虚拟手术中缝合仿真的初步研究

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。

节点定位在湖泊监测中的优化研究

无线传感网湖泊监测中,节点位置在一定范围内随机漂移,导致定位精度需持续修正并提高精度。提出最小误差二次定位估计算法,初始时在网络中设定两组配置有GPS的3个信标节点,利用三边测量法对未知节点进行定位,通过分析RSSI测距误差求出中心点,建立两组测量坐标进行定位修正,再使用跳距对两组坐标测量结果进行加权估计,获得优化后的最小误差节点定位。对比常规的三边测量法和FTL算法,通过仿真验证,该算法在湖泊监测中能有效地减小定位误差。