[发明专利]一种基于热核特征的碎片断裂面拼接方法及系统

权利要求书

1.一种基于热核特征的碎片断裂面拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别计算待匹配的两个碎片断裂面的局部曲率极大值点，将这些点作为各自的初始特征点集合；

将所述初始特征点进行三角网格化；

将所述三角网格化后的初始特征点邻域内的点加入到所述初始特征点集合中进行扩展，得到特征点集合；

计算所述特征点集合中特征点的热核特征；

基于所述特征点的热核特征对所述两个碎片断裂面的所述特征点进行匹配，构建匹配对集合；

基于所述匹配对集合中的匹配对，计算出所有的刚体变换矩阵；

计算每个匹配对在所述所有的刚体变换矩阵下的总体误差；

将所述总体误差最小情况下的刚体变换矩阵作为总体变换矩阵；

在所述总体变换矩阵下，对所述两个碎片断裂面进行拼接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述特征点集合中特征点的热核特征包括：

计算所述特征点集合中特征点的Laplace-Beltrami算子；

基于所述特征点的Laplace-Beltrami算子计算所述特征点集合中特征点的热核特征。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用网格Laplace算子计算所述特征点的Laplace-Beltrami算子。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述特征点的热核特征对所述两个碎片断裂面的所述特征点进行匹配，构建匹配对集合包括：

基于所述特征点的热核特征，计算一个碎片断裂面中每一个特征点与另一个碎片断裂面中所有特征点的距离；

将距离最小的两个特征点作为一个匹配对；

获取所述一个碎片断裂面中每一个特征点的匹配对，构建匹配对集合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述匹配对集合中的匹配对，计算出所有的刚体变换矩阵包括：

基于所述匹配对集合中的匹配对，得到所有的三个不共线的匹配对；

计算出所述所有的三个不共线的匹配对的刚体变换矩阵。

6.一种基于热核特征的碎片断裂面拼接系统，其特征在于，包括特征点获取模块(10)、热核特征计算模块(20)、匹配模块(30)和拼接模块(40)；

特征点获取模块(10)用于获取待匹配的两个碎片断裂面的局部曲率极大值点，将这些点作为各自的初始特征点集合,将所述初始特征点进行三角网格化,将所述三角网格化后的初始特征点邻域内的点加入到所述初始特征点集合中进行扩展，得到特征点集合；

热核特征计算模块(20)用于计算所述特征点集合中特征点的热核特征；

匹配模块(30)用于基于所述特征点的热核特征对所述两个碎片断裂面的所述特征点进行匹配，构建匹配对集合；

拼接模块(40)用于基于所述匹配对集合，对所述两个碎片断裂面进行拼接,所述拼接模块(40)包括变换单元(41)、误差计算单元(42)、筛选单元(43)和拼接单元(44)；

变换单元(41)用于基于所述匹配对集合中的匹配对，计算出所有的刚体变换矩阵；

误差计算单元(42)用于计算每个匹配对在所述所有的刚体变换矩阵下的总体误差；

筛选单元(43)用于筛选出最小总体误差，并将所述总体误差最小情况下的刚体变换矩阵作为总体变换矩阵；

拼接单元(44)用于在所述总体变换矩阵下，对所述两个碎片断裂面进行拼接。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述匹配模块(30)包括距离计算单元(31)、判断单元(32)和构建单元(33)；

距离计算单元(31)用于基于所述特征点的热核特征，计算一个碎片断裂面中每一个特征点与另一个碎片断裂面中所有特征点的距离；

判断单元(32)用于判断两个特征点间的距离是否最小，并将距离最小的两个特征点作为一个匹配对；

构建单元(33)用于获取所述一个碎片断裂面中每一个特征点的匹配对，构建匹配对集合。