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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种用于气膜孔点云的处理及轴线估计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：CN116701969B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19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：202310627731.8，技术领域涉及：G06F18/23；该发明授权一种用于气膜孔点云的处理及轴线估计方法是由梅雪松;张儒亭;凡正杰;崔健磊;张津瑀设计研发完成，并于2023-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于气膜孔点云的处理及轴线估计方法在说明书摘要公布了：一种用于气膜孔点云的处理及轴线估计方法，包括：先基于八叉树临近点距离统计的离群点分割方法以及基于体素化栅格的点云数据下采样，完成气膜孔点云预处理；然后采用以孔口中心点位置和拟合轴线为基准的迭代最近点算法，通过平面拟合分割出孔壁点云并寻找孔口中心坐标和孔轴线，以此为基准对点云进行粗配准，作为迭代最近点算法精配准的基础；最后对轴线进行迭代估计的评估，利用最小二乘估计多个平面椭圆中心并拟合直线作为位姿变换依据，反复迭代直至获取最优轴线；本发明提高点云处理效率、提高点云配准的精度。

本发明授权一种用于气膜孔点云的处理及轴线估计方法在权利要求书中公布了：1.一种用于气膜孔点云的处理及轴线估计方法，其特征在于，包括：先基于八叉树临近点距离统计的离群点分割方法以及基于体素化栅格的点云数据下采样，完成气膜孔点云预处理；然后采用以孔口中心点位置和拟合轴线为基准的迭代最近点算法，通过平面拟合分割出孔壁点云并寻找孔口中心坐标和孔轴线，以此为基准对点云进行粗配准，作为迭代最近点算法精配准的基础；最后对轴线进行迭代估计的评估，利用最小二乘估计多个平面椭圆中心并拟合直线作为位姿变换依据，反复迭代直至获取最优轴线； 点云进行配准的方法如下： S201、将孔外叶片表面近似看作一个平面，通过基于随机采样一致性的平面模型分割，将N个方向的气膜孔点云预处理结果分割成孔外叶片表面和其余点云两个部分； S202、根据所估计的孔外叶片表面平面部分法向量，得到平面方程； S203、对其余点云进行基于欧几里得距离的聚类分割，并将其中点数最多的一个聚类提取出来，作为孔内壁点云； S204、使用圆柱拟合估计孔内壁点云轴线方向，并计算轴线与平面的交点； S205、重复步骤S201、S202、S203，计算出所有方向气膜孔点云预处理结果的平面ψ方程和圆柱部分点云轴线Γ方向，并以此为基础，以第一个方向的气膜孔点云预处理结果为基准，将所有点云校正到同一方向上，完成点云的粗配准； S206、使用ICP算法依次将各个方向的气膜孔点云预处理结果配准到第一个方向的气膜孔点云预处理结果上，得到气膜孔点云的精配准结果，即为完整的气膜孔点云； 估计气膜孔轴线的方法为： S301、利用多组平行的平面对获得的完整气膜孔点云作多组二维截面，并评估截面点云的完整性，为后续的估计流程做基础；步骤S301具体为： S3011、利用步骤S204得到的轴线作为初始轴线，求解位姿变换矩阵Ti将初始轴线变换至于XOY平面垂直且过原点，利用上述位姿变换矩阵Ti将完整的气膜孔点云整体作同样的位姿变换； S3012、变换结果根据切片间隔h选取多个与XOY平面平行的平面作为切片平面； S3013、选取切片阈值hd，利用步骤S3012中的切片平面对完整的气膜孔点云进行切片，获得高度范围为hd的多个点云； S3014、沿着Z轴正方向由下至上对获得的点云进行编号，从编号小的点云开始检验其完整性，即从Z轴方向观测是否覆盖至少三个象限；若完整性差则去除该点云，直至点云完整性符合要求； S302、估计每个点云中心位置，以此估计轴线位置；步骤S302具体为： S3021、对上述每一个点云中点的Z坐标取平均值作为估计的中心点V的Z坐标； S3022、中心估计仅用到每个点的X、Y坐标，简化为二维图形的拟合，以椭圆的一般方程作为模板，利用最小二乘法构造方程，使用拉格朗日乘子法进行求解，获得该椭圆的中心坐标作为中心点V的X、Y坐标； S3023、对于每一个中心点V利用最小二乘拟合求取直线方程，记为直线l； S303、根据得到的直线l，将其作为S301中的初始轴线重复S301、S302步骤进行迭代，直至最终的变换角度小于阈值，则停止迭代，根据累计的变换矩阵Ti计算得到轴线的方程。

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