中国人体有限元模型对于研究碰撞中中国乘员的损伤响应具有重要意义,而头部与颈部是碰撞中损伤较为严重的部位,同时,利用计算机模拟研究碰撞中头颈部损伤的模型大多是国外人体有限元模型,更没有使用具有准确头颈结构的中国50百分位人体有限元模型,因此,本文利用基于两台Kinect的扫描方法获得中国50百分位体表模型,利用医院扫描的CT数据,建立头颈部几何模型,并根据网格变换方法建立人体有限元模型。本文的研究内容主要包括如下4点:1、对比单台Kinect与两台Kinect扫描方法扫描模型精度,选择上下布置的两台Kinect对人体进行扫描,比较多种相机标定方法,选用标定精度更高的Stereo Camera Calibrate应用程序对两台Kinect进行标定,并计算相机标定的转换矩阵,对点云进行初次配准,研究基于PCL的ICP算法,对初配准点云进行精准配准。2、选择4位合适的志愿者,对原有的坐姿实验台进行改进,根据志愿者数据设计头部与背部定位装置,并对人体坐姿进行调整,对两台Kinect的布置进行优化计算,利用相机标定+ICP算法完成4位人体体表模型建立,并利用模板拟合、Procrustes、平均等算法建立中国50百分位体表几何模型。3、前往湘雅医院采集4位志愿者的头部与颈部的CT数据与站姿侧位人体X光数据,从CT数据中提取头骨与颈椎骨几何模型,并导入Geomagic进行三维重建,根据X光数据,利用最小二乘法与Rodrigues旋转公式,调整颈椎骨至前凸姿态,最后建立50百分位头部与颈部几何模型。4、以GHBMC-M50-OS模型为基准模型,将基准模型调整至与中国50百分位体表模型同样姿态,利用基于径向基函数的网格变换技术morphing,对体表目标模型进行morphing,将morphing后的目标模型调整至驾驶姿态,建立中国50百分位体表有限元模型,同样利用网格变换方法建立头部与颈部有限元模型,将头颈有限元模型定位拼接至体表有限元模型中,建立中国50百分位驾驶姿态具有精准头颈结构的人体有限元模型。根据尺寸精度分析表明,经过平均化处理与网格变换后,几何尺寸误差基本控制在2mm以下,模型变形不大,变换后结果可靠,而且网格变换后目标模型和基准模型一样,网格质量保持较好,可以进行后续有限元模型的仿真计算。