The invention relates to the technical field of three-dimensional model processing, in particular to a method and device for extracting and matching spatial features of three-dimensional models. The features of three-dimensional models are represented by a feature vector, and the spatial information of different positions of three-dimensional models is obtained by surrounding three-dimensional models with spheres of different sizes. The size of concentric circle gives a weight to the characteristics of different three-dimensional concentric circles, thus obtaining the aggregation characteristics of three-dimensional models, calculating the distance between three-dimensional models according to the aggregation characteristics, and obtaining that the shortest distance three-dimensional model is the matched three-dimensional model. The present invention can quickly and comprehensively extract the characteristics of three-dimensional models. Accurate matching of them.
【技术实现步骤摘要】
一种三维模型的空间特征提取和匹配方法及其装置
本专利技术涉及三维模型处理
，具体涉及一种三维模型的空间特征提取和匹配方法及其装置。
技术介绍
三维模型如今已经广泛运用于工业生产、医疗、虚拟现实和生物学等领域，随着计算机计算能力和三维模型制作软件的快速增长，构建三维模型变得越来越容易，三维模型的数量也呈几何倍数增长，因此面临着在大量的三维模型库中找到需要的三维模型的问题，随着数学的发展和计算机处理能力的增强，可以做到在大量的数据库中找到我们需要的三维模型，而如何有效的提取三维模型的特征描述，进而通过特征快速准确的匹配检索是其中的关键点和难点。三维模型特征提取就是用计算机从三维模型中找到可以对它的形状、颜色、空间关系、材料、文理等方面进行描述的特征，三维模型检索就是利用三维模型的特征在三维模型库中找到与之匹配的三维模型。目前的三维模型特征提取算法主要可以分为四类：基于空间、基于视图、基于拓扑和基于函数变换的特征提取方法，现有技术中，基于正视图的特征提取算法往往需要提取多个正视图的灰度值，分别用来描述每个图像的轮廓和高度；基于空间的形状加权的特征提取算法，主要利用...
【技术保护点】
1.一种三维模型的空间特征提取和匹配方法，其特征在于，所述三维模型的空间特征提取和匹配包括以下步骤：A、提取三维模型的空间信息，作为三维模型预处理的输入数据；B、构建m个三维同心圆和一个正好包围最外圈三维同心圆的立方体包围盒，在立方体包围盒内部构建k个正方体三维单元格，所述最外圈三维同心圆正好包围三维模型，m、k为大于1的自然数；C、根据单个三维同心圆与正方体三维单元格的空间位置关系，形成单个三维同心圆的表面特征，进而获取三维模型特征；给不同的三维同心圆的表面特征赋予不同的权值，将三维模型特征与权值聚合,从而形成三维模型的聚合特征；D、根据三维模型的聚合特征值，计算任意两个...
【技术特征摘要】
1.一种三维模型的空间特征提取和匹配方法，其特征在于，所述三维模型的空间特征提取和匹配包括以下步骤：A、提取三维模型的空间信息，作为三维模型预处理的输入数据；B、构建m个三维同心圆和一个正好包围最外圈三维同心圆的立方体包围盒，在立方体包围盒内部构建k个正方体三维单元格，所述最外圈三维同心圆正好包围三维模型，m、k为大于1的自然数；C、根据单个三维同心圆与正方体三维单元格的空间位置关系，形成单个三维同心圆的表面特征，进而获取三维模型特征；给不同的三维同心圆的表面特征赋予不同的权值，将三维模型特征与权值聚合,从而形成三维模型的聚合特征；D、根据三维模型的聚合特征值，计算任意两个三维模型的距离，距离最近的两个三维模型就是匹配到的三维模型。2.根据权利要求1所述的三维模型的空间特征提取和匹配方法，其特征在于，所述步骤A中，三维模型预处理的输入数据包括：三维模型的所有顶点数量n，各个顶点的坐标(xi,yi,zi)，n、i为自然数且n≥i≥4。3.根据权利要求1所述的三维模型的空间特征提取和匹配方法，其特征在于，所述步骤B中，所述构建m个三维同心圆的具体步骤如下：通过以下公式计算三维模型的中心点c(xc,yc,zc)的坐标：通过以下公式计算中心点c(xc,yc,zc)到三维模型各个三角面片顶点(xi,yi,zi)的距离d，计算方法为：通过比较判断得出最大距离db，将其m等分，以三维模型中心点到每一等分点的距离为半径，以三维模型中心点为圆心，形成m个三维同心圆，且最外圈三维同心圆正好包围三维模型。4.根据权利要求1所述的三维模型的空间特征提取和匹配方法，其特征在于，所述步骤B中，所述在立方体包围盒内部构建k个正方体三维单元格的方法如下：将最大距离db进行k等分，以中心点c(xc,yc,zc)到每一等分点的距离的两倍为边长，以中心点c(xc,yc,zc)为立方体包围盒的中心，形成k个正方体三维单元格。5.根据权利要求1所述的三维模型的空间特征提取和匹配方法，其特征在于，所述步骤C中，所述获取三维模型特征具体包括以下步骤：C1、通过如下方式确定单个三维同心圆与正方体三维单元格的空间位置关系：将与三维模型表面有重合点的正方体三维单元格标记为不透明单元格，记作V1，将与三维模型表面没有重合点的正方体三维单元格标记为透明单元格，记作V2；C2、通过以下公式计算与单个同心圆碰到的单元格中不透明单元格所占的数量比例Raj：Raj＝n1/(n1+n2)，(j＝1,2，...,m)，所述数量比例Raj即为单个同心圆的表面特征，其中n1为三维同心圆j所碰到的不透明单元格的数量，即V1的数量，n2及三维同心圆j所碰到的透明单元格的数量，即V2的数量；C...
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