[发明专利]基于最小二乘法的三维模型对称性特征检测方法及系统

说明书

本发明公开了基于最小二乘法的三维模型对称性特征检测方法及系统，步骤：建立三维模型的最小包围盒，建立新的坐标系；根据空间分辨率划分最小包围盒的平面，将划分的六个面中相对的面设置为一组，在最小包围盒的每个平面均取若干个等间距标记点，将每组标记点投影到三维模型表面得到投影点，计算标记点与投影点的匹配度，根据匹配度筛选对称数据组；将对称数据组根据最小二乘法进行平面反射对称性的检测，找到初始对称面；检验校正初始对称面，不断细化初始对称面直到得到准确的对称面。本发明由计算最小包围盒、筛选对称数据组、平面反射对称性检测、检验校正对称面四部分组成，检测三维模型的对称面。

技术领域

本发明涉及基于最小二乘法的三维模型对称性特征检测方法及系统。

背景技术

计算机群体仿真对于现代社会研究具有重要的意义，随着关注度的提高，群体仿真应用的领域也越来越广，相关技术也逐渐发展成熟。因此，人们对群体仿真中应用到的模型要求也越来越高，既想保持模型的精度，又不能占用太多的内存空间，三维网格简化算法也由最初的全局简化逐渐过渡为局部特征保留的简化方法。考虑到这些三维模型本身大部分都具有对称性的特征，比如动物、家具、人物、汽车等，如何利用物体的对称性减少简化步骤中的计算量，对提高三维模型简化算法的性能具有十分重要的意义。但在实际应用步骤中，并不是所有的三维模型都是完美对称的。对于非完美对称的三维模型，如何高效、准确的检测到模型的对称面，具有十分重要的研究意义。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了基于最小二乘法的三维模型对称性特征检测方法及系统，本发明由计算最小包围盒、筛选对称数据组、平面反射对称性检测、检验校正对称面四部分组成，检测三维模型的对称面。

为了实现上述目的，本发明采用如下方案：

基于最小二乘法的三维模型对称性特征检测方法，包括以下步骤：

对三维模型的最小包围盒的六个平面的每个平面，依据空间分辨率进行单元格划分，在划分的最小包围盒的每个平面上选取若干个等间距标记点，将划分的六个平面的每两个相对的面设置为一组，将每组标记点投影到三维模型表面得到投影点，计算标记点与投影点的匹配度，根据匹配度筛选对称数据组；

将对称数据组根据最小二乘法进行平面反射对称性的检测，找到初始对称面。

优选的，在对三维模型的最小包围盒的六个平面的每个平面，依据空间分辨率进行划分步骤之前，还包括：建立三维模型的最小包围盒，建立新的坐标系。

优选的，在找到初始对称面步骤之后，还包括：

检验校正初始对称面，不断细化初始对称面直到得到准确的对称面。

优选的，所述建立新的坐标系，是以最小包围盒的中心点为坐标轴原点，建立新的坐标系。

优选的，所述根据空间分辨率划分最小包围盒的平面，包括步骤如下：

计算三维模型顶点个数与最小包围盒的体积的比值，将比值与设定阈值进行比较，如果比值大于等于设定阈值，则将最小包围盒的六个平面按照比值等间距划分为若干个单元格；如果比值小于设定阈值，则将最小包围盒的六个平面按照像素划分为若干个单元格。

优选的，计算标记点与投影点的匹配度，包括步骤如下：

两个对称的标记点都有两个投影点，如果所述两个投影点的横坐标、纵坐标与竖坐标三项中有两项的数值一致，只有一项不一致，那么判断不一致的坐标数值偏差是否在设定的偏差测度范围内，如果是，就判断两个标记点匹配，否则两个标记点不匹配。

如果两个对称的标记点，只有一个投影点或者没有投影点，那么直接判断为两个标记点不匹配。

如果两个标记点匹配，那么计算匹配的标记点对数与该组标记点对数的比值，得到的比值就是标记点与投影点的匹配度。