[發明專利]一種基于六面體自動生成的三維人體溫度場計算方法

有效

• 申請號: 201811534010.8
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109785437B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 毛愛華;朱天屹;羅潔
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T7/11
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種基于六面體自動生成的三維人體溫度場計算方法，其特征在于，具體步驟包括：

(1)輸入人體或者類人體的三維幾何模型信息，生成人體或類人體模型，并對模型進行交互式的骨架提取；

(2)對提取的骨架進行平滑化處理，并對人體進行語義分割；

(3)對分割后的人體部位每一層用掃掠方法生成六面體網格，而對骨架點進行參數細分，并生成骨架點所對應的網格分片，將分片進行內插得到均勻的端點和交叉點，連接處理即可生成六面體網格；

(4)對生成的六面體網格進行三維人體溫度場的計算與模擬；

(5)對模擬后的溫度數字化表示并投射到三維人體幾何模型中。

2.根據權利要求1所述的一種基于六面體自動生成的三維人體溫度場計算方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，輸入的三維幾何模型信息是世界通用的標準三維信息格式文件內容，主要包括三維模型的幾何面數量與位置信息；在模型的輸入完成之后，采用可交互的方法對模型進行骨架提取，骨架提取的方法是網格收縮算法。

3.根據權利要求1所述的一種基于六面體自動生成的三維人體溫度場計算方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，先對骨架進行平滑化處理，對每一個骨架點S_i，其更新后的點位置為：

在平滑化處理完畢后，對骨架通過一系列的規則進行語義分割，得到頭部、軀干以及四肢的部位，具體語義分割方法為：

首先遍歷得到骨架中連接度量為3和連接度量為4的頂點，分別代表了身體部位軀干大腿連接點和軀干頭部雙手的連接點，分別定義為肚臍點V_navel與心胸點V_heart，這兩個頂點連接的骨架線，代表了模型中人體軀干的部位，接著在心肺點的其他3個鄰接點中尋找滿足下面條件的點：

S_neck是連接到頭部的脖頸的點，那么心胸點剩下的兩個鄰接點就是連接到兩只手臂的骨架點，而肚臍點剩下兩個鄰接點就是連接到兩只腿的骨架點。

4.根據權利要求1所述的一種基于六面體自動生成的三維人體溫度場計算方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，利用處理后的骨架對整個人體進行六面體網格的生成，具體方法為：

首先需要找到骨架點所對應的網格的分片，分片就是以骨架點為中心，骨架方向作為平面法向量定義的平面與模型網格相切得到的一系列交叉點所形成的環狀輪廓，將這些交叉點連接起來就得到了該骨架點所對應的網格分片，對該網格分片進行內插，在分片上進行內部的網格劃分；其中，分片點數量由參數來控制；

對于端點，將由中心點向內部延伸這4層分別作為皮膚層，脂肪層，肌肉層與核心層，最外圍的皮膚層形成一層四面體元素；

對于交叉點，從內部的骨架中心點向周圍切出數量等同自身度量的半平面，并將相鄰的半平面得到的半塊分片連接作為一整塊分片，將這一整塊分片當作普通骨架點的分片進行處理。