A Rotation-Matrix-Based Point Cloud Correction Method for Complex Pavement Surface Textures

doi:10.3390/coatings16070849

A Rotation-Matrix-Based Point Cloud Correction Method for Complex Pavement Surface Textures

2026-09-19

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DOI：10.3390/coatings16070849

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准确重构复杂路面表面纹理对于可靠的纹理特征表征和抗滑性能评价至关重要。本研究提出了一种基于四元数旋转矩阵的三维点云校正方法，用于消除由路面坡度和扫描设备初始姿态引起的点云倾斜和位移。建立了一个统一的空間旋轉模型，使点云法向量与Z轴对齐，同时保留点之间的几何关系。该方法首先使用具有规则尖锐纹理的路面模型进行验证，然后应用于包含裂缝、松散和车辙的损坏路面。结果表明，所提出的方法能更准确地重构原始高程特征，并有效避免传统轮廓拟合校正方法带来的峰谷钝化和纹理平滑问题。与常规方法相比，平均纹理深度（MTD）的平均误差降低了48.3%，而最大纹理高差（Δh）的误差保持在39.9%以内。统计分析表明，观测到的差异主要源于校正策略而非测量不确定性。该方法提高了路面纹理重构和纹理参数计算的准确性，为路面评价和数字路面建模提供了参考。

Keyword:

pavement skid resistance

point cloud coordinate correction

texture parameters

quaternion rotation matrix

A Rotation-Matrix-Based Point Cloud Correction Method for Complex Pavement Surface Textures

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