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针对表面法向存在的姿态敏感问题,提出了以法向和极半径构造旋转不变的径向夹角几何特征。在此基础上,结合模型极半径定义径向夹角直方图应用于3维模型检索。算法首先对模型采用一系列同心球进行分解。对落入每个球环的点,计算径向夹角用于描述其局部几何属性。最后结合极半径和径向夹角构造旋转不变直方图特征。此外,针对网格表面点随机采样存在的分布不均匀问题,采用了体素化使采样点在表面分布更为均匀。实验结果表明,径向夹角直方图在检索准确率和检索效率方面要优于其他类似的直方图。