[发明专利]基于凸包投影图匹配的模型配准方法

摘要

本发明涉及一种基于凸包投影图匹配的模型配准方法，该算法由六个步骤实现1)选取具有旋转平移不变性的三维凸包表面作为参考平面。2)将三维模型上的每一个点平行投影至凸包表面上。3)在待配准模型各自的二维图像间进行特征的提取与匹配。4)将得到的二维特征点对反投影至凸包表面，还原成有效的三维特征配对。5)使用这些三维特征点对估计待配准模型间的刚性变换。6)以这些三维特征点对作为控制点进行全局弹性优化。本发明实现了在不含纹理信息的模型数据上提取特征并完成多视模型的全局配准优化，并具备运算效率高、配准精度高、初始位姿适应性强的特点，可应用于物体跟踪、三维模型拼接及三维重建等领域。

主权项

一种基于凸包投影图匹配的模型配准方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：分别计算两组待配准模型的凸包，由凸包顶点及其拓扑结构构成凸包表面上的三角形集合；第二步：以模型凸包表面的任一三角形平面作为投影平面，将模型中的每个点平行投影至投影平面上，以图像中的频率密度为依据，根据二维点集合的密度分布，建立二维的灰度图像，实现密度图生成；第三步：在待配准模型生成的两组投影图序列间进行特征提取与匹配，找到二维图像间的最优特征点匹配序列；第四步：将二维的特征点配对反投影至三维凸包表面，得到两组模型位于凸包表面上的三维特征点对；第五步：根据提取得到的三维特征点对，建立欧式空间中几何变换关系的方程组，利用非线性阻尼最小二乘法优化变换参数，获得两组模型之间的刚性变换关系；第六步：将提取得到的三维特征点对作为TPS弹性变换的控制点，在刚性变换结果基础上，对原始模型进行TPS弹性变换，计算两组模型之间的弹性配准结果。