买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：北京工业大学

摘要：本发明涉及一种用于足踝畸形矫治术的软组织‑支链碰撞检测方法，利用基本空间线型所对应的数学参数方程，对软组织和并联外固定器支链的凸包络外轮廓进行建模，形成以切片堆叠方式表征的软组织边界表征模型和以圆柱体表征的支链表征模型，利用空间线段填平软组织切片的凹陷部分，利用空间圆弧表征软组织切片的平滑部分。通过在矫治路径上复现被检测目标的空间位姿，将碰撞检测转化为判断边界表征模型间的空间位置关系的数学问题。基于空间点‑线距离以及点‑线段位置关系判别法，确定点‑圆柱体的实际位姿状态，进而判断软组织‑支链之间是否发生碰撞。该方法能够在执行实际牵引前检测出体段‑并联外固定器系统中的潜在碰撞风险并及时规避。

主权项：1.一种用于足踝畸形矫治术的软组织-支链碰撞检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1利用三维扫描仪扫描软组织与并联外固定器，形成软组织-并联外固定器的虚拟三维模型，并导入SolidWorks软件中，对软组织进行切片处理与表征，在SolidWorks软件中手动选取各切片外轮廓上的特征点，并在给定的坐标系中读取特征点坐标信息，利用线段和圆弧将各切片外轮廓复现为数学模型，进而形成软组织凸包络体；2将构成空间线段的特征点代入空间线段参数方程Fun1，填平凸包络体的凹陷部分，将构成空间圆弧的特征点代入空间圆弧参数方程Fun2，表征凸包络体的平滑部分，顺次整合各参数方程，获得凸包络体的边界表征模型，基于并联外固定器的逆位置解获得支链的轴线长度PL1-PL2与方向矢量PL1-PL2，将支链表征为底面半径为RC的圆柱体，由此，将软组织和支链的外观以数学参数方程的形式进行表征；3基于空间点-线距离数学方程Fun3，解算凸包络体边界表征模型上的点PD1到支链轴线的距离|dP-L|，并判断点PD1在支链轴线矢量方向PL1-PL2的投影点PP相对于线段PL1-PL2的位置关系，确定空间点-圆柱的位置关系以及软组织-支链碰撞状态，由此，将软组织与支链的空间位置关系判别以及碰撞检测转化为计算边界表征模型间的空间距离并判断空间位置关系的数学问题；4通过在整体矫治路径中划分若干检测节点，并利用步骤1至步骤3确定各节点中软组织与支链之间的相对位姿，获得软组织-支链碰撞情况，当任一节点检测出碰撞时，需要重新规划矫治路径。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京工业大学 一种用于足踝畸形矫治术的软组织-支链碰撞检测方法