，数字孪生虚拟模型包括与人脸面部实体对应的人体面部三维模型、以及呼吸面罩实体对应的呼吸面罩三维模型。
具体地，预设的三维可视化引擎可以为Unity3D、OGRE、OpenGVS、Vtree、OSG等，在此不作限定。通过三维可视化引擎对人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型，实时渲染生成与物理实体一致的数字孪生虚拟模型，即虚拟面部与虚拟呼吸面罩，具有多视角可视化展示，能实时自然交互显示适配状态。
步骤103、根据数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型。
具体地，本发明根据孪生数据信息链与经优化调整数字孪生虚拟模型的三维数据，构建目标面部与呼吸面罩的适配模型；通过目标面部与呼吸面罩的适配模型，对3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据；根据适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型。
实施时，由于人脸会动态发生各种变化时，例如表情变化、变胖等等因素，因此呼吸面罩与对应人脸区域的吻合程度保持同步最好，通过构建适配模型对3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，从而确定适配最优的呼吸面罩三维数据、以生成获取适配最优的呼吸面罩三维模型，从而可以根据人脸动态变化情况优化呼吸面罩三维模型，针对适配最优的呼吸面罩三维模型进行打印，则大大提高了呼吸面罩与佩戴者的精确适配程度，解决了由于呼吸面罩不合适给佩戴者增加的不适感、局部疼痛、导致其他面部较为突出隆起部位的压力过高诱发压疮，新增并发症等问题。
进一步地，通过目标面部与呼吸面罩的适配模型，对3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据具体包括：通过目标面部与呼吸面罩的适配模型，计算3D传感器实时动态采集到的感知数据中呼吸面罩实体与呼吸面罩实体下方的人脸面部实体的三维重叠映射距离；当三维重叠映射距离达到预设阈值时，从3D传感器实时动态采集到的感知数据中确定出适配最优的呼吸面罩三维数据。
本发明通过计算呼吸面罩实体与呼吸面罩实体下方的人脸面部实体的三维重叠映射距离，并判断当三维重叠映射距离达到预设阈值时确定出适配最优的呼吸面罩三维数据，从而实现对3D结构光采集到的数据进行智能化的分析和处理，进一步提高了人脸与呼吸面罩适配的精确度。
进一步地，根据适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型之后，还包括：根据适配最优的呼吸面罩三维模型，确定以人脸轮廓为打印依据的患者缘模型，所述患者缘模型为相互连接的环形夹层圈与密封圈组合；将适配最优的呼吸面罩三维模型与患者缘模型发送至目标3D打印机，以指导目标3D打印机进行个性化打印。
由此可知，将数字孪生技术应用于人体面部与呼吸面罩的适配度分析，通过对三维数据的分析与处理得到最优适配下的呼吸面罩数据，首次将3D打印技术选择性应用于呼吸面罩配件、即患者缘模型，大大降低生产成本实现技术落地，并且可根据患者个体情况打印生成适配度最佳的呼吸面罩，使用方便，价格成本降低。
进一步地，本发明上这目标3D打印机根据适配最优的呼吸面罩三维模型与患者缘模型打印出来的3D呼吸面罩，3D呼吸面罩的结构上包括面罩罩体、环形夹层圈和密封圈，其中上述患者缘模型包括环形夹层圈和密封圈，环形夹层圈设置在面罩罩体与密封圈之间，环形夹层圈为3D打印环形夹层圈，其与面罩罩体和密封圈之间的连接为槽和/或齿连接。3D打印呼吸面罩由三部分组成，第一部分面罩罩体为通用型，可分为男式、女式、小孩子或者根据大、中、小等几种型号通用，第二部分环形夹层圈可根据使用者脸型进行扫描后3D打印，第三部分密封圈也按大、中、小尺寸分为几种型号通用，因为密封圈材质通常为可弹性的，密封圈型号可选比环形夹层圈的外形略微小点，故可采过槽和/或齿与环形夹层圈紧密连接。槽齿连接是通过面罩罩体和密封圈与环形夹层圈连接的边缘采用凹槽及突齿相嵌合，例如食品塑料袋的封口拉链结合后的形状。
因密封圈具有一定弹性的，与环形夹层圈连接的密封圈与脸部轮廓紧紧贴合，密封圈的靠内环形夹层与靠外边缘之间的中间处呈微弧度隆起，使得密封圈内部有一定的空间和空气，本采用在密封圈上增加负压孔，负压孔连接抽真空装置，当密封圈与脸部贴合后，可在通过负压孔进行抽真空，密封圈与脸部轮廓之间呈负压(-0.05～-0.0Pa)，中间微弧度消失，既可使密封圈全部紧紧贴合脸部皮肤，同时也增加了环形夹层圈与面部轮廓之间的摩擦力，从而避免了整体呼吸面罩在使用过程中出现位移而影响患者对无创正压通气呼吸机的正常使用。本环形夹层圈与面罩罩体连接的为罩体缘，罩体缘以面罩罩体底框为打印依据。上述环形夹层圈与密封圈连接的为患者缘模型，患者缘模型以人脸轮廓为打印依据。同时，环形夹层圈的厚度还可随远离人体面部的距离的变化而变化，以便更好的降低打印成本，保证与人脸轮廓的贴合度。仅仅是对呼吸面罩中环形夹层圈部分进行3D打印制作，而面罩罩体和密封圈均可通用，故而降低了患者和医疗机构的医疗使用成本，节约呼吸面罩部分配件的费用。
