[发明专利]交互式破碎文物虚拟修复方法

权利要求书

1.一种交互式破碎文物虚拟修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）文物碎片数据采集与分类；

（2）基于Wiimote的三维模型交互；

（3）文物碎片的互补拼接虚拟修复；

（4）基于模板匹配的文物虚拟修复；

（5）基于三维打印的文物实体修复。

其中，在所述步骤（2）完成后，在文物碎片互补匹配的情况下，进行所述步骤（3）文物碎片的互补拼接虚拟修复，然后进行步骤（5）；在所述步骤（2）完成后，在文物碎片互补匹配的情况为否时，进行所述步骤（4）基于模板匹配的文物虚拟修复，然后进行步骤（5）。

2.根据权利要求1所述的交互式破碎文物虚拟修复方法，其特征在于，所述步骤（2）包括：

（2.1）对惯性传感器的校正，Wiimote通过3轴MEMS加速度计和3轴MEMS陀螺仪控制物体模型的位移和姿态，其中，位移及姿态校准分为初始开机对准、周期性校准以及手动校准三个步骤，对3轴加速度计和3轴陀螺仪的零偏特性进行统计，并根据其周期重复特性对其进行线性补偿，实现位移及姿态6自由度信息的实时校准；

（2.2）依据MEMS的姿态运动轨迹，控制模型的六自由度变换。

3.如权利要求2所述的交互式破碎文物虚拟修复方法，其特征在于，所述步骤（2.2）包括：（2.2.1）通过公式（Ⅰ）和（Ⅱ）计算模型的旋转变换：

公式（Ⅰ）：a=A-gxgygz=A--gsinθ-gcosθcosγgcosθsinγ]]>

式中：A为Wiimote返回的3轴加速度值，θ、γ分别是Pitch、Roll的姿态角；

公式（Ⅱ）：

XYZcosγ0sinγ010-sinγ0cosγ1000cosθ-sin0sinθcosθcosψ-sinψ0sinψcosψ0001XbYbZb=cosγcosψ+sinγsinθsinψsinψcos+sinγsinθcosψsinγcosθcosθsinψcosψcosθ-sinθ-s inγcosψ+sinθcosγsinψsinγsin+cosψsinθcoγscosγcosθXbYbZb=CnbXbYbZb]]>

式中：为旋转矩阵，θ、γ和Ψ分别是Pitch、Roll和Yaw方向的姿态角，通过返回的3轴角速度值积分计算；

（2.2.2）基于Wiimote与红外感应条间的相对位置关系计算模型的平移变换。