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1. 基于改进迭代最近点算法的接骨板贴合性快捷计算方法

朱新成, 何坤金, 倪娜, 郝博

计算机应用 2021, 41 (10): 3033-3039. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020122012

摘要（228）

PDF （2201KB）（172）

为了快速计算出接骨板在断骨表面的最佳贴合位置，以减少手术中接骨板反复调整的次数，提出了一种基于改进迭代最近点（ICP）算法的接骨板贴合性快捷计算方法。首先，由医生指导在断骨表面选取贴合区域，并利用接骨板表面点的法向量之间的夹角提取接骨板的内曲面点云；然后，在对两组点云模型进行平滑处理并采用格点采样的方式来简化点云模型后，利用点云之间的特征关系进行初始配准；最后，对接骨板内曲面点云模型进行边界及内部特征关键点提取，并采用 K-维树（KD-Tree）搜索邻近点，对接骨板的特征关键点和断骨表面选取区域执行ICP精确配准。以胫骨为例进行实验，实验结果表明，所提算法相较于近年所提配准算法在保持较高配准度的同时提高了配准效率，能够实现胫骨不同受损类型与接骨板之间的快速配准，并且对其他受损骨骼具有通用性。

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2. 基于光滑粒子流体动力学方法的交互式水流加热仿真

王江坤, 何坤金, 曹红飞, 王金强, 张燕

计算机应用 2020, 40 (5): 1409-1414. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019101734

摘要（352）

PDF （2338KB）（434）

针对传统水流加热仿真中交互困难与效率低下的问题，提出一种基于光滑粒子流体动力学(SPH)的热运动仿真方法，旨在交互式控制水流加热变化过程。首先，基于SPH方法将连续水流粒子化，以粒子群模拟水流的运动，并通过碰撞检测方法将粒子运动限定在容器内；然后，采用第一类边界条件的热传导模型加热水粒子，并根据粒子的温度更新粒子的运动状态，以模拟加热过程中水流的热运动；最后，定义可编辑的系统参数与约束关系，通过人机交互仿真多种条件下水流加热及其运动过程。以太阳能热水器加热仿真为例，通过修改少量参数控制热水器的加热工作验证了SPH方法求解热传导问题时的交互性与高效性，为交互式水流加热在其他虚拟场景的应用提供了便利。

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3. 基于平均化骨骼模型的接骨板优化设计

张荣丽, 何坤金, 张玉雪

计算机应用 2018, 38 (7): 2044-2049. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017123031

摘要（587）

PDF （935KB）（250）

目前系列化接骨板在材料节约和应力分散上不合理。为快捷设计出理想的接骨板，利用平均化骨骼模型，提出通过语义参数编辑优化设计接骨板的方法。首先，为系列化接骨板在数量与尺寸上的分布合理，构建了一种带权值的平均化骨骼模型；然后，基于平均化骨骼模型设计出具有通用性的参数化接骨板，便于后期编辑修改与优化；最后，利用有限元分析，用基于二分策略调整厚度参数来优化接骨板，在满足应力条件下使接骨板材料尽可能少。实验结果显示，对三叶型接骨板和股骨远端Ⅲ型接骨板优化后体积分别减小2.7%和12.2%，最大应力分别减小56.9%和24.4%，表明所提方法能够节省接骨板材料，分散接骨板应力，是一种有效的接骨板优化设计方法。

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4. 基于开源场景图形的三维可视化与信息管理系统设计

张文英, 何坤金, 张荣丽, 刘宇兴

计算机应用 2016, 36 (7): 2056-2060. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2016.07.2056

摘要（545）

PDF （830KB）（312）

对于产品虚拟装配的三维呈现过程中难以实现零件信息管理问题，结合电动车模型的拆装，提出三维可视化与信息管理技术融为一体的设计方案。首先，建立三维模型库，并根据电动车模型的拓扑结构和辅助信息，如零件的材质、型号等，建立信息库；其次，读取信息库中零件与子装配体间的父子关系信息建立目录树，根据子装配体与场景树均为“多叉树”组成结构的原理进行子装配体的三维呈现，再对子装配体的各个节点设置动画完成拆装呈现；最后，采用多线程方法将电动车配件信息管理与可视化有机结合，实现支持三维的拾取交互查询和检索定位查询等功能。系统以世纪鸟电动车进行验证，实现了三维可视化技术与信息系统相融合，能快速有效地为电动车的三维呈现和虚拟装配提供技术支持。实例验证表明，所设计系统可以有效地将零件的信息管理融入到虚拟装配的三维可视化中。

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5. 一种直观快捷的光滑插值曲线表示方法

何坤金陈正鸣

计算机应用

摘要（1467）

PDF （514KB）（916）

提出了一种简单的参数均匀插值曲线表示方法，分析了该表示法的相关性质，并提出了该插值曲线光滑拼接的方法。该方法直观、易控制、效率较高、有一定的实用性。实验表明，采用低阶（一般小于6阶）参数插值方程实现连接，效果好。