[发明专利]断裂物体拼接方法及装置

权利要求书

1.一种断裂物体拼接方法，其特征在于，包括：

导入目标物体断裂后形成的两个三维碎片模型，所述两个三维碎片模型分别为待移动碎片模型和目标碎片模型；

通过将旋转矩阵R和平移矢量t解耦，先获取所述待移动碎片模型和目标碎片模型之间的最优的R，再获取所述待移动碎片模型和目标碎片模型之间的最优的t；

通过在所述待移动碎片模型的断裂面使用所述最优的R和最优的t，将所述待移动碎片模型的断裂面和所述目标碎片模型的断裂面进行拼接；

所述通过将旋转矩阵R和平移矢量t解耦，先获取所述待移动碎片模型和目标碎片模型之间的最优的R，包括：

分别提取目标碎片模型的断裂面所形成的边缘轮廓线Edge_A和待移动碎片模型的断裂面所形成的边缘轮廓线Edge_B，设Edge_A处所有三角面片的法向量列表为N1，Edge_B处所有三角面片的法向量列表为N2，Edge_A处所有三角面片的空间位置列表为P1，Edge_B处所有三角面片的空间位置列表为P2，连接P1中的所有点形成曲线C1，连接P2中的所有点形成曲线C2；

比较C1和C2的相似性，从而筛选出N1和N2中的对应法向量对，分别记为法向量列表n1和法向量列表n2，其中，n1和n2中均包含m个法向量，m为正整数，n1中的第i个法向量n_1i与n2中的第i个法向量n_2i相对应，i＝1,…,m；

通过令n1和n2满足预设关系，获取所述待移动碎片模型和目标碎片模型之间的最优的R；

其中，所述预设关系为：

2.根据权利要求1所述的断裂物体拼接方法，其特征在于，所述通过令n1和n2满足预设关系，获取所述待移动碎片模型和目标碎片模型之间的最优的R，包括：

使用四元数代替R，利用四元数运算规则，对所述预设关系进行求解，获取所述待移动碎片模型和目标碎片模型之间的最优的R。

3.根据权利要求1所述的断裂物体拼接方法，其特征在于，所述再获取所述待移动碎片模型和目标碎片模型之间的最优的t，包括：

设V₁是目标碎片模型的Edge_A处所有的点的集合，V₂是待移动碎片模型的Edge_B处所有的点的集合，分别计算V₁的重心和V₂的重心得到一个初步的平移量

根据当前的平移量t对所述待移动碎片模型的断裂面进行平移，记V₂变为V₂'，引用随机采样一致性算法的局内点和局外点概念，遍历并计算V₂'中所有点是否均为局内点，包括：对V₂'中的第s个点V_2s'，s＝1,…,m'，m'为V₂'中点的数量，计算距离V_2s'最近的V₁中的两点h₁和h₂，计算V_2s'h₁与V_2s'h₂的夹角，若V_2s'h₁与V_2s'h₂的夹角大于等于预设阈值，则V_2s'为局外点，否则V_2s'为局内点；计算V₂'中局内点的比例；

若V_2s'为局外点，则计算距离当前局外点V_2s'最近的V₁中的两点h₁和h₂到当前局外点V_2s'的距离的平均值，假设有m₂个局外点，则将当前的平移量t更新为：距离每个局外点最近的V₁中的两点h₁和h₂到所述局外点的距离的平均值的总和除以局外点的数量，返回所述根据当前的平移量t对所述待移动碎片模型的断裂面进行平移的步骤；若V₂'中局内点的比例小于预设比例，则迭代结束，否则返回所述若V_2s'为局外点，则计算距离当前局外点V_2s'最近的V₁中的两点h₁和h₂到当前局外点V_2s'的距离的平均值的步骤。