四川泽牧科技有限公司段睿获国家专利权
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龙图腾网获悉四川泽牧科技有限公司申请的专利一种自适应残缺形变的腔体三维点云体积计算方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119919475B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510419258.3,技术领域涉及:G06T7/62;该发明授权一种自适应残缺形变的腔体三维点云体积计算方法及系统是由段睿;谢静设计研发完成,并于2025-04-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种自适应残缺形变的腔体三维点云体积计算方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开一种自适应残缺形变的腔体三维点云体积计算方法及系统,涉及激光雷达点云处理技术领域,包括:获取基准点云;基准点云为直接测得的空仓点云或通过历史空腔点云和粮仓设计图纸共同生成的虚拟空仓点云;通过物料面点云将基准点云分割为物料面上方仓壁点云和物料面下方仓壁点云;将分割出的基准点云中对应空腔点云物料面下方的仓壁点云和实时空腔点云的物料面点云进行融合,得到待计算的物料点云;对待计算的物料点云计算体积;本发明融合历史空腔点云与粮仓设计参数以得到基准点云,通过这种虚拟空仓建模技术有效补偿实际测量中的仓体形变与点云缺失,结合物料面点云分割与分层融合算法,显著提高了粮仓物料体积的计算精度。
本发明授权一种自适应残缺形变的腔体三维点云体积计算方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种自适应残缺形变的腔体三维点云体积计算方法,其特征在于,包括如下步骤: 获取基准点云;基准点云为直接测得的空仓点云或通过历史空腔点云和粮仓设计图纸共同生成的虚拟空仓点云; 分割实时空腔点云得到物料面点云,通过物料面点云将基准点云分割为物料面上方仓壁点云和物料面下方仓壁点云; 将分割出的基准点云中物料面下方仓壁点云和实时空腔点云的物料面点云进行融合,得到待计算的物料点云; 对待计算的物料点云计算体积; 所述分割实时空腔点云得到物料面点云,通过物料面点云将基准点云分割为物料面上方仓壁点云和物料面下方仓壁点云包括如下步骤: 对实时空腔点云和基准点云进行空间配准; 对实时空腔点云进行差异距离场计算与空间映射; 对实时空腔点云的物料面和仓壁进行自适应阈值分割; 对物料面点云进行形态学优化与拓扑校验; 基于空腔点云的物料面点云,将基准点云分割为物料面上方仓壁点云与物料面下方仓壁点云; 所述基于空腔点云的物料面点云,将基准点云分割为物料面上方仓壁点云与物料面下方仓壁点云包括: 物料面高度场建模;从所述物料面点云中,计算其高度分布场: ; 其中,为物料面水平面投影邻域,为物料面上点的垂直坐标; 基于高度分布场,对基准点云进行区域分割: (a)物料面下方仓壁点云:; (b)物料面上方仓壁点云:; 其中,为基准点云,为基准点云上的点的垂直坐标,为噪声标准差; 所述将分割出的基准点云中物料面下方仓壁点云和实时空腔点云的物料面点云进行融合,得到待计算的物料点云包括如下步骤: 通过α-shape算法提取物料面点云的边界以及物料面下方仓壁点云的边界,其中,为物料面点云边界上的点,为α-shape的成员函数; 构建KD-Tree加速结构,对边界执行半径r搜索,,为半径搜索的阈值,标记与边界重叠区域,为重叠区域内基准点云边界上的点,为邻域内距离小于的物料面上的第个点,采用非最大值抑制策略剔除冗余点; 在边界与边界交界处建立缓冲区,通过移动最小二乘法拟合过渡曲面,实现物料面点云和物料面下方仓壁点云连续性融合,公式如下: ; 其中,和是用于参数化曲面的两个独立变量,为距离权重函数,定义为,表示参数空间映射到三维空间中的点,为点到物料面边界的最短欧氏距离,为缓冲区宽度,控制融合区域的过渡范围,和分别表示物料面点云和仓壁点云的局部拟合曲面,表示融合区域的过渡曲面; 采用基于泊松圆盘采样的多分辨率策略,在融合区域自适应调整点间距,其中,为重采样点间距,自适应取物料面点云和物料面下方仓壁点云的最小间距,为物料面点云的平均点间距,为物料面下方仓壁点云的平均点间距; 应用各向异性曲率扩散滤波,消除因噪声导致的局部畸变: ; 其中,为点和其邻域点的高斯曲率,量化局部曲面弯曲度,为邻域点的法向量,指示曲面局部方向,为点的邻域点集合,为第个点的三维坐标。
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