破碎剛體互補(bǔ)形狀匹配與拼接方法研究.pdf

1、本文主要針對(duì)基于特征輪廓曲線匹配的一般剛性物體的互補(bǔ)形狀匹配與拼接問(wèn)題開(kāi)展研究，主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ①通過(guò)分析破碎物體的數(shù)字化獲取過(guò)程，針對(duì)文物數(shù)據(jù)的采集問(wèn)題，提出了所采用設(shè)備的功能缺陷，并給出了相應(yīng)的解決方案，從一定程度上提高了數(shù)據(jù)采集的精度和速度； ②準(zhǔn)確的提取其特征輪廓線是基于物體特征輪廓線的形狀匹配的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。首次區(qū)分了三角網(wǎng)格曲面模型上的三組概念：外表面與斷裂面、內(nèi)外邊及內(nèi)外輪廓線。運(yùn)用內(nèi)外邊的性

2、質(zhì)快速提取外輪廓線，采用法矢夾角計(jì)算和統(tǒng)計(jì)方法獲取了模型上斷裂面與原表面夾角的經(jīng)驗(yàn)閾值及斷裂面面積的上限，進(jìn)而確定候選特征點(diǎn)集，最后利用掃描線算法獲取包絡(luò)于候選特征點(diǎn)集的內(nèi)輪廓線?；谝陨喜襟E提出三角網(wǎng)格曲面模型的特征輪廓線提取方法，該方法正確提取了破碎剛體模型的特征輪廓線，使空間曲線匹配得以進(jìn)行。 ③為了能夠快速高效的進(jìn)行破碎剛體的自動(dòng)復(fù)原，給出跨界切矢約束下的3D多邊形弧串互補(bǔ)形狀匹配方法。運(yùn)用連接點(diǎn)的概念并在連接點(diǎn)處建立唯

3、一的局部坐標(biāo)系，求出多邊形弧串對(duì)應(yīng)的特征參數(shù)，而后進(jìn)行串匹配，最后將模型的空間變換轉(zhuǎn)化為雙目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題求解，得到模型匹配成功后的空間變換矩陣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明算法的效果良好。 ④為了進(jìn)行破碎物體的完整復(fù)原，根據(jù)是否滿足1.4.1中的假設(shè)條件分別給出網(wǎng)格曲面模型的理想拼接與實(shí)際拼接方法，并引入了匹配對(duì)應(yīng)點(diǎn)的調(diào)整與拼接效果的度量方法，在此基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)際拼接結(jié)果進(jìn)行修補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)了基于互補(bǔ)匹配與拼接的破碎物體完整復(fù)原。 ⑤介紹了完成