基于有限元分析的眼镜生产方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的一种基于有限元分析的眼镜生产方法及系统，首先通过对所述眼镜模型与人体头部模型中的预期接触区域之间的交互作用进行有限元分析，得到人体头部的第一压力云图；然后根据所述压力云图生成眼镜与头模的互动关系；最后根据所述互动关系生产所述眼镜。本发明专利技术基于有限元分析眼镜和头型之间的相互作用，进而在生产时能知晓佩戴时眼镜和头型产生的形变，以及头部的各个部分受到的压力大小，能更好地了解实际眼镜与人体头部的贴合度以及压紧度，相较于利用常规数字模型生产出的眼镜具有更好的用户体验效果。眼镜具有更好的用户体验效果。眼镜具有更好的用户体验效果。

【技术实现步骤摘要】
基于有限元分析的眼镜生产方法及系统


[0001]本专利技术涉及眼镜设计操作领域，尤其涉及一种基于有限元分析的眼镜生产方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]目前有关眼镜设计的方案，例如使用新的塑料头模和数字化的头模信息等，但这些解决方案并不足以帮助设计人员实现真正的契合。就塑料头模而言，即使模型已经针对所有特征更新了位置和尺寸信息，与真实头部相比，所使用的材料也存在巨大差异。所以，使用塑料头模评估眼睛的贴合度与戴在人的头上是不同的，限制了其作为评估眼镜设计实际适应性的工具的有效性。另一方面，也有一些报导指出数字头模难以使用，因为眼镜模型和头模不可变形，因此头模和眼镜模型通常会互相穿透，而不是基于相互作用而变形，这给眼镜设计带来了困难。设计人员即使使用数字头罩，也未能做出准确的评估。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题的至少一个，本专利技术实施例提供了一种基于有限元分析的眼镜生产方法，包括：
[0005]提供眼镜模型和人体头部模型；
[0006]对所述眼镜模型与人体头部模型中的预期接触区域之间的交互作用进行有限元分析，得到人体头部的第一压力云图；
[0007]根据所述压力云图生成眼镜与头模的互动关系；
[0008]根据所述互动关系生产所述眼镜。
[0009]在一些实施例中，所述预期接触区域包括：
[0010]鼻梁区域、左耳软骨顶部区域和右耳软骨顶部区域。
[0011]在一些实施例中，还包括：
[0012]获取眼镜和人体头部的特征参数；
[0013]利用眼镜的特征参数生成所述眼镜模型，利用人体头部的特征参数生成所述人体头部模型，所述特征参数包括表面特征参数和物理特征参数。
[0014]在一些实施例中，所述特征参数包括：密度、弹性和泊松比。
[0015]在一些实施例中，还包括：
[0016]根据眼镜架弹力计算模型和眼镜架重力计算模型，计算眼镜架在所述预期接触区域产生的弹力和重力，形成第二压力云图；
[0017]比对所述第一压力云图和所述第二压力云图，生成边界条件调节量；
[0018]利用所述边界条件调节量调节所述有限元分析过程中的边界条件。
[0019]在一些实施例中，对所述眼镜模型与人体头部模型中的预期接触区域之间的交互
作用进行有限元分析，得到人体头部的第一压力云图，包括：
[0020]对眼镜模型和人体头部模型转化为积分函数；
[0021]利用所述积分函数进行节点计算，生成受力矩阵；
[0022]从所述眼镜模型和人体头部模型中获取材料参数，并选取一插值函数和边界条件后，对受力矩阵进行约束求解，生成人体头部各节点的位移量；
[0023]根据人体头部各节点的位移量生成所述第一压力云图。
[0024]在一些实施例中，还包括：
[0025]对所述眼镜模型和人体头部模型进行网格化处理、定义边界条件、选取插值函数以及定义材料属性。
[0026]本专利技术还提供一种基于有限元分析的眼镜生产系统，包括：
[0027]模型提供模块，提供眼镜模型和人体头部模型；
[0028]压力云图生成模块，对所述眼镜模型与人体头部模型中的预期接触区域之间的交互作用进行有限元分析，得到人体头部的第一压力云图；
[0029]眼镜结构参数生成模块，根据所述压力云图生成眼镜与头模的互动关系；
[0030]眼镜生产模块，根据所述互动关系生产所述眼镜。
[0031]本专利技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一所述方法。
