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一种基于面部三维数据聚类模型的呼吸面罩设计方法

申请号: CN202311449514.0
申请人: 齐鲁工业大学(山东省科学院)
更新日期: 2026-03-09

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种基于面部三维数据聚类模型的呼吸面罩设计方法
专利类型 发明申请
申请号 CN202311449514.0
申请日 2023/11/2
公告号 CN117574466A
公开日 2024/2/20
IPC主分类号 G06F30/10
权利人 齐鲁工业大学(山东省科学院)
发明人 李普红; 牟振华; 林枫然; 张子茹; 李钰生; 刘志方; 杨程博; 代书琪
地址 山东省济南市长清区大学路3501号

摘要文本

本发明涉及防护用品技术领域,提供了一种基于面部三维数据聚类模型的呼吸面罩设计方法,包括:步骤一、采集人体头部数据形成头部样本模型;步骤二、对头部样本模型建立数据提取程序获得原始指标数据;步骤三、采用因子分析法和聚类分析法把头部样本模型分簇聚类;步骤四、将头部样本模型以聚类簇别分别拟合,获取每簇的平均面部聚类模型;步骤五、获得人面部特征点曲线;步骤六、构建呼吸面罩参数化建模程序;步骤七、通过呼吸面罩参数化建模程序调节参数制作产品呼吸面罩;步骤八、通过有限元仿真分析评价产品呼吸面罩佩戴舒适度。本方案构建了快速设计开发呼吸面罩的技术路线,完成了呼吸面罩的定制化设计,提高了佩戴人员的舒适度和适配性。

专利主权项内容

1.一种基于面部三维数据聚类模型的呼吸面罩设计方法,其特征在于,所述聚类模型用于呼吸面罩的制作,其设计方法包括:步骤一、采集若干人体头部数据形成若干头部样本模型,对所述头部样本模型进行预处理;步骤二、根据面部特征点,分别对每个头部样本模型建立数据提取程序,分别获得若干组面部特征点间的距离数据作为原始指标数据;步骤三、采用因子分析法把原始指标数据重新组合成少数综合指标(F-F),用以简化原始指标数据,然后通过聚类分析法结合原始指标数据间的相关系数把头部样本模型分簇聚类;1N步骤四、建立每个头部样本模型的坐标轴与通用的坐标轴,待两坐标轴对齐后,按照聚类簇别分别进行拟合,获取每簇的平均面部聚类模型;步骤五、选取任一簇平均面部聚类模型,将鼻梁点、脸颊点、口角点和下颌点的位置连接,得到人面部特征点曲线;步骤六、基于任一簇平均面部聚类模型和人面部特征点曲线构建呼吸面罩参数化建模程序;步骤七,使用时,将获取的用户人面部特征点曲线导入至呼吸面罩参数化建模程序中获取初步呼吸面罩形态,然后根据该用户的面部特征进一步调整初步呼吸面罩形态获得产品呼吸面罩形态,以此制作产品呼吸面罩;步骤八、通过针对呼吸面罩-人面部的有限元仿真分析评价产品呼吸面罩佩戴舒适度。