步骤104、通过预设的可视化交互方式，将适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示。
进一步地，三维模型生成后可以通过鼠标等输入方式改变人脸在三维空间中的姿态与大小，以观察人脸的变化，在通过预设的可视化交互方式，将适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示之前，包括：根据孪生数据信息链与人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据，智能优化调整数字孪生虚拟模型的三维数据。即通过孪生数据信息链优化数字孪生虚拟模型的三维数据，从而使可视化展示的模型更为精确、适配。
综上可知，本发明提供的一种呼吸面罩的三维模型生成方法，通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据；通过预设的三维可视化引擎对人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；根据数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型；通过预设的可视化交互方式，将适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示。本发明实施例将数字孪生技术应用于人体面部与呼吸面罩的适配处理，并可实时进行多视角可视化与交互操作，通过对三维数据的分析处理得到最优适配下的呼吸面罩数据，进一步地首次将3D打印技术选择性应用于呼吸面罩配件，大大降低生产成本实现技术落地，从而，使用本发明的方法可以提高呼吸面罩的适配性以及降低了呼吸面罩的医疗使用成本。
上面对本发明实施例中呼吸面罩的三维模型生成方法进行了描述，下面对本发明实施例中呼吸面罩的三维模型生成装置进行描述，请参阅图2，本发明实施例中呼吸面罩的三维模型生成装置的一个实施例包括：
三维数据采集模块21，用于通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据；
数字孪生虚拟模型生成模块22，用于通过预设的三维可视化引擎对人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；其中，数字孪生虚拟模型包括与人脸面部实体对应的人体面部三维模型、以及呼吸面罩实体对应的呼吸面罩三维模型；
适配最优三维模型确定模块23，用于根据数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型；
可视化与交互模块24，用于通过预设的可视化交互方式，将适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示。
进一步地，装置还包括：
智能优化调整模块，用于根据孪生数据信息链与人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据，智能优化调整数字孪生虚拟模型的三维数据。
进一步地，装置还包括：
表达模板创建模块，用于基于可扩展标记语言创建3D传感器获得的感知数据的表达模板，感知数据为3D传感器采集的历史三维数据、历史数据包括人脸面部实体与呼吸面罩实体的三维数据；
智能优化数据生成模块，用于根据表达模板建立感知数据与3D传感器的关联关系，生成智能优化数据；
孪生数据信息链创建模块，用于根据感知数据与智能优化数据的对应关系，创建孪生数据信息链，孪生数据信息链用于智能优化调整3D传感器获得的感知数据。
进一步地，适配最优三维模型确定模块具体包括：
适配模型构建单元，用于根据孪生数据信息链与经优化调整数字孪生虚拟模型的三维数据，构建目标面部与呼吸面罩的适配模型；
适配最优的呼吸面罩三维数据获取单元，用于通过目标面部与呼吸面罩的适配模型，对3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据；
适配最优的呼吸面罩三维模型生成单元，用于根据适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型。
进一步地，适配最优的呼吸面罩三维数据获取单元具体包括：
三维重叠映射距离计算子单元，用于通过目标面部与呼吸面罩的适配模型，计算3D传感器实时动态采集到的感知数据中呼吸面罩实体与呼吸面罩实体下方的人脸面部实体的三维重叠映射距离；
适配最优的呼吸面罩三维数据确定子单元，用于当三维重叠映射距离达到预设阈值时，从3D传感器实时动态采集到的感知数据中确定出适配最优的呼吸面罩三维数据。
