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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利基于地面上下文描述的森林ULS-TLS点云自动配准方法及系统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：CN119600071B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10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：202411665111.4，技术领域涉及：G06T7/33；该发明授权基于地面上下文描述的森林ULS-TLS点云自动配准方法及系统是由梁欣廉;代许松设计研发完成，并于2024-11-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于地面上下文描述的森林ULS-TLS点云自动配准方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于生态监测技术领域，公开了一种基于地面上下文描述的森林ULS‑TLS点云自动配准方法，本发明利用地面点为配准基元，构建地面上下文，可直接将TLS单扫描数据配准至ULS点云，而无需TLS不同扫描点云间进行预配准。可靠性高：地面点的提取过程相对标准化，通常能够得到稳定、可靠的结果，不受森林中树木分布、密度和形状复杂性的影响。计算效率提升：相对于树木属性的提取，使用地面点作为配准基元减少了计算成本，避免了因树木属性提取而带来的高昂计算开销。本发明致力于提出一种基于地面上下文描述的森林ULS‑TLS点云自动配准方法，以快速准确自动的实现森林ULS和TLS点云的配准，全面获取森林结构信息，促进激光雷达技术在森林调查中的应用。

本发明授权基于地面上下文描述的森林ULS-TLS点云自动配准方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于地面上下文描述的森林ULS-TLS点云自动配准方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：数据预处理； 步骤2：初始对应关系建立； 使用地面点来实现ULS-TLS配准，地面近似为由平面和曲面组成；点的维度特征不受点云姿态的影响； 引入了三个特征来表征预处理后的点云：平面维度、曲面维度以及法向量与Z轴之间的夹角；利用这三个几何特征在ULS关键点和TLS扫描位置之间建立初步的对应关系； 步骤3：基于地面上下文的点云配准； TLS通过围绕其扫描位置旋转扫描来收集周围环境数据；基于LiDAR的扫描方式，通过地面上下文匹配，识别出ULS中与TLS扫描位置最相似的关键点，进而估计变换矩阵进行配准； 所述基于地面上下文的点云配准： 相似性评分的计算方式如下： 3 围绕一个点的圆柱形邻域，定义圆柱半径为r，在径向距离和方位角上均匀离散化；径向方向被划分为Nr＝ceilrdr个径向区段，方位角方向则被划分为Na个角度区段，其中，dr为径向分辨率，Na为方位角区段数；离散化空间表示为一个Nr×Na的矩阵H定义为地面上下文，矩阵中的每个元素对应一个区段，如果该区段内至少包含一个点，则赋值为该区段内点的平均高度；如果为空，则赋值为NaN； 在相似性评分计算中，矩阵元素中值为NaN的被排除在计算之外；变量l表示中非NaN值的数量；对于TLS点云的旋转变换，通过对矩阵的列进行相应的变换操作来实现： 4 其中，，zj代表的某一列，而是旋转参数，对应的旋转角度为； 若ULS和TLS的一对地面上下文正确对应，那么相似性评分函数表示对应点对之间高差的标准差；由于ULS和TLS的Z轴都是垂直的，相似性评分接近于零； 在获得初始对应关系后，为TLS扫描位置生成一个地面上下文Ht；同时，为初始对应集中的ULS关键点生成一组地面上下文；为了完成配准，需要比较每个与Ht在旋转角度下的相似性评分，公式为；评分最小的匹配项将被筛选出来用于配准； 利用最佳匹配中的旋转角度和TLS扫描位置及其在ULS中的对应点的水平坐标xu,yu，可完成平面配准；同时，依据公式3，在计算最佳匹配的相似性评分时，还计算对应点之间的平均高差Zmean，以确定垂直配准中的Z轴方向平移变换。

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