基于声呐点云的桥梁水下桩基轴线提取与倾斜检测

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作者 刘宁 张杰武 +1 位作者 严靖 朱彦洁 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期23-29,共7页

水下构筑物所处深水、浑水区域,其可达性较差,检测难度较大。为评估桥梁水下基础的稳定性并促进检测技术发展,基于水下声呐点云数据,提出了一种水下桩基轴线提取与倾斜度自动检测的方法。采用主成分分析法(PCA)确定桩基点云切片的法向量... 水下构筑物所处深水、浑水区域,其可达性较差,检测难度较大。为评估桥梁水下基础的稳定性并促进检测技术发展,基于水下声呐点云数据,提出了一种水下桩基轴线提取与倾斜度自动检测的方法。采用主成分分析法(PCA)确定桩基点云切片的法向量;再结合投影与几何分析提取桩基轴线特征点的空间坐标;随后利用RANSAC算法拟合水下桩基轴线,进而计算桩基倾斜度;通过数值模拟生成水下桩基点云模型验证方法的有效性。研究结果表明:桩基倾角计算值与真值的绝对误差均值为0.031°,表明该方法能准确从点云中提取桩基倾角,具备较好的工程应用价值;基于三维声呐测量系统获取某两座长江大桥水下群桩三维点云数据,利用该方法实现了实桥水下桩基变形检测。 展开更多

关键词 桥梁工程 水下检测 三维声呐 点云 桩基轴线 倾斜度

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基于PCA和欧式聚类的埋地排水管道声呐点云去噪技术

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作者 王寒涛 陈思宇 +2 位作者 孙红亮 商放泽 周达 《物探化探计算技术》 2026年第1期29-35,共7页

随着城市化进程的推进,地下排水管道满水运行现象日益增多,传统检测手段难以适应满水环境中的管道健康评估。声呐检测技术为高水位和满水排水管道的健康评估提供了新的解决方案,但其生成的点云数据常伴随噪声。笔者提出了一种基于PCA和... 随着城市化进程的推进,地下排水管道满水运行现象日益增多,传统检测手段难以适应满水环境中的管道健康评估。声呐检测技术为高水位和满水排水管道的健康评估提供了新的解决方案,但其生成的点云数据常伴随噪声。笔者提出了一种基于PCA和自适应欧式聚类的点云去噪方法。首先利用PCA识别并拟合管道内壁的主成分,随后通过自适应欧式聚类去除噪声并提取沉积线,保留了管道的关键结构特征。通过东莞市排水管道的实地应用验证,结果表明该方法能够有效提升声呐点云数据的质量,准确提取管道壁与沉积线,满足工程需求。 展开更多

关键词 排水管道 声呐点云 PCA 自适应欧式聚类 去噪 沉积检测

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两种声呐系统应用于沉井测量的对比分析 被引量：1

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作者 王嘉伟 尤相骏 +2 位作者 杨朝禹 王张江尧 沈蔚 《测绘通报》 北大核心 2025年第1期175-179,共5页

现代城市重大工程勘测和地下排水管网调查中,大型污水沉井测量是一项重要且有困难的工作。传统的蛙人下井探摸方式,因其危险系数高、测量误差较大而逐渐被高精度声呐探测系统代替。为实现高精度、高效率的大型污水沉井测量,本文开发了... 现代城市重大工程勘测和地下排水管网调查中,大型污水沉井测量是一项重要且有困难的工作。传统的蛙人下井探摸方式,因其危险系数高、测量误差较大而逐渐被高精度声呐探测系统代替。为实现高精度、高效率的大型污水沉井测量,本文开发了一套多波束声呐沉井测量系统,并将其与双轴扫描声呐测量系统从多个角度对比分析。试验结果表明,多波束声呐测量系统重量轻、体积小、精度高、外业测量效率高、获得点云密度高,能够快速获取蓄水沉井的井室和进出水口三维形态。随着技术的进步,声呐测量系统将成为管道、沉井、空洞区等城市地下蓄水空间测量的有效工具。 展开更多

关键词 沉井测量 多波束声呐 双轴扫描声呐 三维点云 精度 效率

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基于声纳点云的坝前淤积曲面三维重建 被引量：1

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作者 郭彪 钟鸣 +3 位作者 陈英 王偲 李兆明 孙红亮 《物探化探计算技术》 2025年第6期906-912,共7页

泥沙淤积可能会导致大坝水容量减少、大坝结构受到威胁等问题,因此,开发有效的监测方法可以及早发现和解决问题,确保大坝的安全性和可持续运营。基于此,笔者提出了一种有效的坝前泥沙淤积监测方法,通过二维声纳扫描坝前水下淤泥情况,以... 泥沙淤积可能会导致大坝水容量减少、大坝结构受到威胁等问题,因此,开发有效的监测方法可以及早发现和解决问题,确保大坝的安全性和可持续运营。基于此,笔者提出了一种有效的坝前泥沙淤积监测方法,通过二维声纳扫描坝前水下淤泥情况,以扫描的水下结构的实测数据为基础,经数据解析、数据滤波(Statistical Removal)等处理过程,利用分段二次插值法和B样条曲面插值法(B-spline Interpolation)将扫描数据绘制成坝前水下泥沙淤积的三维点云曲面。通过该三维点云曲面,计算出水下淤积到扫描声纳的距离,可以反映水下淤积到扫描声纳的距离,从而监测淤积是否影响大坝正常运行。通过游泳池模拟数据和水电站坝前实际数据验证本方法的有效性,为大坝实时监测提供了一种新的解决方案。 展开更多

关键词 二维声纳 点云 插值 泥沙淤积 实时监测

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涉水桥梁水下防船撞钢套箱的空洞病害检测

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作者 刘成才 谢晓旺 +3 位作者 胡健 张伊青 严靖 朱彦洁 《测绘通报》 北大核心 2025年第11期118-123,共6页

