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山东省自然科学基金(ZR2009GM014)

作品数：6 被引量：13H指数：3
相关作者：贾世宇潘振宽张维忠更多>>
相关机构：青岛大学更多>>
发文基金：山东省自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
相关领域：自动化与计算机技术更多>>

文献类型

  • 6篇中文期刊文章

领域

  • 6篇自动化与计算...

主题

  • 3篇柔性体
  • 3篇手术
  • 3篇手术仿真
  • 3篇仿真
  • 3篇GPU加速
  • 2篇虚拟手
  • 2篇虚拟手术
  • 1篇多线程
  • 1篇软组织
  • 1篇软组织变形
  • 1篇散列
  • 1篇手术中
  • 1篇四面体
  • 1篇四面体网格
  • 1篇碰撞检测
  • 1篇网格
  • 1篇线程
  • 1篇力反馈
  • 1篇高频
  • 1篇CPU

机构

  • 6篇青岛大学

作者

  • 6篇潘振宽
  • 6篇贾世宇
  • 1篇张维忠

传媒

  • 4篇系统仿真学报
  • 1篇计算机辅助设...
  • 1篇计算机仿真

年份

  • 2篇2014
  • 1篇2013
  • 2篇2012
  • 1篇2011
共 6 条 记 录，以下是 1-6
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排序方式：
综合使用CPU和GPU的实时手术仿真系统并行框架被引量：1
2014年
使用多线程技术实现了任务并行化的实时手术仿真系统框架。系统由主控制、力反馈控制、变形计算和GPU控制四大主线程和若干碰撞辅助线程构成。主控制线程处理手术工具与软组织的交互操作、碰撞检测和碰撞响应。力反馈控制线程处理力反馈设备状态读入和反馈力输出。变形计算线程完成基于CPU的软组织变形计算。GPU控制线程处理三维场景图形渲染和基于GPU的软组织变形计算。碰撞辅助线程与主控制线程协同运作完成碰撞检测的并行处理。系统在数据结构和运行机制上进行了特殊设计,使得切割操作可以和GPU加速的变形计算并行运作。对若干测试场景的仿真结果表明,并行框架可以提高系统运行速度,并且运行稳定正常,无死锁现象。
贾世宇潘振宽
关键词：软组织变形GPU加速
虚拟手术中缝合仿真的初步研究被引量：3
2012年
初步实现了一个虚拟缝合仿真系统,可以模拟针穿刺柔性体并牵引所附缝合线穿过柔性体的过程。用户通过Phantom Desktop力反馈设备控制虚拟针的运动。柔性体在针和缝合线的作用下会发生变形。缝合线使用非均匀可变长刚性杆模型和FTL(Follow the Leader)变形算法。柔性体使用线弹性材料和Tensor-Mass变形算法。针穿刺柔性体时柔性体对针运动的阻力传给力反馈设备,而其反作用力则施加于柔性体之上。缝合线在针的牵引下穿过柔性体形成滑动约束点。缝合线的变形将在滑动约束点产生弹性力作用于柔性体之上,而柔性体的变形则反过来影响滑动约束点的位置。将约束点对应的缝合线顶点编号增加和约束点两侧刚性杆长度调整相结合,实现了缝合线光滑穿过柔性体的效果。最后给出对含有切口形状的柔性体模型进行缝合仿真的实验结果,并讨论未来的改进和发展方向。
贾世宇潘振宽
关键词：虚拟手术手术仿真力反馈
先细分后分裂的新式四面体网格交互切割方法被引量：6
2011年
提出了一种新式的由四面体网格构成的三维模型的交互切割方法。切割方法首先将四面体网格细分从而消除边交点和面交点,然后分裂面、边和顶点来形成切口。与以前的切割方法相比,该方法避免了繁琐的分类处理,在任何切割状态下均可产生合理的分裂结果,并且可以有效地处理切割刀大角度转向的情况。最后给出了切割方法的实现和对不同模型进行切割的效果。
贾世宇潘振宽
关键词：四面体网格虚拟手术手术仿真
多线程加速的基于空间散列的柔性体碰撞算法被引量：1
2012年
实现了针对手术仿真使用的柔性体碰撞检测和碰撞响应。柔性体使用四面体网格模型。碰撞检测使用空间散列表检测顶点-四面体碰撞对。碰撞响应计算发生碰撞顶点的一致性侵入深度和方向,并由此计算顶点的约束平面。变形计算使用约束平面对顶点施加惩罚力。碰撞检测使用多线程加速。变形计算单独运行在一个线程中,与碰撞处理之间使用过渡缓冲区传递运算结果。最后给出了若干测试仿真场景的运行效果,并对计算效率进行了分析和比较。
贾世宇潘振宽
关键词：柔性体碰撞检测多线程手术仿真
OpenCL加速的基于虚拟节点法的柔性体实时切割仿真被引量：2
2014年
为了提高柔性体变形仿真运行速度并且解决切割对变形计算稳定性的负面影响,提出了能与GPU加速的变形算法协同运作的基于虚拟节点法的柔性体实时切割仿真方法.柔性体模型由真实四面体网格嵌入虚拟四面体网格中构成,前者用于碰撞处理和图形渲染,而后者则用于变形计算.切割算法首先分裂真实四面体网格;然后复制包含超过一块真实四面体连通碎片的虚拟四面体,每个复制品包含一块真实四面体碎片;再根据真实四面体之间的连接关系更新虚拟四面体之间的连接关系;最后更新真实四面体网格与虚拟四面体网格之间的镶嵌关系.为了确保仿真系统不被限制在NVIDIA公司的GPU上,GPU加速使用OpenCL实现.仿真测试结果表明,该方法可以在任意多次切割情况下保持变形计算稳定不发散,并且在NVIDIA公司和AMD公司的GPU上都可以正确运行.
贾世宇潘振宽张维忠
关键词：柔性体GPU加速OPENCL
GPU加速的支持交互式切割的柔性体实时变形算法被引量：3
2013年
使用OpenGL和GLSL实现了GPU加速的柔性体实时变形算法。变形计算使用共旋线性有限元法,可以处理大尺度旋转情况。为了能够与交互式切割操作协同运作,GPU数据结构使用带激活标志的可变长线性数组。将切割过程中需要更新的单元分为"全肮脏"和"部分肮脏"两类,以此降低GPU数据的更新量。针对GPU不能完成发散操作的缺点,设计顶点相邻四面体信息数据结构和相应的切割更新算法,将力的发散操作变为聚合操作。使用四面体单元刚度矩阵高频模式过滤方法来提高稳定积分的时间步长,以此降低切割产生的退化单元对变形计算稳定性的负面影响。最后给出若干仿真测试的结果,对仿真效果和运行效率进行了分析。
贾世宇潘振宽
关键词：柔性体GPU加速
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