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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利基于标定块和改进ICP算法的受电弓滑板点云数据拼接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：CN120070528B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15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：202510545521.3，技术领域涉及：G06T7/33；该发明授权基于标定块和改进ICP算法的受电弓滑板点云数据拼接方法及系统是由张俱珲;姚小文;沈天一;陈江龙;吕文杰;沈略皓设计研发完成，并于2025-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于标定块和改进ICP算法的受电弓滑板点云数据拼接方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于标定块和改进ICP算法的受电弓滑板点云数据拼接方法及系统，具体为：首先使用激光位移传感器连续输出多帧滑板轮廓数据，扩充为三维点云数据；然后采用混合滤波的去噪算法对滑板数据进行处理，得到滑板轮廓数据集，并将两个激光位移传感器采集的两组激光点云数据转换到同一个坐标系中，构成完整的滑板表面点云数据；接着对滑板表面点云数据采用基于标定块的数据快速拼接方法完成粗配准；最后采用改进ICP配准算法完成点云数据的快速精配准，获得完整滑板表面点云数据。本发明兼具高精度与实时性，可克服受电弓滑板表面纹理、颜色以及动态测量环境影响产生的干扰，为轨道交通智能化运维提供实时数据支撑。

本发明授权基于标定块和改进ICP算法的受电弓滑板点云数据拼接方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于标定块和改进ICP算法的受电弓滑板点云数据拼接方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、布置现场采集模块，实时扫描列车运行过程中滑板轮廓数据； 步骤2、使用两组激光位移传感器连续输出多帧有效数据，扩充为三维点云数据； 步骤3、采用混合滤波的去噪算法对滑板数据进行处理，得到滑板轮廓数据集，具体如下： 步骤3.1、采集的数据包括目标点云数据和非目标点云数据，滑板点云数据由多组二维扫描轮廓组成，每一条轮廓相当于点云数据的切片，将三维点云数据的滤波转移至二维空间，得到切片轮廓数据； 步骤3.2、采用混合滤波的去噪算法对切片轮廓数据进行滤波处理，滤除非目标点云数据，得到滑板轮廓数据集，具体如下： 步骤3.2.1、根据采样时刻依次对所有采集的数据帧进行连续编号，在检测过程中，激光位移传感器输出的有效采集点数曲线存在两个波峰，对应受电弓两根滑板经过检测区域的有效数据点数，通过判断激光位移传感器输出有效数据点数是否大于固定阈值来进行滑板有效数据帧的筛选； 步骤3.2.2、采用半径滤波器对离散点进行滤除，通过比较点云数据中每个数据点在探测半径内的点的数量是否小于设置阈值来判断是否为有效点，若小于阈值则被确认为是离群点并将该离群点剔除，反之，则被确定为有效点； 步骤3.2.3、计算点云数据中相邻两个数据点间的欧氏距离，将该欧氏距离与阈值进行比较，实现对点云数据的分段：若小于阈值，则将后续数据点加入到当前同一数据点集中；若大于阈值，则以当前数据点为分割点，从相邻的数据点向后搜索，将最大的数据点集作为滑板轮廓数据集； 步骤4、利用滑板轮廓数据集，将两组激光位移传感器采集的点云数据转换到同一个坐标系中； 步骤5、对滑板表面点云数据采用基于标定块的数据拼接方法完成粗配准； 步骤6、采用改进ICP配准算法完成点云数据的精配准，获得完整滑板表面点云数据，具体如下： 步骤6.1、第一组激光位移传感器的数据构成源点云数据集，第二组激光位移传感器的数据构成目标点云数据集，表示三维实数集，和分别表示第一、二组激光位移传感器对应的两个点云数据集的大小，、分别表示第一、二组激光位移传感器对应的两个点云数据集中数据点编号；源点云数据集和目标点云数据集按照设定的约束条件找到匹配点对，表示匹配点对编号； 利用最小二乘算法计算出最优旋转矩阵、平移矩阵，使得配准误差函数最小，误差函数定义如下： ； 式中，，为匹配点对的数量； 点云配准的最终目的为求解旋转矩阵和平移矩阵，使得配准后的两组激光点云构成完整的滑板表面点云； 首先，计算和的质心、，以及、的协方差矩阵： ； ； 然后，对协方差矩阵进行奇异值分解，、为3×3的正交矩阵，为由协方差矩阵特征值组成的非负对角矩阵，则旋转矩阵和平移矩阵的计算公式为： ； 步骤6.2、从匹配点集、错误点去除和误差函数构造三个方面对ICP算法进行优化。

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