(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210748415.1 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 天津领碳能源环保科技有限责任公 司 地址 300450 天津市南 开区鞍山西道与白 堤路交口汇科大厦(万科时代中心)1- 1-2307 (72)发明人 云楠　王恺　张焜　吴成宇　陈昭　 张晓军　 (74)专利代理 机构 北京世誉鑫诚专利代理有限 公司 11368 专利代理师 刘秀珍 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 15/00(2011.01)G06T 7/11(2017.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 20/64(2022.01) (54)发明名称 一种基于三维重建和点云分割的大型堆场 体积盘点方法 (57)摘要 本发明提供的一种基于三维重建和点云分 割的大型堆场体积盘点方法包括： 使用无人机采 集目标堆场的俯视图像； 利用三维重建算法将所 述俯视图像在三维空间中生成点云P， 用于表示 真实的堆场场景； 随机选取地面上的三个点G1、 G2和G3来近似一个平面g， 并计算所述平面g的法 向量f1； 利用所述法向量f1将所述点云P中的每 个点划分为物料点； 利用所述法向量f1恢复物料 堆腰部的损失点； 采用改进的基于超像素块的密 度聚类算法过滤掉堆区域外的噪声点； 根据物料 管理划分不同堆属于的区域， 获得一组点云表示 每个物料堆； 连接所述点云中的离散点， 形成三 维曲面。 利用高效的无人机拍摄和三维重建技 术， 提高了点云获取效率。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115115778 A 2022.09.27 CN 115115778 A 1.一种基于三维重建和点云分割的大型堆场体积盘点方法， 其特征在于， 所述盘点方 法包括： 使用无人机采集目标堆场的俯视图像； 利用三维重建算法将所述俯视 图像在三维空间中生成点云P， 用于表示真实的堆场场 景； 随机选取地面上的三个点G1、 G2和G3来近似一个平面g， 并计算所述平面g的法向量f1； 利用所述法向量f1将所述点云P中的每 个点划分为物料点； 利用所述法向量f1恢复物料堆腰 部的损失点； 采用改进的基于超像素块的密度聚类算法过 滤掉堆区域外的噪声点； 根据物料 管理划分不同堆属于的区域， 获得一组点云表示每 个物料堆； 连接所述 点云中的离 散点， 形成三维曲面。 2.根据权利要求1所述的一种基于三维重建和点云分割的大型堆场体积盘点方法， 其 特征在于， 所述利用三 维重建算法将所述俯视图像在三 维空间中生成点云P， 用于表示真实 的堆场场景具体包括： 利用三维重建算法将所述俯视图像在三维空间中生成点云P＝{P1,P2,...,PM}来表示 真实的堆场 场景； 每个点Pi(i＝1,2， ...， M)由Pi＝(xi、 yi、 zi、 ri、 bi、 gi、 nxi、 nyi、 nzi)表示。 xi、 yi、 zi表示对 应点所在的空间位置， ri、 bi、 gi表示颜色信息， nxi、 nyi、 nzi表示Pi的法向量。 3.根据权利要求1所述的一种基于三维重建和点云分割的大型堆场体积盘点方法， 其 特征在于， 所述利用所述法向量f1将所述点云P中的每 个点划分为物料点具体包括： 利用所述法向量f1将所述点云P中的每个点Pi划分为物料点， 其中α 为地面过滤阈值， 地 面并非完整水平， 以一个高 阈值彻底过 滤被错分进物料点云中的地 面区域； 4.根据权利要求1所述的一种基于三维重建和点云分割的大型堆场体积盘点方法， 其 特征在于， 所述利用所述法向量f1恢复物料堆腰 部的损失点具体包括： 利用法向量恢复物料堆腰 部的损失点， 物料堆的截面近似为 三角形和/或梯形； 缺失的点位于三角形和/或梯形的侧边， 记为Sside， 每个点Pi∈Sside的法向量fi与地面上 点的法向量明显存在较大差异， 地面点的法向量fi的绝对值接近1.0， 物料堆侧边上的点的 法向量绝对值较小， 根据法向量得到一个侧边的点 集合： Sside＝{Pi∈Sground|fi＜β } 根据Scoal和Sside， 得到与物料堆区域对应的点云集 合： Starget＝Scoal∪Sside。 5.根据权利要求1所述的一种基于三维重建和点云分割的大型堆场体积盘点方法， 其 特征在于， 所述采用改进的基于超像素块的密度聚类算法过滤掉堆区域外的噪声点具体包 括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115115778 A 2将点云空间划分成超像素块： 其中， δ是决定每个块的大小的压缩率， 选择较大的压缩率来生成较大的大块， 密集块 的比例较高， 然后降低压缩率， 直到达到合理比例 λ， 删除所有的稀疏块， 过滤掉噪声点， 计 算每个物料堆的体积。 6.根据权利要求1所述的一种基于三维重建和点云分割的大型堆场体积盘点方法， 其 特征在于， 所述根据物料管理划分不同堆属于的区域， 获得一组点云表示每个物料堆具体 包括： 根据物料 管理划分不同堆属于的区域， 获得一组点云表示每 个物料堆： Srlt＝{Si rlt|i＝1,2,3， ...， Npile}， 其中， Npile为物料堆的总数， Si rlt为一个物料堆的点 集合。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115115778 A 3