一、基于平面特征匹配的点云粗拼接方法

粗拼接和精拼接。粗拼接将不同坐标系下的点云大致对准到同一坐标系下，为精拼接提供初始值。现有的最常用的粗拼接方法主要是三点法和基于点特征的点云粗拼接方法。

三点法是在两站点云数据的重合部分选取不共线的三对以上的同名点，同名点可以是已知的特征点(例如拐角点，边界点)或者是高反射率的点，利用SVD矩阵分解法确定点云数据的旋转矩阵和平移量。此种方法的缺点在于：对点云数据的形状要求比较苛刻，需要存在明显同名点的点云数据。

基于点特征的粗拼接方法最常用的是点签名的拼接方法，该方法是通过在点云数据中的每个点上定义一个特征描述因子，然后通过对两片或多片点云数据的每个点的特征描述因子进行比较，计算点云数据的转换参数来完成点云的拼接。此种方法的缺点在于：计算量大，且对噪声点敏感度较高，拼接的精度低。

本发明提出一种基于平面特征匹配的点云粗拼接方法。

专利优势：

(1) 本发明方法首先以人机交互的方式，选中点云数据中某一平面上的部分数据作为种子平面，利用特征值法计算出种子平面的参数方程并进行生长；其次，利用RANSAC算法进。行优化处理，可以有效降低噪声点的影响；

(2)然后，选取四对或四对以上的匹配平面并计算其法向量，由于只需求出匹配平面的法向量即可，因此不需要存在同名点；最后根据四对或四对以上的匹配平面的法向量，利用最小二乘法分别求出旋转矩阵及平移量来完成点云的粗拼接，提高了点云拼接的精度。

二、车载激光扫描点云中建筑物角点空间位置自动提取方法

建筑物角点的测量是地形图、地籍图测量中重要工作之一，目前建筑物角点位置信息主要通过传统人工测量方法获得，更新周期长、资源损耗大，已经无法满足城市建设和管理的数据需求。车载移动激光测量系统作为一种先进的测量手段，具有快速、不与测量物接触、实时、动态、主动、高密度及高精度等特点。基于车载移动激光测量系统的建筑物角点提取方法主要有投影图像法、特征聚类和扫描线法，然而这些方法没有充分挖掘建筑物点云数据的形态特征，适应性不高，容易受车载激光扫描点云数据中噪声点的影响。

本发明提出一种车载激光扫描点云中建筑物角点空间位置自动提取方法，以便从海量车载激光扫描点云数据中快速、自动提取建筑物角点的空间位置信息。

专利优势：

本发明方法根据激光扫描点云数据，自动获取空间分层数据，并自动选取最优空间分层数据进行平面投影，通过分析杆建筑物与角点的特征，对基于点数的平面投影图像进行直线的提取，从而获取角点的空间位置信息，不易受数据噪声点的影响，自动化程度高，更大程度上充分利用了激光扫描点云的形态特征，达到了较好的提取效果。

三、一种基于倾斜摄影技术的建筑物纹理优化方法

倾斜摄影技术，是国际地理信息领域新近发展起来一项技术，利用多传感器集成机制，如新型多线(面)阵、多角度数码相机的应用，如三线阵相机系统ADS40/80，三相机系统Trimble的AOS，以及五相机系统Pictometry相机和国产SWDC-5，一次飞行可获取目标建筑物垂直角度和4个倾斜角度的影像，克服了传统航摄技术只能进行垂直角度拍摄的局限，可获取地物三维几何信息和丰富的纹理信息。

利用倾斜摄影技术进行三维建模时，从众多定向的纹理图像中自动选择遮挡最少最清晰的影像作为最佳的纹理数据源，并通过几何纠正方法保证纹理影像达到较合适的人眼观测效果。而实际环境中，受外界各种因素影响，例如光的衍射、大气质量、相机系统因素以及内业处理过程等，影像模糊效应不可避免，一定程度上影响了纹理的质量和视觉效果。另外，从航空像片上虽然能取得建筑物的立面纹理，但纹理的清晰度取决于拍摄的角度和楼层高度，侧面纹理往往存在分辨率不足的问题，使得模型的精美度不够。

本发明提出一种基于倾斜摄影技术的建筑物纹理优化方法。

专利优势：

本发明利用现有图像处理技术，尽量消除影像模糊效应，恢复影像清晰度，并使得整个建筑物色彩强度相同，相邻建筑物整体过渡自然。

四、一种岩体裂隙探测传感器及使用方法

随着我国基础设施建设的快速发展，公路铁路隧道、煤矿巷道、地铁、水电硐室等修建越来越广泛，而上述工程多建设在岩体之中。岩体的结构面、缝隙、裂隙将工程岩体切割，使得工程岩体整体性降低，工程稳定性也随之降低，对工程稳定及安全具有重要影响。对岩体裂隙进行准确探测对于工程设计、施工、运营等具有重要意义。

如在隧道、巷道、水电硐室、边坡等支护设计中都需要掌握围岩的裂隙发育程度，才能进行围岩分类和准确的设计；在很多数值计算软件中都需要设定围岩裂隙发育参数，才能进行准确模拟。而目前对岩体裂隙参数的获取一般是通过已揭露的岩体进行素描来进行，对于尚未揭露岩体尚未见定量准确的探测方法，同时对于裂隙的连通性也很难通过已揭露岩体进行确定。总的来说，目前尚没有能够准确量测岩体裂隙的传感器及方法能够解决上述问题。

专利优势：

本发明可以对尚未揭露的岩体中的是否存在联通裂隙，或结构面、裂隙的空间分布及连通性进行探测并获取定量结果，可为岩体工程设计施工提供基础数据，提高工程的可靠度。另外，根据需要可以调整传感器的尺度，实现不同的应用：如大尺度传感器可以进行地层结构探测；中尺度传感器可以进行岩体结构面、裂隙超前探测；小尺度可以进行围岩裂隙探测；微尺度可以进行裂隙岩体室内试验或模型试验探测。

成果联系方式:蒋学凯17660458662

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