基于图元形状信息的层间轮廓匹配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103310232A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103310232103310232A(43)申请公布日2013.09.18(21)申请号201310255049.7(22)申请日2013.06.25(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人段黎明谷明辉曹双辉张霞叶勇(74)专利代理机构重庆大学专利中心50201代理人王翔(51)Int.Cl.G06K9/64(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书10页说明书10页附图7页附图7页(54)发明名称基于图元形状信息的层间轮廓匹配方法(57)摘要本发明公开了一种基于图元形状信息的层间轮廓匹配方法，包括对分别处于相邻两层中的图元进行两两匹配；在相邻两层中针对上述已配对的图元，对由圆弧和直线段组成的复合轮廓进行两两匹配；对相邻两层中仍未匹配的圆和复合轮廓进行层间一一匹配；进行层间分叉轮廓匹配；进行层间退化轮廓匹配处理。本发明是在基于序列层轮廓的三维表面重建中，提出一种以矢量化轮廓为输入数据，基于图元形状信息的层间轮廓匹配方法。本发明既有对层间匹配方法利用轮廓形状信息的创新，又解决了对ICT逆向工程中表面重建中层轮廓复杂的情况下的层间匹配问题。CN103310232ACN1032ACN103310232A权利要求书1/2页1.基于图元形状信息的层间轮廓匹配方法，其特征在于包括以下步骤：1)获取被测物体的矢量化层轮廓模型,其中矢量化层轮廓由圆、圆弧和直线段三种图元组成；2)对分别处于相邻两层中的所述图元进行层间匹配，包括层间圆与圆匹配、层间圆与圆弧匹配、层间圆弧与圆弧匹配和层间直线段与直线段匹配；其中层间圆与圆匹配、层间圆与圆弧匹配和层间圆弧与圆弧匹配是通过判断各圆或圆弧的半径长度和圆心位置的接近程度进行匹配的；层间直线段与直线段匹配是通过判断各直线段平行接近和端点接近进行匹配的；3)在相邻两层中针对步骤2)中已配对的图元，对由圆弧和直线段组成的复合轮廓进行两两匹配，在相邻两层中的任一层选定任一个复合轮廓作为待匹配复合轮廓，检索并验证构成所述待匹配复合轮廓的所有图元是否除了与对象轮廓匹配之外，都不再与其他轮廓中的图元匹配，如是则待匹配复合轮廓与对象轮廓层间相互匹配，否则不匹配；4)对相邻两层中经过步骤3)仍未匹配的圆和复合轮廓利用两轮廓形心的接近程度进行层间一一匹配；5)对经步骤3)和4)后仍未匹配的圆和复合轮廓利用两轮廓形心的接近程度进行层间分叉轮廓匹配；6)对经以上各步骤匹配后所剩余的轮廓进行层间退化轮廓匹配处理，即求退化点，方法为作过对象轮廓形心且与两层层心连线的平行的直线与另一平面的交点即为退化点。2.根据权利要求1所述基于图元形状信息的层间轮廓匹配方法，其特征在于：步骤2)通过判断各圆或圆弧的半径长度和圆心位置的接近程度进行匹配的步骤如下：2a)分别在相邻的层I和层II中按照圆心重合、半径相等的原则将多个圆弧组合成一体，获得圆弧组合；2b)在层I中选定一圆或圆弧组合作为匹配的基准圆或基准圆弧组合Ob，半径为rb；2c)遍历层II中的圆或圆弧组合，寻找目标圆或圆弧组合，满足|ri-rb|≤τr，ri表示目标圆或圆弧组合的半径，rb表示基准圆或基准圆弧组合的半径，τr表示阈值；2d)在层I中连接层心S1和Ob两点，对基准圆或圆弧组合Ob构建基准向量在层II中以同样方法对各个目标圆或圆弧组合构建待匹配向量在待匹配向量中寻找与基准向量最接近的向量，获得与基准圆或基准圆弧组合Ob匹配的圆或圆弧组。3.根据权利要求1所述基于图元形状信息的层间轮廓匹配方法，其特征在于：步骤2)所述判断各直线段平行接近和端点接近的步骤如下：3a)将层I和层II中的所有直线段按从左到右的方向构建直线段向量，在层I中选取一个作为基准直线段向量，在层Ⅱ中寻找与层Ⅰ中基准直线段向量平行的待匹配直线段向量；3b)判断各待匹配直线段向量与基准直线段向量是否处在各自层心的同侧，如果在同侧，则保留该待匹配直线段向量，否则丢掉；3c)将由所述步骤3a)和3b)两步骤所得的待匹配直线段向量的起始端点和终止端点分别与基准直线段向量的起始端点和终止端点连接为起始端点连线和终止端点连线，在每2CN103310232A权利要求书2/2页个待匹配直线段向量的起始端点连线和终止端点连线的距离中保留最大值，比较各个最大值获得其中的最小值，该最小值所对应的待匹配直线段向量即与基准直线段向量匹配。4.根据权利要求1所述基于图元形状信息的层间轮廓匹配方法，其特征在于：步骤4)中的圆和复合轮廓匹配步骤如下：在层Ⅰ中选定一复合轮廓或圆；在层Ⅱ中选定一圆或复合轮廓，连接两轮廓的形心，形成一空间向量L；判断空间向量L与连线两层心