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龙图腾网获悉山东科技大学申请的专利一种基于曲率补偿的优化方向切片凸包体积计算方法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：CN120259411B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26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：202510750337.2，技术领域涉及：G06T7/62；该发明授权一种基于曲率补偿的优化方向切片凸包体积计算方法是由王宗省;王儒涛;王善超;刘鑫睿;朱延正;王胜利;刘成明;张睿智;杨宏哲;刘佳;平金枝设计研发完成，并于2025-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于曲率补偿的优化方向切片凸包体积计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种基于曲率补偿的优化方向切片凸包体积计算方法，属于点云数据处理技术领域，用于凸包体积计算，包括基于点云分布特性自动分析主延伸方向进行自适应分层切片，针对每层点云同时计算局部密度分布和曲面凹凸特征，通过密度补偿修正稀疏区域误差，结合曲率能量分析动态调整凹面区域的体积计算；采用并行加速的梯形积分法融合各层修正结果，输出高精度土方体积数据，并实时反馈至驾驶舱终端指导作业调整，实现从数据采集到体积计算的全流程自动化处理。本发明满足当前工程机械控制器算力不高的硬件限制，增加点云体积计算的准确度，平衡精确度与成本的关系。

本发明授权一种基于曲率补偿的优化方向切片凸包体积计算方法在权利要求书中公布了：1.一种基于曲率补偿的优化方向切片凸包体积计算方法，其特征在于，选择用激光雷达自行采集的挖掘机挖掘的物料的点云数据中非共面的4个点，构成初始四面体凸包，对于点云数据中除4个点以外的点，判断某点是否在初始四面体凸包外，如果某点在初始四面体凸包外，将某点认为是暂定顶点，找到暂定顶点的可见面，将可见面之间的共享边移除，保留非共享边，将暂定顶点与共享边的两个端点相连，生成新的三角形面；如果某点位于初始四面体凸包内，跳过某点，当所有的点均位于初始四面体凸包内部时，三维凸包构建完成，计算三维凸包体积； 计算三维凸包体积包括，选择点云数据的重心： ； 式中，为栅格内点云数据的数量，表示第个栅格，表示栅格内的第个点云数据； 计算三维凸包体积包括，构建协方差矩阵： ； ； 式中，等同于，是中心化坐标，、、是中心化坐标的横、纵、竖坐标值； 计算三维凸包体积包括，求解，是特征值矩阵，是特征向量矩阵； 求解后得到特征值和特征值对应的正交特征向量，是点云分布的主方向； 构建正交投影基底，生成与点云分布的主方向垂直的二维投影平面，利用格拉姆-施密特正交化构建正交基底，计算单位化主方向，将归一化为单位长度： ； 正交化第二方向，将投影到与垂直的方向： ； 叉乘得第三方向，确保基底构成右手坐标系： ； 计算出正交基底后，将点云投影到平面； 沿着主方向投影所有点的坐标： ； 式中，为点沿主方向的投影值； 确定切片的范围： ； ； 式中，为切片最小值，为切片最大值； 自适应计算切片数： ； ； ； ； 式中，用于将切片数限制在200到1000之间，、是点云数据的横轴最大值和最小值，、是点云数据的纵轴最大值和最小值，、是点云数据的竖轴最大值和最小值，、、是三个方向的长度，是取三个方向长度的平均值，是取三个方向长度的最小值； 对于第层切片，提取层内点集： ； ； 式中，是中间参数，将层内点集投影到平面： ； 将积分区间分为层，每层厚度，计算三维凸包体积： ； ； 式中，是竖轴坐标值，为第层截面的二维凸包面积； 对的约等计算公式进行优化，包括计算每层切片的的K近邻的协方差矩阵： ； 式中，为的K近邻集合，表示的均值，表示点云数据； 对进行特征分解，得到特征值，计算局部表面的平均曲率： ； 式中，正值对应凸面，负值对应凹面； 对的约等计算公式进行优化包括，计算截面的二阶矩，设第层二维凸包的顶点为，计算截面形状的弯曲量： ； 式中，为的最大值，根据曲率和层二阶矩调整截面面积的补偿量： ； 式中，是控制补偿强度的参数； 层修正的二阶矩截面面积为： ； 式中，是修正前的二阶矩截面面积； 在凹面区域； 对的约等计算公式进行优化包括，修正的三维凸包体积为： 。

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