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龙图腾网获悉上海应用技术大学申请的专利一种基于无人机影像匹配点云的露天矿台阶结构量测方法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：CN116518940B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12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：202310440964.7，技术领域涉及：G01C11/02；该发明授权一种基于无人机影像匹配点云的露天矿台阶结构量测方法是由吕欣阳;樊冬丽设计研发完成，并于2023-04-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于无人机影像匹配点云的露天矿台阶结构量测方法在说明书摘要公布了：本发明介绍了一种基于无人机影像匹配点云的露天矿台阶结构量测方法，包括以下步骤：步骤S1、获取露天矿点云数据：基于无人机倾斜摄影测量获取露天矿影像数据，导入ContextCapture中，然后经过影像预处理、空三加密处理以及多视影像密集匹配处理生成点云；步骤S2、露天矿点云数据预处理：基于Kd‑Tree构建邻域关系，基于几何采样实现点云精简，保留特征的同时简化数据；步骤S3、露天矿台阶要素提取：根据邻域特征提取坡面，选取平面手动切分坡面，通过密度聚类处理坡面得到若干台阶坡面，提取台阶线；步骤S4、量测台阶结构：根据提取的台阶要素计算台阶高度和台阶坡面角。通过上述设计，本发明可以快速、精确地量测台阶结构，有效降低露天矿监管成本。

本发明授权一种基于无人机影像匹配点云的露天矿台阶结构量测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于无人机影像匹配点云的露天矿台阶结构量测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1、获取露天矿点云数据：基于无人机倾斜摄影测量获取露天矿影像数据，导入ContextCapture中，然后经过影像预处理、空三加密处理以及多视影像密集匹配处理生成点云； 步骤S2、露天矿点云数据预处理：基于Kd-Tree构建邻域关系，基于几何采样实现点云精简，保留特征的同时简化数据； 步骤S3、露天矿台阶要素提取：根据邻域特征提取坡面，选取平面手动切分坡面，通过密度聚类处理坡面得到若干台阶坡面，提取台阶线； 步骤S4、量测台阶结构：根据提取的台阶要素计算台阶高度和台阶坡面角，某点处的台阶坡面角为该点法向量与垂直面的夹角； 所述步骤S2的具体方法包括： 步骤S21、基于Kd-Tree在三维空间中构建点云邻域关系，选取最大方差维度为分割轴，在分割轴方向上值为中位数的点设为当前节点，小于中位数的点划分为左子树节点，大于中位数的点划分为右子树节点，依次更新分割轴为方差第二大的轴与方差最小的轴，重复上述步骤，直到全部数据都完成处理，此时选定一点，以该点为圆心、半径为的球内点即为该点的邻域点，可表示为，基于Kd-Tree可以快速完成数据最邻近搜索； 步骤S22、基于几何采样实现点云精简，预设目标采样数和均匀采样率V，计算每一点到其邻域点的法线夹角，越大，则该点的邻域曲率越大，设定角度阈值，将的点归为陡峭区域，则陡峭区域采样数为，非陡峭区域采样数为，该基于几何采样实现点云精简的方法局部区域采样均匀，具有抗噪性，在保留特征的同时减少数据量，提高计算速率； 步骤S3的具体方法包括： 步骤S31、求解法向量，计算法向量与垂直面的夹角，设定阈值，若则该点为坡面，否则为平面； 步骤S32、将点云导入cloudcompare中，基于直通滤波切分，使得不同台阶在最大程度分离； 步骤S33、通过密度聚类处理坡面点云，将空间上离散的点簇分离，得到若干台阶坡面； 步骤S34、提取台阶线，选定台阶坡面中一点，存在邻域，将中的点投影到邻域切平面上，投影后的点构成集合，以为角点，将中的点按顺时针方向两两与形成一系列夹角，其中，选取中最大值，设定阈值，当时，即为边界点，处理台阶坡面中所有点，获取台阶坡面边界，B中存在两条台阶线和截面边界，在中随机标记3个点拟合平面，计算中点到的距离，若小于距离阈值则为内部点，反正则为噪声点，重复拟合平面操作，直到中找不到未标记点或迭代次数大于设定的最大迭代次数，此时匹配最多内部点的情况为最优选择，对应内部点集合即为一条台阶线，在中去除，将B中点设置为未标记状态，重复拟合平面操作，选择最有情况下对应的内部点，即为B中另一条台阶线。

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