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龍圖騰網(wǎng)獲悉南昌大學(xué)申請(qǐng)的專利一種基于深度學(xué)習(xí)和多目標(biāo)特征輸入拱壩點(diǎn)云配準(zhǔn)方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN120431139B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-16發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202510933139.X，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06T7/33；該發(fā)明授權(quán)一種基于深度學(xué)習(xí)和多目標(biāo)特征輸入拱壩點(diǎn)云配準(zhǔn)方法是由李火坤;陳鵬帆;李怡靜;柳波;黃偉;鐘沛林;李玥康;范濟(jì)豪設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-07-08向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于深度學(xué)習(xí)和多目標(biāo)特征輸入拱壩點(diǎn)云配準(zhǔn)方法在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于深度學(xué)習(xí)和多目標(biāo)特征輸入拱壩點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，包括：1）對(duì)拱壩進(jìn)行測(cè)站布置，利用地面三維激光掃描儀對(duì)拱壩表面進(jìn)行掃描，獲取拱壩的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；2）構(gòu)建改進(jìn)的點(diǎn)云分割神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到拱壩點(diǎn)云的分割結(jié)果；3）設(shè)計(jì)特征提取器，提取分割出的拱壩各部件的輪廓特征；4）設(shè)計(jì)剛性變換估計(jì)網(wǎng)絡(luò)，將拱壩各部件和巖體輪廓作為輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)。本發(fā)明先通過基于PointNet++的點(diǎn)云分割網(wǎng)絡(luò)提取大壩部件，再結(jié)合拱壩環(huán)境特征，針對(duì)壩體與巖體表面差異，分別用Transformer框架和聚類平面邊界提取法獲取輪廓特征；將輪廓特征作為引導(dǎo)信息輸入配準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，用注意力機(jī)制和改進(jìn)的MLP優(yōu)化12維特征向量，最后構(gòu)建剛性配準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算變換矩陣。

本發(fā)明授權(quán)一種基于深度學(xué)習(xí)和多目標(biāo)特征輸入拱壩點(diǎn)云配準(zhǔn)方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于深度學(xué)習(xí)和多目標(biāo)特征輸入拱壩點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S1、對(duì)拱壩進(jìn)行測(cè)站布置，利用地面三維激光掃描儀對(duì)拱壩表面進(jìn)行掃描，獲取拱壩的點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 步驟S2、構(gòu)建改進(jìn)的點(diǎn)云分割神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到拱壩點(diǎn)云的分割結(jié)果； 在傳統(tǒng)PointNet++的基礎(chǔ)上加入了采樣處理和局部區(qū)域組合組成集合抽象層，通過多個(gè)集合抽象層提取出高維特征，隨后通過跳躍連接和反向插值得到最終分割結(jié)果； 步驟S3、設(shè)計(jì)特征提取器，提取分割出的拱壩各部件的輪廓特征； 所述特征提取器內(nèi)置有巖體輪廓特征提取算法，巖體輪廓特征提取算法的計(jì)算步驟如下： 步驟S31、對(duì)原始點(diǎn)云進(jìn)行下采樣并計(jì)算剩余點(diǎn)的法向量； 步驟S32、應(yīng)用區(qū)域增長(zhǎng)算法對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行初步聚類，將法向量相似的點(diǎn)歸為一類，然后通過聚類算法進(jìn)一步細(xì)化聚類結(jié)果，分離并提取出清晰的獨(dú)立平面和平面特征； 步驟S33、提取平面特征后，對(duì)點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)計(jì)算法向量，并構(gòu)建切平面，將點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集投影到切平面上，形成新的點(diǎn)集； 步驟S34、在點(diǎn)集中，選取一個(gè)參考點(diǎn)，并以點(diǎn)為原點(diǎn)，構(gòu)建局部坐標(biāo)系，局部坐標(biāo)系以方向?yàn)檩S，法向量為軸，為軸； 步驟S35、計(jì)算點(diǎn)集中其他點(diǎn)到的向量與坐標(biāo)軸的順時(shí)針夾角，對(duì)相鄰的夾角兩兩做差得到夾角集合，其中；找出集合中最大夾角，當(dāng)大于閾值時(shí)，即認(rèn)為該點(diǎn)為邊緣點(diǎn)，以此提取得到獨(dú)立平面的邊界點(diǎn)； 步驟S36、采用改進(jìn)的Transformer模型提取壩體點(diǎn)云形狀特征，改進(jìn)的Transformer模型中向量注意力機(jī)制的關(guān)系函數(shù)y i 的表達(dá)式如下： ； ； 上式中，為點(diǎn)的領(lǐng)域的集合；為目標(biāo)點(diǎn)；為鄰域內(nèi)的點(diǎn)；、、為傳統(tǒng)Transformer模型中的查詢query、鍵key、值value；、為多層感知機(jī)；表示歸一化函數(shù)；表示位置編碼；和為坐標(biāo)向量； 步驟S4、設(shè)計(jì)剛性變換估計(jì)網(wǎng)絡(luò)，將拱壩各部件和巖體輪廓作為輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)。

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