进一步地，装置还包括：
患者缘模型确定模块，用于根据适配最优的呼吸面罩三维模型，确定以人脸轮廓为打印依据的患者缘模型，所述患者缘模型为相互连接的环形夹层圈与密封圈组合；
个性化打印指导模块，用于将适配最优的呼吸面罩三维模型与患者缘模型发送至目标3D打印机，以指导目标3D打印机进行个性化打印。
进一步地，人脸面部实体的三维数据包括人脸的五官与轮廓信息、以及人脸的表情姿态信息。
需要说明的是，本发明实施例中的装置可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实例中的相关描述，此处不再赘述。
上面从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的呼吸面罩的三维模型生成装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中呼吸面罩的三维模型生成设备进行详细描述。
图3是本发明实施例提供的一种呼吸面罩的三维模型生成设备的结构示意图，该呼吸面罩的三维模型生成设备300可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)301(例如，一个或一个以上处理器)和存储器309，一个或一个以上存储应用程序307或数据306的存储介质308(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器309和存储介质308可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质308的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对图计算的布尔型变量存储中的一系列指令操作。更进一步地，处理器301可以设置为与存储介质308通信，在呼吸面罩的三维模型生成设备300上执行存储介质308中的一系列指令操作。
呼吸面罩的三维模型生成设备300还可以包括一个或一个以上电源302，一个或一个以上有线或无线网络接口303，一个或一个以上输入输出接口304，和/或，一个或一个以上操作系统305，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图3中示出的呼吸面罩的三维模型生成设备结构并不构成对呼吸面罩的三维模型生成设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
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。
在本发明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，该计算机可读存储介质可以是非易失性的，也可以是易失性的。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(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)、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，并不使对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 (7)

1.一种呼吸面罩的三维模型生成方法，其特征在于，包括：
基于可扩展标记语言创建3D传感器获得的感知数据的表达模板，所述感知数据为3D传感器采集的历史三维数据、所述历史三维数据包括人脸面部实体与呼吸面罩实体的三维数据；
根据所述表达模板建立所述感知数据与所述3D传感器的关联关系，生成智能优化数据；
根据所述感知数据与智能优化数据的对应关系，创建孪生数据信息链，所述孪生数据信息链用于智能优化调整3D传感器获得的感知数据；
通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据；
通过预设的三维可视化引擎对所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；其中，所述数字孪生虚拟模型包括与人脸面部实体对应的人体面部三维模型、以及呼吸面罩实体对应的呼吸面罩三维模型；
根据所述数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型；
根据所述孪生数据信息链与所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据，智能优化调整所述数字孪生虚拟模型的三维数据；
通过预设的可视化交互方式，将所述适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示；
