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作者：马亮;高亮;廉博翔;张琦;蔺小虎;姜之跃;
单位：陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司;西安科技大学测绘科学与技术学院;
摘要：面对煤矿井下低照度、弱纹理、高粉尘等复杂条件，现有煤矿巷道三维建模方法存在成本高、时效性差和精度低等问题，提出了一种基于已知点约束的高精度煤矿巷道三维点云建模方法。首先，通过体素滤波器对激光雷达点云数据进行降采样，并对降采样后的激光雷达点云数据利用迭代最近点（ICP）匹配提取出局部点云地图，结合惯性测量单元（IMU）数据对点云数据进行畸变校正；其次，利用ICP配准局部点云地图和畸变校正后的点云地图，以提高前端配准的精度和效率，并在后端加入回环检测来提高煤矿巷道定位与建图精度；然后，通过附合导线控制测量获取煤矿巷道分段已知点坐标，为点云建模提供全局约束条件；最后，将已知点和激光雷达同时定位与建图（SLAM）确定的测站点进行联合平差计算，对测站点坐标进行校正，并进一步利用非线性优化方法校正全局点云地图坐标，从而提高三维点云建模精度。实验结果表明：该方法构建的煤矿巷道三维点云地图具有较好的全局一致性和几何结构真实性，在煤矿井下具有较高的定位与建图精度。
关键词：巷道建模;三维激光雷达扫描;同时定位与地图构建;SLAM;已知点约束;三维点云地图
基金资助：国家自然科学基金青年项目（42201484）; 中国博士后科学基金项目（2023MD744243）; 陕西省教育厅专项科研计划项目（23JK0544）
