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龙图腾网获悉山西阳光三极科技股份有限公司申请的专利一种基于激光雷达的煤仓中存煤量的自动化测量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：CN116736331B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202310693137.9，技术领域涉及：G01S17/88；该发明授权一种基于激光雷达的煤仓中存煤量的自动化测量方法是由赵文静;李晓方;张付岗;王强;高佳锋;张岩;武娇娇;贾颜兴;王磊;邵福;吕伟佳设计研发完成，并于2023-06-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于激光雷达的煤仓中存煤量的自动化测量方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于激光雷达的煤仓中存煤量的自动化测量方法，属于雷达点云技术领域，具体技术方案为：基于激光雷达对煤仓进行全覆盖式扫描，获取煤仓原始点云数据；然后对激光雷达点云数据进行抽稀、去噪等预处理；再通过球体标靶计算两两雷达间的旋转矩阵和平移向量进行点云合成；检测点云局部空洞面并利用邻域信息内插三维数据点进行修补；接着按照区域进行点云切割，采用最小二乘法拟合投影面，得到裁切后的区域点云和对应的投影面两期数据；最后采用曲面积分的方式计算煤仓中各区域煤堆体积，并根据不同煤种密度计算煤的重量，再将各单元块累加得到整个煤仓的重量，即该时段的煤仓中所有煤的存储量，满足安全高效精准盘煤的需要。

本发明授权一种基于激光雷达的煤仓中存煤量的自动化测量方法在权利要求书中公布了：1.一种基于激光雷达的煤仓中存煤量的自动化测量方法，其特征在于，具体步骤： S1、获取激光雷达点云数据，通过激光扫描仪对煤场进行全覆盖式扫描，定时采集点云数据，生成三维坐标数据； S2、点云预处理，对原始激光雷达点云数据进行降采样、去噪预处理，具体包括以下步骤： S21、点云降采样，对采集到的原始激光雷达点云数据采用体素化降采样方法进行抽稀，该方法通过使用规则体素网格从输入点云创造一致化降采样点云，具体为：①把点云装进体素网格；②把每个被占据的体素中点做平均，取一个精确的点； S22、点云去噪，对降采样后的点云数据进行统计滤波方法去噪，该方法计算每个点到其所有临近点的平均距离，假设得到的结果是一个高斯分布，其形状由均值和标准差决定，平均距离在标准范围之外的点，被定义为离群点并从数据集中去除掉； S3、点云配准，利用球体标靶，通过奇异值分解求刚性变换，计算旋转矩阵和平移矩阵，使源点云旋转平移至与目标点云重合，实现点云配准； S4、点云空洞面修补，采用泊松重建将点云三角网格化，基于局部表面拟合法对点云进行法向量估计，通过点云上采样实现孔洞修补； 具体包括以下步骤： S41、点云三维重建，先对数据进行降采样预处理，处理过程同上述步骤S21，将合成后的数据处理为均匀的点云，并在此基础上采用泊松重建算法进行点云曲面重构； 关于泊松曲面重建法，将离散的点云数据转化为连续的曲面模型，通过泊松方程来求解曲面的形状，从而实现点云数据的重建； S42、点云法向量估计，采用局部表面拟合法估计点云法向量，具体为：对于点云中的每个点以半径或者直接计算最近邻的个点得到点的邻域，求解法向量等价于最小化，其中，为邻域的质心，表示去中心化后的点，是矩阵转置符号，为法向量，与的点积表示点在方向上的投影，令，则： ； 其中，就是邻域内点的协方差矩阵，求解出特征向量，选择最小特征值对应的特征向量，并进行单位化，则该向量为点云法向量； S43、点云上采样，对点云进行逐步上采样，同时接近边缘点，从输入点集产生一个更密集的点集，该算法主要有三个参数：边缘敏感度参数控制新点插入的位置，边缘敏感值越大，沿尖锐特征插入点的优先级越高，取值范围为[0,1]；锐度角度参数控制尖锐特征的平滑程度，值越大越平滑，取值范围为[0,90]；领域半径参数为邻域点的个数，用一个固定球面计算的半径，参数用于限制每个球邻域返回点的数量； S5、转换地面坐标，将雷达坐标系转换成地面坐标，即对合成并经过孔洞修补后的点云坐标进行转化，最终转化为以煤场水平地面为yz坐标平面、地面向上为x轴方向的空间直角坐标系； S6、点云裁切，取雷达扫描到的煤堆边界点坐标，按照区域进行记录，对煤仓中煤堆点云按照指定区域进行裁切； S7、点云投影，将裁切点云进行投影，投影面为煤仓水平地面，用裁切和投影两期点云数据进行煤堆体积计算，采用最小二乘法拟合投影平面，即用水平地 面上的个点拟合平面，平面方程为：；假设≠0，那么，，令，，，按照最小二乘原则，要使得误差平方和最小，则目标函数如下： ； 式中，、、是已知地面点坐标，、、是未知数，将、、视为自变量，对其求导，即可得到平面方程系数、、、的值； S8、存储量计算，在对大面积无规则的煤堆进行盘点时，利用微积分原理将大面积的煤堆按确定的步长分割为若干个小煤堆，再测量出各个小煤堆的各自高度，即可求出各小煤堆体积，再将各小煤堆的体积求和，完成整个煤堆体积的测量，再采用质量公式计算每个区域的煤堆质量，最后进行求和得到煤仓中的存煤量。

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