[发明专利]一种三维运动物体的磁场正演系统和方法

摘要

本发明的三维运动物体的磁场正演系统，包括用于建立磁性物体的三维模型的三维建模模块、打印预处理模块、打印控制模块和磁场正演模块；通过三维建模模块建立三维运动物体的三维模型并将三维模型的数据保存为STL文件；通过打印预处理模块对三维模型进行切片，并将生成G‑code文件；打印控制模块对G‑code文件进行解码，并在打印路径上取插值点；磁场正演模块通过计算磁偶极子的磁场效应并将各磁偶极子的效应叠加完成磁场正演；操作步骤简单，正演所耗时间和内存与运动方式和运动的复杂程度无关。

主权项

1.一种三维运动物体的磁场正演系统，其特征在于，包括用于建立磁性物体的三维模型的三维建模模块(1)、打印预处理模块(2)、打印控制模块(3)和磁场正演模块(4)；所述三维建模模块(1)通过三维建模软件、逆向工程或者医学扫描手段建立磁性物体的三维模型；所述打印预处理模块(2)对三维模型进行切片，并将3D打印相关的层片信息、路径信息和填充率信息生成G‑code文件；所述打印控制模块(3)通过解码G‑code文件以获取3D打印相关信息；其中，所述打印控制模块(3)包括解析模块和打印路径插值模块，所述解析模块对所述G‑code文件进行解码以获取打印路径的起点的坐标数据和终点的坐标数据和喷头吐丝信息，所述打印路径插值模块用于根据所述层片的高度设置插值精度，并根据所述插值精度在3D打印的打印路径上取插值点，以模拟3D打印机喷头的吐丝过程，每个所述插值点、所述起点和所述终点均对应一个磁偶极子，所有的所述插值点、所述起点和所述终点对应一个磁偶极子群，所述磁偶极子群用于替换所述3D打印机喷出的磁性材料；所述磁场正演模块(4)通过将各磁偶极子的效应叠加完成三维运动物体的磁场正演；其中，所述磁场正演模块(4)包括运动模块、计算模块和叠加模块；所述运动模块通过坐标变换的方法完成三维物体的沿着X、Y、Z的移动和绕着X、Y、Z轴的旋转的六自由度运动；所述计算模块用于计算在所述三维物体的运动过程中物体中每个所述磁偶极子在观测点产生的磁场效应；所述叠加模块用于将各磁偶极子的效应叠加完成三维运动物体的磁场正演。