金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (6): 281-288.
孟凡强1 许志华1 高月清2 邢晓刚3 戴远志2
MENG Fanqiang1 XU Zhihua1 GAO Yueqing2 XING Xiaogang3 DAI Yuanzhi2
摘要: 数字摄影测量和激光雷达技术的快速发展,使得井下三维数据采集更加便捷、高效。获取完备的巷道 实景三维地图的基础是时序点云的高精度配准,其核心是求解点云之间的空间变换参数,实现多站点云的空间坐标 统一。然而,井下掘进环境粉尘噪声大、巷道结构退化,导致现有的点云配准方法难以构建稳定的同名特征,致使点云 配准精度低、三维成巷建模质量差。为提高掘进巷道点云配准的鲁棒性和精度,提出了一种基于节点关联度的掘进 巷道点云配准算法(Robust-Fast Global Registration,R-FGR)。该算法首先通过快速点云特征直方图(Fast Point Feature Histograms,FPFH)描述符提取点云特征,继而结合k最近邻点(k-Nearest Neighbors,k-NN)匹配策略获取多站点云之间 的初始匹配点;进而计算匹配点之间的关联度,并依据关联度提取可靠的候选内点;最后结合渐进非凸优化策略构建 鲁棒的损失函数,并通过迭代减小目标函数参数,从而确定多站点云间全局最优配准结果。选取黑龙江东山煤矿掘 进巷道为研究区,选取多种配准算法进行了对比试验。结果表明:所提方法具有最高的鲁棒性和配准精度,可实现多 时序点云自动配准,有效支撑了掘进巷道三维建图与动态更新任务。
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