[發明專利]一種三維幾何形狀特征描述方法及系統

無效

• 申請號: 201010621766.3
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102568036A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 曾培祥
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;方正國際軟件(北京)有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

1.一種三維幾何形狀的特征描述方法，包括以下步驟：

(1)計算三維幾何形狀的參考點，記為第一參考點，所述參考點是指在旋轉、平移和縮放情況下，與三維幾何形狀邊界相對位置不變的點；

(2)求取所述三維幾何形狀邊界曲面上標示曲率變化特征的特征點；

(3)求取所述特征點信息，將所述特征點信息按照空間位置關系進行組合，用特征點信息組合來描述三維幾何形狀的特征；所述特征點信息包括特征點與第一參考點的空間位置關系信息。

2.如權利要求1所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：步驟(1)中所述第一參考點為三維幾何形狀邊界曲面的幾何中心。

3.如權利要求2所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：所述幾何中心的計算方法如下：

設定三維幾何形狀邊界曲面單位面積質量為1，求取邊界曲面的質量中心，所述質量中心便是三維幾何形狀邊界曲面的幾何中心。

4.如權利要求1～3中任一項所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：步驟(2)中所述特征點的求取方法如下：

(a)計算三維幾何形狀邊界曲面上各點的曲率信息；

(b)根據所述曲率信息和邊界曲面的局部形狀特征確定三維幾何形狀邊界曲面的特征域，所述特征域包括特殊點、特殊空間線段和特殊空間曲面；

(c)在所述特征域中確定特征點。

5.如權利要求4所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：步驟(b)中所述特殊點是指在邊界曲面的一個鄰域內，該點具有高斯曲率的極值；

所述特殊空間線段滿足如下條件：①特殊空間線段上的點的主曲率中最大法曲率具有極值，最小法曲率不具有極值，或者主曲率中最小法曲率具有極值，最大法曲率不具有極值；②特殊空間線段上的點構成空間閉合或不閉合線段；

所述特殊空間曲面是指可由數學方程描述的局部邊界曲面。

6.如權利要求5所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：步驟(c)中所述確定特征點的方法如下：

將特殊點作為第一類特征點；

求取特殊空間線段對應的平面幾何形狀的參考點，記為第二參考點，將其作為第二類特征點；所述第二參考點是指在旋轉、平移和縮放情況下，與所述特殊空間線段對應的平面幾何形狀相對位置不變的點；

求取特殊空間曲面對應的參考點，記為第三參考點，將其作為第三類特征點；所述第三參考點是指在旋轉、平移和縮放情況下，與所述特殊空間曲面相對位置不變的點。

7.如權利要求6所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：如果特殊空間曲面的特征能夠被特殊空間線段所描述，則該特殊空間曲面不需設置特征點；如果特殊空間線段的特征能夠被特殊點所描述，則該特殊空間線段不需設置特征點。

8.如權利要求6所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：步驟(3)中所述特征點信息包括特征點類型，以第一參考點為極點的特征點三維極坐標矢量長度和極角。

9.如權利要求8所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：所述特征點信息還包括附加特征信息，不同類型的特征點附加不同的特征信息。

10.如權利要求9所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：對于第一類特征點，其附加特征信息包括：特征點分類代碼，特征點的外法線與特征點三維極坐標矢量的夾角，連續曲面點的主曲率中最大法曲率和最小法曲率，兩曲面交線點或多曲面相交點的主曲率中最大法曲率和最小法曲率，特征點周邊高斯曲率等于常數或單調變化區域面積與三維幾何形狀表面積的比值；所述特征點類型包括連續曲面點、兩曲面交線點、多曲面相交點。

11.如權利要求9所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：對于第二類特征點，其附加特征信息包括：特殊空間線段所在平面過特征點的法線與特征點三維極坐標矢量的夾角，特殊空間線段對應平面幾何圖形的特征信息，特殊空間線段兩側高斯曲率等于常數或單調變化區域面積與三維幾何形狀表面積的比值。

12.如權利要求9所述的三維幾何形狀的特征描述方法，其特征在于：對于第三類特征點，其附加特征信息包括：特殊空間曲面的類型代碼，對不同類型特殊空間曲面選擇不同特征信息，反映特殊空間曲面的細致特征和特殊空間曲面與特征點和參考點的方位關系。