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虚拟手术仿真中人体软组织形变技术的研究 总被引:2,自引:0,他引:2
对虚拟手术仿真中人体软组织形变技术进行深入研究,利用OpenGL三维图形标准建立了基于质点-弹簧物理模型的虚拟人体软组织形变系统。围绕虚拟手术仿真中人体软组织形变的逼真度和实时性两大要素展开研究,通过对比四边形网格结构提出了改进的基于质点-弹簧模型的正六边形几何拓扑结构,并对软组织形变动力学模型及其数值积分算法、软组织形变力反馈计算模型进行了讨论,针对以往的虚拟手术器械与软组织表面接触时作用点的最近邻质点求取算法存在的不足,提出了改进的求取算法。实验结果表明,改进的算法在模拟软组织形变时具有较好的稳定性和实时性。 相似文献
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ICPF是能够被1.5 V低电压驱动的等离子高分子导电薄膜,具有质量轻、响应速度快的特点。用长21.6 mm、宽4.6 mm、厚0.2 mm的ICPF薄膜驱动的微型机器人能够以3 mm/s的速度在水中运动。为了对其运动姿态进行检测和控制,设计了微型机器人的图像处理系统,此系统由CCD摄像机、图像接口卡、计算机和波形发生器组成。通过CCD摄像机获取机器人的运动图像序列;利用目标短时相似性,对每一帧图像进行色调自动阈值分割和边缘提取得到目标二值图像;采用改进的Hough圆变换计算出目标在图像中的位置和运动方向。最后,根据目标的位置和运动方向,通过波形发生器,改变ICPF两端的电压和频率来实现对机器鱼姿态的控制。本系统在Pentium 4 2.8 G内存1 G的电脑上,处理一张图片需52 ms,可以实现对机器人的实时检测、跟踪和控制。 相似文献
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针对目前脑血管的三维重建技术存在着对硬件要求高、重建结果与人体解剖学结果差距较大的问题,本文提出了一种脑血管三维重建方法。将扫描得到的CTA图像导入到Mimics17. 0软件中,先进行阈值分割,然后蒙版编辑,最后通过区域增长。经过这些预处理后,结合错切变形法的三维重建算法,得到三维重建的脑血管模型。其处理所得的脑血管具有模型清晰、细节突出的优点,同时所得模型可以进行切割处理和实现任意角度的放大缩小。系统运行结果表明:此方法得到的脑血管图像更加真实,并且可以进行多种软件的导入、模拟训练及后期的研究,为脑血管介入手术的术前模拟提供了有效的方法。 相似文献
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ICPF驱动的柔性微型机器龟腿的动力学分析 总被引:2,自引:0,他引:2
一种新型仿龟的柔性微型机器人,具有四条腿并能在水下爬行和游动,其中龟腿由一种智能薄膜ICPF(Ionic Conducting Ploymer Fil m)驱动。ICPF具有被低电压驱动、柔性和快速响应的特点。为了提高机器龟的可靠性和灵活性,我们运用伪刚体动力学法(PRBDM)建立了机器龟腿的动力学模型,此模型是基于静力学和运动学并考虑了动态影响因素建立起来的。然后,分析了机器龟腿的角位移幅度系数的变化规律。最后通过实验测量了机器龟腿末端的位移,其变化规律与理论上推导出的结果相近,因此验证了龟腿的动力学模型可以比较精确地反映龟腿的摆动角度位移,可以分析龟腿的频率特性。 相似文献
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用区间变量描述控制系统的不确定性,将非概率可靠性方法用于不确定系统的鲁棒稳定性分析,提出了区间参数控制系统时滞独立稳定性分析的一种新方法—鲁棒可靠性方法.该法依据线性矩阵不等式(LMI)形式的时滞独立二次稳定性判据,建立可靠性分析的功能方程,给出了鲁棒可靠度的求解方法.用文中方法可给出时滞不确定控制系统稳定程度的可靠性度量和为保证稳定性所要求的基本参数的最大容许变异范围.算例分析表明所提方法有较高的分析精度和效率,是实用和有效的. 相似文献
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压电陶瓷迟滞特性的建模及复合控制 总被引:2,自引:1,他引:1
压电陶瓷因其具有迟滞特性,如不经处理,会对其应用产生影响.针对当期望输出与频率无关时的压电陶瓷的迟滞非线性问题,提出了一种基于极坐标的数学建模方法,同时给出了通用的PI迟滞模型,并对两种模型进行了比较.仿真结果表明仿真曲线较平滑,克服了PI迟滞算子拟合出现的毛刺问题. 根据实验结果分析了极坐标的迟滞曲线和PI迟滞曲线的拟合误差,并进一步给出了拟合方差.在该迟滞模型的基础上,引入前馈PID控制方法进行实验,给出跟踪平均绝对误差及方差,并与经典PI控制在跟踪精确度等方面进行了比较.实验结果证明了该控制方法的可行性和精确性. 相似文献
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为解决传统两栖机器人的一些突出缺点,探寻机器人领域更多的可能性。本文设计了一种新型仿生球形两栖子母机器人系统,该系统中球形两栖母机器人在陆地采用仿生四足爬行方式运动,在水下采用矢量喷水电机进行喷水推进,无噪声,增加隐蔽性,并为微型子机器人提供控制信号和能源。微型子机器人陆地采用轮式驱动,设计了可以实现水陆两栖的桨叶轮。该子母机器人系统通过XBee通信模块实现无线通信。通过进行的子母机器人的陆地和水下运动试验,验证了设计的子母机器人系统的有效性。 相似文献
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基于压电陶瓷迟滞非线性的建模方法 总被引:1,自引:0,他引:1
压电陶瓷因其具有的响应速度快,精度高等优点被广泛应用于微操作、微纳米定位等系统中,但是由于它具有迟滞特性对其应用的影响,针对压电陶瓷的迟滞特性提出了一种简单的数学建模方法,该模型建模简单,运算量比PI迟滞算子大大减小,拟合方法曲线较平滑,克服了PI迟滞算子拟合出现的毛刺问题,且拟合精度较高,拟合误差在1%左右,采用椭圆极坐标方式对迟滞特性进行建模.并通过实验验证了该建模方法的可行性和精确性. 相似文献
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用区间变量描述控制系统的不确定性,将非概率可靠性方法用于不确定系统的鲁棒稳定性分析,提出了区间参数控制系统时滞独立稳定性分析的一种新方法—鲁棒可靠性方法.该法依据线性矩阵不等式(LMI)形式的时滞独立二次稳定性判据,建立可靠性分析的功能方程,给出了鲁棒可靠度的求解方法.用文中方法可给出时滞不确定控制系统稳定程度的可靠性度量和为保证稳定性所要求的基本参数的最大容许变异范围.算例分析表明所提方法有较高的分析精度和效率,是实用和有效的。 相似文献
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