恭喜南京航空航天大學汪俊獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜南京航空航天大學申請的專利一種基于測量場與關鍵特征約束的點云拼接方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119540049B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-04發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510098060.X,技術領域涉及:G06T3/4038;該發明授權一種基于測量場與關鍵特征約束的點云拼接方法是由汪俊;吳翔;濮宬涵;朱文濤;卜尉航;張沅設計研發完成,并于2025-01-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于測量場與關鍵特征約束的點云拼接方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于測量場與關鍵特征約束的點云拼接方法,包括以下步驟:首先,構建高精度測量場并進行測量場ERS點的布局優化,建立高精度全局坐標系;其次,利用高精度測量場并結合飛機數模恢復機身坐標系,實現多站位點云的初始對齊;接著,在初始點云對齊的基礎上基于多尺度特征約束實現點云高精度拼接,并進行預處理;最后,通過基于全局的多尺度濾波和自適應重疊區域去除方法,對拼接后的整體點云進行數據質量優化,最終獲取高質量點云。本發明提出的方法實現了大尺寸測量對象掃描點云的高精度拼接,相比現有技術拼接精度更高、拼接速度更快,解決了大尺寸對象掃描數據難以高精度拼接的問題。
本發明授權一種基于測量場與關鍵特征約束的點云拼接方法在權利要求書中公布了:1.一種基于測量場與關鍵特征約束的點云拼接方法,其特征在于,具體包括以下步驟:S1、基于掃描對象的所在位置布設測量場,并以最小化測量誤差為目的對測量場的布設方案進行優化;最終得到最佳布設方案下的測量場坐標系S2、根據掃描對象中關鍵點位在測量場坐標系下的坐標,和對應點位在數模坐標系下的坐標,通過最佳擬合的方式進行配準,計算測量場坐標系到數模坐標系的轉換矩陣;所述轉換矩陣包含旋轉矩陣R和平移向量t;再根據轉換矩陣,建立測量場坐標和數模坐標系的聯系,通過在測量場中獲取各站位處的掃描點云數據,得到數模坐標系下對應點位的數模點云數據,整合得到初步對齊的多站位拼接點云Po;S3、根據關鍵特征信息對初步對齊的多站位拼接點云Po進行預處理,并進一步對齊測量點云和數模,最后得到多站位高精度拼接點云PE;步驟S3具體包括:S31、對初步對齊的多站位拼接點云Po進行預處理,通過計算數模的邊緣輪廓包圍盒,將其映射到測量場坐標系下,進行ROI區域提取實測數據感興趣的區域,對無關點云進行濾除,得到處理后的點云Pos;S32、對處理后的點云Pos進行關鍵特征提取,具體通過構建多尺度自適應局部關鍵特征感知網絡模塊,作為特征提取器進行特征定位和提取,得到點云關鍵特征集合Fos,公式表達為:Fos=FeatureExtractorPos;其中,FeatureExtractror·表示特征提取器;步驟S32的具體過程為:S321、對處理后的點云Pos通過多尺度鄰域特征提取捕獲局部細節;S322、進行特征聚合模塊實現多尺度特征的深度融合;S323、根據數模特征相似性為點云局部特征分配權重,突出任務相關的重要特征區域;S324、對特征進行解析與歸一化;S325、最終通過加權求和得到點云關鍵特征集合Fos;S33、直接從數模上提取對應特征進行提取分析,得到數模特征集Fm,對提取的數模特征點和點云關鍵特征點進行匹配,確保特征點的一致性;使用距離閾值γ和法向相似性閾值τ作為匹配標準;記點云關鍵特征點和數模特征點的坐標分別為和匹配條件為: S34、根據數模和點云的對應特征,在初始對齊的基礎上,采用迭代最近點算法進行點云的進一步配準,不斷優化更新旋轉矩陣R和平移向量t,直到目標函數收斂,得到多站位高精度拼接點云PE;所述目標函數為:S4、對步驟S3得到的多站位高精度拼接點云PE進行全局優化,包括對噪聲點和重合點云進行濾除,最終得到優化后的掃描對象完整點云PF。
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