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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种三维点云数据的拼接方法及装置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：CN113706381B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01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：202110993313.1，技术领域涉及：G06T3/4038；该发明授权一种三维点云数据的拼接方法及装置是由张韶辉;刘志永;郝群;胡摇设计研发完成，并于2021-08-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种三维点云数据的拼接方法及装置在说明书摘要公布了：一种三维点云数据的拼接方法及装置，能够解决重叠率低的两片点云拼接难度大、精度低的问题，有效提高初始重叠程度较低的点云数据的拼接精度和时间效率。方法包括：1点云采集系统获取部分重叠的源点云和目标点云，并对点云进行预处理；2通过两次扫描空间位置的坐标变换使源点云和目标点云得到良好的初始位置；3计算点云的曲率特征并利用Kdtree加快最近邻的搜索过程寻找初始匹配点对，然后使用方向向量阈值法设置约束条件剔除错误的点对；4利用奇异值分解SVD方法，得到两个点云之间的旋转矩阵R和平移向量t，完成拼接。

本发明授权一种三维点云数据的拼接方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种三维点云数据的拼接方法，其特征在于：其包括以下步骤： 1点云采集系统获取部分重叠的源点云和目标点云，并对点云进行预处理； 2通过两次扫描空间位置的坐标变换使源点云和目标点云得到良好的初始位置； 3计算点云的曲率特征并利用Kdtree加快最近邻的搜索过程寻找初始匹配点对，然后使用方向向量阈值法设置约束条件剔除错误的点对； 4利用奇异值分解SVD方法，得到两个点云之间的旋转矩阵R和平移向量t，完成拼接； 所述步骤3包括以下分步骤： 3.1曲率特征通过点云中一查询点x及其k邻域点，构造协方差矩阵： 其中，xi是查询点x的k邻域点，是x及其邻域点的质心； 3.2通过SVD方法求得协方差矩阵的三个特征值，按从大到小排列，依次是λd1λd2λd3； 3.3查询点x处的表面曲率用sd表示： 3.4为了增强鲁棒性，选择不同的邻域搜索半径，并以不同搜索半径下计算出的曲率信息之差作为匹配信息 Δsd＝sd+1-sd 3.5使用相同的方法计算另一个点云的曲率信息，记为Δsd′，设定阈值τ，若满足Δsd-Δsd′τ，认为是匹配点对； 3.6方向向量阈值法中，对于点云中的点pi及其k邻域点，使用最小二乘法为邻域点拟合一个局部平面，平面方程的一般表达式为Ax+By+Cz-D＝0,需要求解的四个参数中，元素不同时为0的向量A，B，C的实际意义为平面方程的法向量n，而D则为原点到平面的距离；根据最小二乘法推导的局部平面Pl拟合过程表示为： 通过最小化目标函数，使得该点与其每个近邻点所构成的向量与法向量的点乘为0；上式中m为点xi及其邻域点的质心 同时使得yi＝xi-m 这样，目标函数转化为： 3.7令S＝YYT，用SVD算法进行分解，得到Y＝U∑VT U中最后一列就是要求解的法向量n，也就是最小特征值对应的特征向量； 3.8将求得的法向量单位化，计算各匹配点对法向量之间的夹角余弦值，设定阈值ε，若夹角余弦值cosθε，则认为此对应点对为错误点对，从对应点集中剔除。

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