[發明專利]基于內蘊變換的三維復雜模型精確鏡像對稱性計算方法

有效

• 申請號: 201310733139.2
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103729510A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 李維詩;于連棟;夏豪杰
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F19/00;G06T17/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及三維幾何建模與計算領域，具體為一種基于內蘊變換的三維復雜模型精確鏡像對稱性計算方法。

背景技術

對稱是自然界普遍存在的現象，無論人造的還是天然的物體，其外形大都存在不同程度的對稱性，其中以鏡像對稱為主。本發明主要針對工程中經過人為加工的具有鏡像對稱性的模型，特別是根據這些實物模型上采集的數據進行三維重建或誤差分析中的對稱性分析計算問題。

同天然物體對比，人造物體的對稱性精度要高很多，對這類模型進行對稱性分析計算的精度要求一般較高。已有的對稱性分析計算算法主要針對計算機動畫、計算機視覺等領域應用，精度普遍無法滿足工程應用需求。

隨著科學技術的發展，具有對稱性的復雜外形零部件在工程中應用越來越廣泛，特別是在飛機、船舶、汽車、高速列車等制造業中，產品的外形都具有鏡像對稱性。這種鏡像對稱性影響了產品的外觀質量，對飛機、輪船、跑車、高速列車等類型產品的操控性能還具有決定性的影響。在對這類產品或實物模型的外形進行三維重建時，保證重建模型的對稱性是非常重要的；另外，目前還缺乏有效手段對這類產品外形進行對稱誤差的分析計算。因此，研究開發一種精確鏡像對稱性計算方法是非常必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于內蘊變換的三維復雜模型精確鏡像對稱性計算方法，用于基于實物模型的三維重建或產品外形的對稱誤差檢測等精度要求較高的工程應用領域。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

基于內蘊變換的三維復雜模型精確鏡像對稱性計算方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）、交互設定或計算給定模型的粗略對稱面；

（2）、根據步驟（1）得到的粗略對稱面，變換給定模型，使粗略對稱面與一個坐標平面重合，得到變換后模型；

（3）、根據鏡像對稱模型的內蘊變換，計算步驟（2）中得到的變換后模型的精確對稱面；

（4）、再次變換步驟（2）得到的變換后模型及精確對稱面，得到模型原始位置的精確對稱面。

所述的基于內蘊變換的三維復雜模型精確鏡像對稱性計算方法，其特征在于：所述步驟（1）中，交互設定或計算粗略對稱面的方法為：將視圖旋轉至近似垂直于理論對稱面位置，交互設定一條直線，從而粗略對稱面的位置，粗略對稱面由一個點P＝(x，y，z)^T和一個法矢V＝(a，b，c)^T定義，其中x、y、z分別為P的三個坐標值，a、b、c分別為矢量V的三個分量值，a²+b²+c²＝1。

所述的基于內蘊變換的三維復雜模型精確鏡像對稱性計算方法，其特征在于：所述步驟（2）中，變換給定模型用到齊次變換矩陣，齊次變換矩陣為：