(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210573046.7 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 上海工程 技术大学 地址 201620 上海市松江区龙腾路3 33号 (72)发明人 谢红　赖燕珠　曾露露　 (74)专利代理 机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 312 27 专利代理师 孟旭彤 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 113/12(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 虚拟人体模型、 建模方法及电子设备 (57)摘要 本发明公开了一种虚拟人体模 型建模方法， 包括步骤， 通过人体点云数据建立人体骨骼和软 组织模型； 将人体骨骼和软 组织模型装配为人体 模型， 同时建立感知面料模型； 赋予人体模型、 感 知面料模型以材料属性， 将人体模 型与感知面料 模型进行装配并划分网格； 通过人体模型与感知 面料模型模拟人体与感知面料间的动态接触， 计 算动态接触下人体与感知面料的压力分布位移 云图与应力云图， 从而获得所需的虚拟人体模 型。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114970262 A 2022.08.30 CN 114970262 A 1.一种虚拟人体模型建模方法， 其特 征在于， 包括 步骤， 通过人体点云数据建立人体骨骼和软组织模型； 将人体骨骼和软组织模型装配为人体模型， 同时建立感知面料模型； 赋予人体模型、 感知面料模型以材料属性， 将人体模型与感知面料模型进行装配并划 分网格； 通过人体模型与感知面料模型模拟人体与感知面料间的动态接触， 计算动态接触下人 体与感知面料的压力分布位移云图与应力云图， 从而获得 所需的虚拟人体模型。 2.根据权利要求1所述的建模方法， 其特征在于， 通过CT扫描人体获得人体点云数据， 并通过逆向工程软件建立人体骨骼和软组织模型。 3.根据权利要求2所述的建模方法， 其特征在于， 采用有限元建模软件赋予人体模型、 感知面料模型 材料属性。 4.根据权利要求3所述的建模方法， 其特征在于， 通过三维运动捕捉系统、 测力 台获得 动力学数据导入有限元建模软件中模拟人体与感知面料间的动态接触。 5.根据权利要求1所述的建模方法， 其特 征在于， 通过CT扫描得到人体点云数据后， 将获得的人体点云数据导入Mimics软件中通过 区域增长、 填充孔洞和计算实体操作分 别建立人体骨骼、 软组织 三维几何模型； 将获得的人体骨骼、 软组织三维几何模型导入Geomagic软件中进行平滑处理、 自动曲 面化操作得到人体骨骼、 软组织曲面模型。 6.根据权利要求5所述的建模方法， 其特征在于， 将所述人体骨骼、 软组织曲面模型导 入Solidworks软件中， 分别将人体骨骼模型以及软组织模型进行装配， 去除干涉与错 误面， 结合感知面料尺寸， 通过Solidworks软件的草图工具、 放样曲面工具建立感知面料模 型。 7.根据权利要求6所述的建模方法， 其特征在于， 将人体骨骼模型、 软组织模型导入 Hypermesh软件中， 自动划分2D网格， 并进行质量检查与网格优化， 再进行3D网格的划分， 单 元类型选择四面体网格， 生成三维网格后进一 步对网格质量进行检查， 在Abaqus软件的网格模块中对感知面料模型指派网格控制属性、 布种、 划分网格， 单元 类型选择四边形， 获取人体骨骼、 软组织的弹性模型、 密度、 泊松比材料参数， 以及感知面料的弹性模量、 密度、 泊松比材 料参数， 在Abaqus软件中， 通过创建实例工具将人体骨骼模型、 软组织模型、 感知面料模型进行 装配得到人体感知面料模型。 8.根据权利要求7 所述的建模方法， 其特 征在于， 通过测力 台获得地面反作用力， 通过三维运动捕捉系统获得关节力、 关节力矩动力学 参数， 将获得的动力学参数作为所述人体织物模型的边界条件驱动模型运动， 在Abaqus软件的可视化模块中获得动态接触下， 人体与感知面料的压力分布位移云图 与应力云图。 9.一种虚拟人体模型， 其特 征在于， 该模型通过如权利要求1所述的方法建立。 10.一种虚拟人体模型建模电子设备， 其特 征在于， 所述电子设备包括存 储器； 以及权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114970262 A 2耦合到所述存储器的处理器， 该处理器被配置为执行存储在所述存储器中的指令， 所 述处理器执行以下操作： 通过人体点云数据建立人体骨骼和软组织模型； 将人体骨骼和软组织模型装配为人体模型， 同时建立感知面料模型； 赋予人体模型、 感知面料模型以材料属性， 将人体模型与感知面料模型进行装配并划 分网格； 通过人体模型与感知面料模型模拟人体与感知面料间的动态接触， 计算动态接触下人 体与感知面料的压力分布位移云图与应力云图， 从而获得 所需的虚拟人体模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114970262 A 3