其中，所述根据所述数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型具体包括：
根据所述孪生数据信息链与经优化调整所述数字孪生虚拟模型的三维数据，构建目标面部与呼吸面罩的适配模型；
通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，对所述3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据；
根据所述适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型。
2.根据权利要求1所述的呼吸面罩的三维模型生成方法，其特征在于，所述通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，对所述3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据具体包括：
通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，计算所述3D传感器实时动态采集到的感知数据中呼吸面罩实体与呼吸面罩实体下方的人脸面部实体的三维重叠映射距离；
当所述三维重叠映射距离达到预设阈值时，从所述3D传感器实时动态采集到的感知数据中确定出适配最优的呼吸面罩三维数据。
3.根据权利要求2所述的呼吸面罩的三维模型生成方法，其特征在于，所述根据所述适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型之后，还包括：
根据所述适配最优的呼吸面罩三维模型，确定以人脸轮廓为打印依据的患者缘模型，所述患者缘模型为相互连接的环形夹层圈与密封圈组合；
将所述适配最优的呼吸面罩三维模型与所述患者缘模型发送至目标3D打印机，以指导所述目标3D打印机进行个性化打印。
4.根据权利要求1至3任一项所述的呼吸面罩的三维模型生成方法，其特征在于，所述人脸面部实体的三维数据包括人脸的五官与轮廓信息、以及人脸的表情姿态信息。
5.一种呼吸面罩的三维模型生成装置，其特征在于，包括：
表达模板创建模块，用于基于可扩展标记语言创建3D传感器获得的感知数据的表达模板，所述感知数据为3D传感器采集的历史三维数据、所述历史三维数据包括人脸面部实体与呼吸面罩实体的三维数据；
智能优化数据生成模块，用于根据所述表达模板建立所述感知数据与所述3D传感器的关联关系，生成智能优化数据；
孪生数据信息链创建模块，用于根据所述感知数据与智能优化数据的对应关系，创建孪生数据信息链，所述孪生数据信息链用于智能优化调整3D传感器获得的感知数据；
三维数据采集模块，用于通过3D传感器采集人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据；
数字孪生虚拟模型生成模块，用于通过预设的三维可视化引擎对所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩本体的三维数据进行渲染处理，生成与实体对应的数字孪生虚拟模型；其中，所述数字孪生虚拟模型包括与人脸面部实体对应的人体面部三维模型、以及呼吸面罩实体对应的呼吸面罩三维模型；
适配最优三维模型确定模块，用于根据所述数字孪生虚拟模型与预先创建的孪生数据信息链，确定适配最优的呼吸面罩三维模型；
智能优化调整模块，用于根据所述孪生数据信息链与所述人脸面部实体的三维数据、呼吸面罩实体的三维数据，智能优化调整所述数字孪生虚拟模型的三维数据；
可视化与交互模块，用于通过预设的可视化交互方式，将所述适配最优的呼吸面罩三维模型进行多视角展示、以及可交互操作展示；
其中，所述适配最优三维模型确定模块具体包括：
适配模型构建单元，用于根据所述孪生数据信息链与经优化调整所述数字孪生虚拟模型的三维数据，构建目标面部与呼吸面罩的适配模型；
适配最优的呼吸面罩三维数据获取单元，用于通过所述目标面部与呼吸面罩的适配模型，对所述3D传感器实时动态采集到的感知数据进行适配计算处理，得到适配最优的呼吸面罩三维数据；
适配最优的呼吸面罩三维模型生成单元，用于根据所述适配最优的呼吸面罩三维数据，生成对应适配最优的呼吸面罩三维模型。
6.一种呼吸面罩的三维模型生成设备，其特征在于，所述呼吸面罩的三维模型生成设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互联；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述呼吸面罩的三维模型生成设备执行如权利要求1-4中任意一项所述的呼吸面罩的三维模型生成方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任意一项所述呼吸面罩的三维模型生成方法。
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