[0032]本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述第一方面任一所述方法的计算机程序。
[0033]综上所述，本专利技术提供的一种基于有限元分析的眼镜生产方法及系统，首先通过对所述眼镜模型与人体头部模型中的预期接触区域之间的交互作用进行有限元分析，得到人体头部的第一压力云图；然后根据所述压力云图生成眼镜与头模的互动关系；最后根据所述互动关系生产所述眼镜。本专利技术基于有限元分析眼镜和头型之间的相互作用，进而在生产时能知晓佩戴时眼镜和头型产生的形变，以及头部的各个部分受到的压力大小，能更好地了解实际眼镜与人体头部的贴合度以及压紧度，相较于利用常规数字模型生产出的眼镜具有更好的用户体验效果。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0035]图1为本专利技术实施例中提供的一种基于有限元分析的眼镜生产方法流程示意图；
[0036]图2为本专利技术实施例中提供的一种基于有限元分析的眼镜生成的系统的结构示意图；
[0037]图3为本专利技术实施例中提供的人体头部的CT扫描图像；
[0038]图4为本专利技术实施例中提供的人体头部CT扫描图像的测量结果示意图；
[0039]图5为本专利技术实施例中提供的网格分区处理后的人体头部模型；
[0040]图6为本专利技术实施例中提供的人体头部模型在FEA中的边界条件示意图；
[0041]图7为本专利技术实施例中提供的应力投影示意图；
[0042]图8为本专利技术实施例中提供的压力云图示意图；
[0043]图9为本专利技术实施例中提供的在边界条件下达到稳定状态的物体；
[0044]图10为适用于实现本专利技术中的基于有限元分析的眼镜生产方法的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
[0045]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，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，本领域普通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。
[0046]下面参考本专利技术的若干代表性实施方式，详细阐释本专利技术的原理和精神。
[0047]虽然本专利技术提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本专利技术实施例或附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构进行顺序执行或者并行执行。
[0048]在现有技术中，例如使用新的塑料头模和数字化的头模信息等，但这些解决方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元分析的眼镜生产方法，其特征在于，包括：提供眼镜模型和人体头部模型；对所述眼镜模型与人体头部模型中的预期接触区域之间的交互作用进行有限元分析，得到人体头部的第一压力云图；根据所述压力云图生成眼镜与头模的互动关系；根据所述互动关系生产所述眼镜。2.根据权利要求1所述的眼镜生产方法，其特征在于，所述预期接触区域包括：鼻梁区域、左耳软骨顶部区域和右耳软骨顶部区域。3.根据权利要求1所述的眼镜生产方法，其特征在于，还包括：获取眼镜和人体头部的特征参数；利用眼镜的特征参数生成所述眼镜模型，利用人体头部的特征参数生成所述人体头部模型，所述特征参数包括表面特征参数和物理特征参数。4.根据权利要求3所述的眼镜生产方法，其特征在于，所述特征参数包括：密度、弹性和泊松比。5.根据权利要求1所述的眼镜生产方法，其特征在于，还包括：根据眼镜架弹力计算模型和眼镜架重力计算模型，计算眼镜架在所述预期接触区域产生的弹力和重力，形成第二压力云图；比对所述第一压力云图和所述第二压力云图，生成边界条件调节量；利用所述边界条件调节量调节所述有限元分析过程中的边界条件。6.根据权利要求1所述的眼镜生产方法，其特征在于，对所述眼镜模型与人体头部模型中的预期接触区域之间的交互作用进行有限...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛明，林仁义，张皓扬，
申请(专利权)人：香港生产力促进局，
类型：发明
国别省市：