本发明专利技术实施例公开了一种人体建模方法及装置。本发明专利技术实施例方法包括：在人体模型中提取关键点；将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。本发明专利技术能够较好的模拟真实人体触电情况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网安全保护领域，尤其涉及一种用于触电仿真的人体建模方法。
技术介绍
用于触电保护的人体模型构建技术工作最早开始于1944年，其后的学者做了很多工作，以期生成可以完全拟合真实人体的模型，目的是用于触电仿真分析。但由于人体的解剖学结构非常复杂，单纯的电阻电容组合难以反映真实人体触电时的情况，同时，人体结构的复杂性也导致其难以用数学建模，这都使得这一课题非常困难。目前用于触电分析的人体建模方法工作取得了一些进展。H.Freiberger、R.Scherbaum和G.Biegelmeier均提出人体等值电路模型，其共同点是上述模型均为电阻电容的组合J.E.Bridges等人构建的一种概率等值电路，用来模拟人体阻抗的非线性，同时可估计心脏附近的电流密度；Y.Kamimura等应用非线性最小二乘法确定简化人体等值电路。上述用于触电仿真领域的人体建模方法仅考虑人体触电过程中总体电流大小，并不能反应任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种应用于电网安全保护的人体建模方法，通过加载电压能够较好的模拟真实人体触电情况。本专利技术第一方面提供了一种应用于电网安全保护的人体建模方法，包括: 在人体模型中提取关键点； 将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型； 对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型； 在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。结合本专利技术的第一方面，在本专利技术第一方面的第一种实现方式中，所述在人体模型中提取关键点具体包括: 在所述人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取所述直线与横断面的轮廓的交点作为所述关键点；其中，所述第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，所述第二预设距离不大于I厘米且不小于0.05厘米； 提取所述关键点的坐标，以形成所述人体模型的三维阵列。结合本专利技术第一方面的第一种实现方式，在本专利技术第一方面的第二种实现方式中，所述将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型具体包括: 根据所述关键点的坐标确定所述人体模型的点阵模型； 在所述点阵模型中，将所述横断面上相邻的至少三个所述关键点连成光滑曲线，以及在所述横断面的轮廓上选取至少一对所述关键点，并根据选取的所述关键点将相邻的所述横断面的轮廓相连； 将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到所述人体几何模型。结合本专利技术的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式，在本专利技术第一方面的第三种实现方式中，所述得到人体几何模型之后还包括: 获取人体各组织结构的电导率和介电常数； 在所述人体几何模型上设置单元类型、所述单元类型的电导率的参数及介电常数的参数。本专利技术第二方面提供了一种应用于电网安全保护的人体建模装置，包括: 提取单元，用于在人体模型中提取关键点； 生成单元，用于将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型； 划分单元，用于对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型； 求解单元，用于在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。结合本专利技术的第二方面，在本专利技术第二方面的第一种实现方式中，所述提取单元具体包括: 第一提取模块，用于在所述人体模型的垂直轴处按第一预设距离依次取横断面，在冠状轴处按第二预设距离依次作与矢状轴平行的直线，选取所述直线与横断面的轮廓的交点作为所述关键点；其中，所述第一预设距离不大于2厘米且不小于0.1厘米，所述第二预设距离不大于I厘米且不小于0.05厘米； 第二提取模块，用于提取所述关键点的坐标，以形成所述人体模型的三维阵列。结合本专利技术第二方面的第一种实现方式，在本专利技术第二方面的第二种实现方式中，所述生成单元具体包括: 确定模块，用于根据所述关键点的坐标确定所述人体模型的点阵模型； 连接模块，用于在所述点阵模型中，将所述横断面上相邻的至少三个所述关键点连成光滑曲线，以及在所述横断面的轮廓上选取至少一对所述关键点，并根据选取的所述关键点将相邻的所述横断面的轮廓相连； 生成模块，用于将所述光滑曲线衍生成曲面及体，得到所述人体几何模型。结合本专利技术的第二方面、或第二方面的第一种实现方式、或第二方面的第二种实现方式，在本专利技术第二方面的第三种实现方式中，所述装置还包括: 获取单元，用于获取人体各组织结构的电导率和介电常数； 设置单元，用于在所述人体几何模型上设置单元类型、所述单元类型的电导率的参数及介电常数的参数。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点:在人体模型中提取关键点；将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。因此，通过本专利技术提供的人体建模方法，能够结合人体各组织器官的电特性，实现真实人体的重建，以较好的模拟任意触电情况下的触电通路及触电电流在人体各处的分布情况。【附图说明】图1为本专利技术所提供的人体建模方法的一个实施例流程示意图； 图2为本专利技术所提供的人体建模方法的另一实施例流程示意图； 图3为本专利技术所提供的人体建模方法的另一实施例流程示意图； 图4为本专利技术所提供的人体模型的点阵模型的一个实施例示意图； 图5为本专利技术所提供的人体模型的点阵模型的另一实施例示意图； 图6为本专利技术所提供的人体几何模型的一个实施例示意图； 图7为本专利技术所提供的人体几何模型的另一实施例示意图； 图8为本专利技术所提供的人体网格模型的一个实施例示意图； 图9为本专利技术所提供的人体建模方法的另一实施例流程示意图； 图10为本专利技术所提供的人体建模装置的一个实施例结构示意图； 图11为本专利技术所提供的人体建模装置的另一实施例结构示意图； 图12为本专利技术所提供的人体建模装置的另一实施例结构示意图； 图13为本专利技术所提供的人体建模装置的另一实施例结构示意图； 图14为本专利技术所提供的人体建模装置的另一实施例结构示意图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，尽管在本专利技术实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各个用户或终端，但用户或终端不应限于这些术语。这些术语仅用来将用户或终端彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术实施例范围的情况下，第一用户也可以被称为第二用户，类似地，第二用户也可以被称为第一用户；同样的，当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于电网安全保护的人体建模方法，其特征在于，包括：在人体模型中提取关键点；将所述关键点生成光滑曲线，并将所述光滑曲线衍生成曲面以及体，得到人体几何模型；对所述人体几何模型进行网格划分，得到人体网格模型；在所述人体网格模型上施加电压，进行有限体元法求解，获得触电仿真结果。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李春兰，段了然，张亚飞，汪泽，崔诗晗，夏兰兰，
申请(专利权)人：新疆农业大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。