基于轮廓曲线特征的破碎物体重组算法

由于大多数断裂面拼接算法主要适用于断裂面粗糙且特征丰富的碎片,针对部分破碎物体碎片断裂面特征稀少难以提取的问题,提出一种既适用于断裂面粗糙又适用于断裂面光滑的基于轮廓曲线特征的破碎物体重组算法。首先利用区域生长算法和改进的曲面融合算法分割出破碎物体碎片断裂面。然后,利用边界提取算法得到断裂面的边缘轮廓曲线,将经过体素滤波处理过后的边缘轮廓曲线作为配准的基础。最后,采用4PCS算法和迭代最近点算法对处理过的碎片边缘轮廓曲线进行粗配准和精细配准,并将旋转平移矩阵应用到原始碎片中得到拼接结果。结果表明,所提出的算法能够适用于断裂面特征丰富和特征较为稀少的破碎物体重组,有效解决了基于断裂面表面特征的算法无法拼接断裂面光滑碎片的问题。

点云配准在破碎物体重组中的应用

点云配准是破碎物体重组过程中的关键步骤,但因破碎物体碎片之间公共点云区域较少,配准整个碎片点云无法得到较好的重组结果。针对此问题,利用特征区域与配准算法相结合的方法,在已知破碎物体断裂面的特征对应区域的基础上,进行了经典配准算法和融合配准算法的对比实验并分析了各算法的特性。实验结果表明:在特征对应区域的基础上配准,ICP、NDT、4PCS+ICP算法都能较好地重组破碎物体,其中,特征区域结合4PCS+ICP的方法重组效果最好,速度较快,ICP算法次之。

基于重叠区域的复杂破碎关系三维物体重组方法

三维破碎物体的自动化重组在医学、模式识别、文物遗产等领域具有广泛应用。探讨了三维破碎物体自动化重组的难题,特别是面对复杂断裂模式的碎片自动化组装。与传统侧重简单断面匹配的方法不同,该研究重点验证了复杂破碎物体间重叠区域提取对重组性能的影响。通过对多个破碎物体对的重叠区域进行人工标记,并在此基础上进行特征提取和配准实验。结果表明,与仅从断裂面提取特征相比,重叠区域的特征提取能显著提升重组效果。基于此发现,该研究提出了一个碎片重组框架,并成功实现了含有多块复杂破碎碎片的三维物体的自动化组装,为处理复杂破碎关系的三维物体重组提供了新的视角和方法。

可控制的物体破碎模拟

刚性约束的断裂临界力与约束连接的两个四面体单元的体积及共享面积有关,使得物体的破碎模拟与其物理属性联系起来,改变外力可控制物体破碎所形成碎块的数量、大小、形状.据计算出的刚性约束上的力,计算碎块的速度,提出的约束等价法把隐式碎块转化为显式碎块,可方便控制碎块的运动规律.以茶壶为例,在不同的外力作用下进行破碎模拟.