猪体三维电学模型构建与验证

• 作者: 叶豪 张亚飞 李春兰 杜松怀 王海杨 罗杰 高阁
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 有限元法 仿真 介电特性 Canny边缘检测法 圆弧拟合法 电学模型 电流密度
• 年，卷（期）: 2019,（20）
• 所属期刊栏目: 农业信息与电气技术
• 页码范围: 185-193
• 页数: 9页
• 分类号: TM77
• 字数: 7330字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.20.023

摘要

针对剩余电流保护装置因保护死区造成的投运率低和误动作问题,构建生物体的电学模型,获取大量的触电信号,进一步研究触电电流与剩余电流间的相互关系,可为解决保护装置存在的上述问题奠定基础.该文以猪为研究对象,采用Otsu算法将CCD相机采集的标准图像二值化,利用Canny边缘检测法提取图像轮廓并细化,在对图像归一化处理的基础上采用圆弧拟合法获取猪体轮廓关键点,并运用整体变换法获得猪体 514 个关键点的三维空间坐标,在 ANSYS平台上建立猪的三维实体模型;基于修正系数法研究猪体组织介电特性的基础上,构建猪的电学模型并进行触电仿真试验.结果表明:触电电压相同时,面接触触电方式,左前肢-左后肢和左前肢-右后肢触电路径下平均电流密度分别为0.973和0.641 A/m2,线接触触电时分别为0.782和0.579 A/m2;相同触电方式下,左前肢-左后肢触电路径中的电流密度大于左前肢-右后肢触电路径中的电流密度,相同触电路径下,面接触触电方式触电电流密度大于线接触触电的电流密度;2种触电方式下各 30 组数据,触电仿真电流与触电物理试验获得电流的平均相对误差为 3.5%,该电学模型在生物体触电仿真研究中可行.研究结果可为进一步研究人体电学模型提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杜松怀	中国农业大学信息与电气工程学院	94	679	14.0	22.0
2	李春兰	新疆农业大学机电工程学院	71	340	9.0	17.0
3	张亚飞	新疆农业大学机电工程学院	17	28	3.0	5.0
4	叶豪	新疆农业大学机电工程学院	8	12	2.0	3.0
5	王海杨	新疆农业大学机电工程学院	7	6	2.0	2.0
6	高阁	新疆农业大学机电工程学院	4	4	1.0	2.0
7	罗杰	新疆农业大学机电工程学院	4	2	1.0	1.0