[發明專利]基于位置動力學的三維腳模型與鞋楦模型的匹配方法

有效

• 申請號: 201710982873.0
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107752228B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 汪夢畢;李云鵬
• 申請（專利權）人: 浙江大學常州工業技術研究院
• 主分類號: A43D1/04
• 分類號: A43D1/04;G06F17/50
• 代理公司: 32280 常州市權航專利代理有限公司
• 代理人: 朱鑫樂<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種基于位置動力學的三維腳模型與鞋楦模型的匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將三角網格數據格式的腳模型進行四面體有限元網格劃分；

S2、將三角網格數據格式的鞋楦模型與所述腳模型放入同一空間坐標系中并進行幾何對齊；

S3、對腳模型和鞋楦模型進行初始匹配仿真：

S301、設置初始匹配仿真的算法參數，包括楊氏模量E，泊松比υ，約束方程的求解迭代次數，時間步長Δt，約束方程剛度系數α為1；

S302、初始化腳模型頂點p_i的位置x_i，速度v_i和質量m_i

x_i＝X_i,v_i＝0,m_i＝1

其中i表示頂點序號，X_i表示第i個頂點的初始位置坐標；

S303、在每個時間步長Δt更新頂點的速度：

v'_i＝v_i+Δtw_if_ext(p_i)

v'_i表示頂點p_i新的速度，f_ext(p_i)表示頂點p_i受到的合外力，w_i＝1/m_i表示頂點p_i質量的倒數；

求取頂點p_i的預測位置：

x'_i＝x_i+Δtv'_i

S304、遍歷腳模型的所有四面體，第i個四面體四個頂點的預測位置分別為x'_i1，x'_i2，x'_i3，x'_i4；迭代求解約束方程，計算四個頂點的位置改變量Δx_i1，Δx_i2，Δx_i3，Δx_i4，并更新四面體頂點的位置：

x″_ij＝x'_ij+Δx_ij (25)

其中x″_ij表示第i個四面體的第j個頂點更新后的位置；

S305、使用更新后的位置x″_ij更新第i個四面體每個頂點的速度：

v″_ij＝(x″_ij-x_ij)/Δt (26)

其中v″_ij表示第i個四面體第j個頂點的更新速度；

S306、進行連續碰撞檢測和響應；

S307、重復步驟S303～S306，直到腳模型的應變能不再變化；

S4、對腳模型和鞋楦模型進行精確匹配仿真：

S401、設置初始匹配仿真的算法參數，包括楊氏模量E，泊松比υ，約束方程的求解迭代次數，時間步長Δt，約束方程剛度系數α為0.02；

步驟S402～S407與S302～S307相同；

S5、腳模型和鞋楦模型精確匹配仿真后，通過此時腳模型每個頂點的位置x_i和對應的初始位置X_i，計算得到每個四面體單元的應變張量ε和應力張量σ。