三维模型惯性参数与形状特征关系的研究

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对三维模型实现复用成为了产品设计的新思路,而如何在浩如烟海的数据库中找出所需要的模型是三维模型检索技术发展的基点,同时在当今诸多领域也是研究的重点和难点。  在三维模型特征提取算法方面,虽然取得了许多可喜可贺的成果,但该技术目前仍然处于初级阶段。其主要存在两个缺点:1)仍然依靠实验的手段对其进行研究,依然无法从理论上得以论证;2)仍然无法实现对查询模型进行高准确检索的目的。因此,很有必要对三维模型检索技术进行更深入的研究,以及对新思路和新方法进行大胆尝试和开拓,进而致力于该领域的高速发展。  基于以上问题,论文首先提出了在特定分辨率的外包围盒内,利用VisualStudio编程技术,并结合OpenGL,构建了大量体积相等而形状不同的体素模型,然后经过相应预处理计算出了基于包络长方体最远点坐标系的质心,以及基于过其质心的空间坐标系的主惯性矩,以此3个质心和3个主惯性矩生成体素模型惯性参数特征向量,并通过分析大量实验数据,得出了该惯性参数特征向量与模型形状特征间存在的关系,最后将该惯性参数特征向量生成用于描述体素模型几何形状特征的惯性参数曲线,利用相似性匹配算法中的欧式距离法对等体积体素模型间的惯性参数曲线进行了计算,并对相似性匹配算法进行了优化,进而改善查询模型相似性匹配性能。论文主要工作和创新点:  1、通过分析个别归一化预处理后的三维模型,探讨了将基于包络长方体最远点坐标系的质心连同基于过质心的主轴坐标系的主惯性矩合并为惯性参数特征向量用于识别等体积三维模型间几何形状的可能性。  2、利用软件编程技术设计实验方案并进行实验,通过对实验数据分析后得出了等体积体素模型的惯性参数特征向量与形状特征间的对应关系,为将惯性参数特征向量用于对等体积体素模型进行相似性检索提供了实验数据支持。此外,对惯性参数特征向量与形状特征的关系进行了更深一步讨论。  3、利用论文前述研究成果提取出三维模型惯性参数曲线,将其作为形状特征描述符对等体积体素模型进行了相似性检索实验。
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