基于凹凸特征的复杂岩石体点云配准算法研究与应用OA
Complex rock surface point cloud registration algorithm based on concave-convex feature encoding
笔者提出了一种基于凹凸特征的岩石体点云配准算法,以应对复杂地质环境中点云数据重叠率低、特征分布复杂的问题.笔者首先使用添加分类机制的 RNRLC(Robust Neighbor Reweighted Local Centroid)提取岩石体表层凹凸特征点,并根据距离及其凹凸信息构建描述符;提出了一种针对其内在几何特征的优化聚类机制,在有效抑制噪声等局部异常影响的同时,提升了凹凸点特征描述符的表达能力与描述符之间的匹配可靠性;然后根据描述符之间的编辑距离找到对应点对,构建全等三角形并计算变换矩阵,结合动态参数调整方法,根据岩石表层之间匹配的不同情况,分两阶段处理岩石表层点云数据,最后将得到的变换应用到整个岩石表层点云数据.实验表明,与标准ICP(Iterative Closest Point)及CCEE(Convex-Concave Extraction and Encoding)算法相比,该算法在配准重叠率较低和偏转角度较大的复杂岩石表层时表现出优越的性能,为复杂地质场景下的岩石体点云配准提供了一种可行方法.
This paper introduces an advanced point cloud registration algorithm for rock masses,addressing challenges such as low overlap rates and complex feature distributions in complex geological environments.The method employs the Robust Neighbor Reweighted Local Centroid(RNRLC)technique,combined with a classification mechanism,to extract concave-convex feature points and construct descriptors based on spatial distance and concave-convex information.An optimized clustering mechanism enhances descriptor reliability while suppressing noise and local anomalies.Correspondences are identified via edit distance,and congruent triangles are constructed to compute the transformation matrix.A two-stage dynamic parameter adjustment ensures robust alignment,applying the transformation to the entire point cloud.Experiments show the proposed method outperforms traditional algorithms,such as ICP and CCEE,in scenarios with low overlap and large angular deviations,offering a reliable solution for point cloud registration in complex geological settings.
孙红亮;陈亚军;陈思宇;张礼兵;高浩志
中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,昆明 650051||中电建生态环境集团有限公司,深圳 518100中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,昆明 650051||云南省水利水电智能建造工程研究中心,昆明 650032中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,昆明 650051||中电建生态环境集团有限公司,深圳 518100中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,昆明 650051||云南省水利水电智能建造工程研究中心,昆明 650032中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,昆明 650051||云南省水利水电智能建造工程研究中心,昆明 650032
信息技术与安全科学
岩石表层点云配准特征提取特征描述符DBSCAN聚类
rock surfacepoint cloud registrationfeature extractionfeature descriptorDBSCAN clustering
《物探化探计算技术》 2026 (3)
395-403,9
中国电力建设集团科技项目(DJ-HXGG-2022-03)云南省数字水工程技术创新中心项目(202305AK340003)
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