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申请/专利权人：武汉海云空间信息技术有限公司

摘要：本发明涉及光信号探测领域，一种隧道点云高精度快速自动拼接方法，包括以下步骤：S1、沿预设距离布置多个测站，相邻两个测站中一个作为参考测站，另一个作为拼接测站，两个测站分别扫描隧道，获取点云数据；S2、求解粗拼接旋转参数；S3、求解粗拼接平移参数；S4、精拼接；通过以上步骤，完成隧道点云数据高精度拼接。通过改进的拼接步骤，实现无需设置人工标记或标靶的方式完成点云的自动拼接。通过简单设备调试和步骤的优化，使隧道点云拼接过程更智能化，降低了人的工作量和人为因素对拼接精度的影响。

主权项：1.一种隧道点云高精度快速自动拼接方法，其特征是包括以下步骤：S1、沿预设距离布置多个测站，相邻两个测站中一个作为参考测站（3），另一个作为拼接测站（4），两个测站分别扫描隧道，获取点云数据；S2、求解粗拼接旋转参数；依据扫描仪在隧道的实际工作方式，降低粗拼接的旋转变换自由度，只求解绕竖直方向的Z轴的旋转角，将拼接测站（4）的点云以Z轴为旋转轴进行旋转，使拼接测站（4）的点云与参考测站（3）点云沿隧道走向方向大致重合；步骤S2中，粗拼接过程中需要求解的绕Z轴旋转的角度参数通过点云数据的整体走向确定：S21、将参考测站（3）和拼接测站（4）点云投影至各自扫描仪坐标系下的XOY平面，并提取隧道两侧的边界点；S22、通过Ransac算法对S21提取的边界点进行去噪，然后用去噪后的边界点拟合出两条边界线；S23、对其中一条边界线进行等间隔采样，得到点集M1，计算出每个采样点在其法线方向上与另一边界线的交点，得到点集M2，然后计算M1、M2对应点的均值，得到中线点集C1，对另一条边界线以同样方法求得中线点集C2；S24、利用Ransac算法从点集C1、C2提取中轴线；S25、计算参考测站（3）和拼接测站（4）投影后中轴线之间的夹角得到的近似值；S3、求解粗拼接平移参数；依据隧道内径确定扫描仪架站间距的变化区间L，对L进行等间隔采样，得到m组距离值，在完成粗拼接旋转变换的基础上，将m组距离值向参考测站（3）的激光扫描仪坐标系的X和Y轴投影，获得m组拼接测站（4）的点云相对参考测站（3）的X和Y轴方向平移量；S4、精拼接；粗拼接的3个旋转参数和Z坐标方向平移量保持不变，与X和Y坐标方向的平移量进行组合，获取m组初始转换参数，将每组初始转换参数作为精拼接算法的初始值，分别用精拼接算法进行优化；通过以上步骤，完成隧道点云数据高精度拼接。

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