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作者：汪卫兵;李开放;赵栓峰;王渊;路正雄;李赖;郭帅;
单位：西安科技大学机械工程学院;北京大学鄂尔多斯能源研究院;
摘要：针对综采工作面刮板输送机煤流轮廓点云噪声点多、轮廓结构复杂的特性和现有的点云配准算法无法适应煤流点云的快速和高精度配准问题，来对传统迭代最近点配准算法进行了改进。引入主成分分析法对待配准点云进行轴向初始对齐，采用尺度不变特征变换算法来提取待配准点云的特征点，构建快速点特征直方图，以确保两个点云主轴不会出现反向的情况，提高了粗配准算法的效率。通过随机抽样一致性初始配准算法搜索对应点对并计算初始刚体变换矩阵，用于实现两个点云的初步配准，为后续的精配准提供良好的初始位置。在上述粗配准的基础上，利用K-D树数据结构加速对应点的查找过程，并采用点到面的最小距离方法来提高对应关系的准确性。通过随机抽样一致算法迭代剔除错误的对应点对，以增强配准的准确性。最后，根据精确的对应点对计算刚体变换矩阵，从而实现对煤流点云数据的精细配准。实验结果表明，与其他点云配准方法相比，提出的改进配准算法在刮板输送机煤流轮廓点云的匹配精度和匹配效率上得到了提高，对煤流轮廓点云的体积计算具有重大意义。
关键词：刮板输送机;;煤流轮廓点云;;点云配准;;主成分分析法;;尺度不变特征变换;;随机抽样一致算法
基金资助：陕西省重点研发计划（2024JC-YBMS-366）;; 秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目（S2023-YF-LLRH-QCYK-0297）;; 高校院所人才服务企业项目：智能化综采工作面刮板输送机异常块煤检测与破碎系统研发（23GXFW0047）
