[发明专利]基于挤压物体图像的三维建模方法及系统

权利要求书

1.一种基于挤压物体图像的三维建模方法，其特征在于，包括：

提取待建模物体图像的边缘曲线，根据所述边缘曲线获取所述待建模物体图像的底面轮廓，在所述底面轮廓曲率较大处检测在底面轮廓之外的直线段，将所述直线段定义为待建模物体的棱，由此来确定所述待建模物体的棱；

确定所述棱的三维方向；

根据所述棱的三维方向，获取所述待建模物体的三维空间位置，具体方法为：以棱的三维方向作为法线方向确定所述待建模物体的三维底平面，接着将所述待建模物体图像平面上的底面轮廓反向投影到所述三维底平面，以确定所述待建模物体的三维底面的形状和空间位置，最后将所述待建模物体的底面沿着棱的三维方向平移，便得到了所述待建模物体的顶面的空间位置，整个待建模物体的三维空间位置也由此确定；

并通过所述待建模物体的三维空间位置构建所述待建模物体的模型，具体方法为：首先对已经得到的待建模物体的底面和顶面做三角剖分，由此就得到了底面和顶面的三角网格；接着用一组三角形条带将底面和顶面连接起来，便得到了整体的待建模物体的模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述棱的三维方向，包括：

对所述棱所在的三维方向采样，得到所述三维方向的初值；

获取所述底面轮廓中的直线段及采样点；

通过所述底面轮廓中的直线段及采样点对所述三维方向的初值进行优化，并获取所述棱的三维方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用所述底面轮廓中的直线段及采样点通过方向准则对所述三维方向的初值进行优化；

所述方向准则包括：平行准则、垂直准则、局部对称准则和图像匹配准则。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述待建模物体由单个挤压形体组成，则根据所述棱的三维方向，获取所述待建模物体的三维空间位置；

若所述待建模物体由多个挤压形体组成，则根据已建模后的挤压形体经三维平移、旋转、和/或镜面对称均可得到待建模物体的其他挤压形体，或者，根据待建模物体图像其他部分的底面轮廓及其对应的棱，并通过所述棱的三维方向，获取所述其他挤压形体的三维空间位置；

检测所述多个挤压形体的棱的三维方向的垂直及平行关系，获取所述多个挤压形体间的相对位置关系，构建所述待建模物体的模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述待建模物体由多个挤压形体组成，则根据已建模后的挤压形体经三维平移、旋转、和/或镜面对称均可得到待建模物体的其他挤压形体，或者，根据待建模物体图像其他部分的底面轮廓及其对应的棱，并通过所述棱的三维方向，获取所述其他挤压形体的三维空间位置，包括：

若所述待建模物体由多个挤压形体组成，且由已建模后的挤压形体经三维平移、旋转、和/或镜面对称均可得到待建模物体的其他挤压形体，则根据建模后的多个挤压形体通过优化获取多个挤压形体的三维空间位置；

若所述待建模物体由多个挤压形体组成，且由已建模后的挤压形体经三维平移、旋转、和/或镜面对称得不到待建模物体的其他挤压形体，则根据待建模物体图像其他部分的底面轮廓及其对应的棱，并通过所述棱的三维方向，获取所述其他挤压形体的三维空间位置。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述三维方向的初值进行优化，并确定所述棱的三维方向，用于使构建后的所述待建模物体的挤压形体的底面形状与所述待建模物体图像满足平行、垂直、和/或对称的关系，同时使构建后的所述待建模物体的挤压形体的顶面投影的平面图像与所述待建模物体图像一致。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据建模后的多个挤压形体通过优化获取多个挤压形体的三维空间位置，用于使经三维平移、旋转、和/或镜面对称变换后的挤压形体的底面形状与所述待建模物体图像满足平行、垂直、和/或对称的关系，同时使构建后的所述待建模物体的挤压形体的顶面投影和底面投影的平面图像均与所述待建模物体图像一致。