由于深水和浑水区的可达性较差,传统水下检测方法(如人工潜水和水下摄像)难以有效检测水下钢结构的腐蚀空洞缺陷。为推动桥梁水下检测技术的发展,本文基于三维声呐点云模型,提出了一种水下防船撞钢套箱腐蚀空洞损伤的自动化检测方法。... 由于深水和浑水区的可达性较差,传统水下检测方法(如人工潜水和水下摄像)难以有效检测水下钢结构的腐蚀空洞缺陷。为推动桥梁水下检测技术的发展,本文基于三维声呐点云模型,提出了一种水下防船撞钢套箱腐蚀空洞损伤的自动化检测方法。首先通过融合点云第二近邻间距统计特征与Alpha Shape算法,构建一种自适应Alpha Shape点云边缘检测模型;然后采用多边形拆分法,从识别的边缘点云中分割出空洞单体;最后完成水下钢套箱结构腐蚀空洞的自动化识别与几何参数量化。本文方法通过水下测量试验的验证,方法的空洞面积评估精度均值达到76.2%,并成功应用于某长江大桥主墩的水下薄壁钢套箱检测,测得水下空洞损伤总面积为0.542 m 2。本文研究为水下基础设施的数字化智能检测提供了新的技术路径与方法论参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 水下钢板腐蚀检测 声呐点云 点云边缘检测 空洞分割

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基于超体素划分的三维声呐点云数据滤波方法比较

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作者 甘淏柽 张帆 +3 位作者 贺正军 孙爱国 熊荣军 吴云龙 《城市勘测》 2025年第1期51-58,共8页

三维声呐点云数据的滤波效果直接影响点云重建的精度。针对测深数据滤波方法在三维声呐点云数据适用性不足的现状,开展了基于超体素划分的三维声呐点云数据滤波方法研究。利用超体素聚类划分方法构建点云块趋势面,给出顾及三维方向偏差... 三维声呐点云数据的滤波效果直接影响点云重建的精度。针对测深数据滤波方法在三维声呐点云数据适用性不足的现状,开展了基于超体素划分的三维声呐点云数据滤波方法研究。利用超体素聚类划分方法构建点云块趋势面,给出顾及三维方向偏差的检测数据构建策略,并对三种滤波效果进行了定量分析。计算结果显示,Dixon滤波和Grubbs滤波的总误差分别为2.22%和3.04%,总误差较小且接近,Dixon滤波可以更好地保留水下结构物、底层地面点等位置的特征信息,Grubbs滤波对于近地噪点的过滤效果优于Dixon滤波。3σ滤波总误差为5.84%,较前两种滤波总误差较大,在水下结构物、近地点等区域易出现过滤波和欠滤波的问题,滤波效果较差。 展开更多

关键词 三维声呐点云数据 超体素 滤波方法比较

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一种水下桩基三维点云的分割和滤波方法

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作者 谢伟华 胡皓 +2 位作者 卢文龙 劳文欣 尹铁男 《海洋测绘》 北大核心 2025年第1期53-56,61,共5页

海上风电机组水下桩基长期承受各种荷载和高水流作用,需要有效监测桩基水下部分变形。针对这一需求,给出一种基于三维成像声纳数据的水下桩基三维点云的分割和滤波方法。首先,采用CSF算法、SMRF及欧氏聚类算法进行点云分割,有效提取桩... 海上风电机组水下桩基长期承受各种荷载和高水流作用,需要有效监测桩基水下部分变形。针对这一需求,给出一种基于三维成像声纳数据的水下桩基三维点云的分割和滤波方法。首先,采用CSF算法、SMRF及欧氏聚类算法进行点云分割,有效提取桩基点云。然后对点云进行格网降采样处理,并使用RANSAC算法建立桩基点云几何模型,从而获取几何参数;最后,采用移动立方体算法重建三维模型以检测桩基异常。实验结果显示,本文方法能从海量点云中有效提取桩基模型,实现桩基三维模型的几何参数计算、重建和评估,为水下桩基检测提供了一种有效的解决方案。 展开更多

关键词 水下桩基检测 三维成像声纳 点云滤波 点云三维建模 RANSAC算法 移动立方体算法

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集成多波束声呐的沉井三维扫描系统设计与实践

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作者 王嘉伟 尤相骏 +2 位作者 杨朝禹 王张江尧 沈蔚 《地理空间信息》 2025年第5期98-101,共4页

针对现有的沉井下潜人工探测危险性高、测量误差较大等问题,设计了一种集成多波束测深声呐、角度传感器、机械旋转装置等设备的沉井三维扫描系统,实现了高效准确的大型沉井三维测量;并利用法线估计和匹配重构算法解决了外业测量产生的... 针对现有的沉井下潜人工探测危险性高、测量误差较大等问题,设计了一种集成多波束测深声呐、角度传感器、机械旋转装置等设备的沉井三维扫描系统,实现了高效准确的大型沉井三维测量;并利用法线估计和匹配重构算法解决了外业测量产生的井壁点云不重合问题。工程应用表明,该系统稳定可靠,可快速准确获取沉井内部三维形态和进出水口的位置尺寸,对方形或圆形结构沉井的测量均取得了较高的精度,可为相关的城市基建施工提供准确的决策依据。 展开更多

关键词 沉井探测 多波束声呐 三维扫描系统 点云处理 工程应用

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基于XGBoost算法的多波束声呐数据海缆自动识别

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作者 单晓晖 季洋阳 +1 位作者 禹杨华 顾晟 《海洋技术学报》 2025年第2期45-53,共9页

海上风电场海底电缆的全面探测,对于海上风电场后续的生产和维护至关重要。现阶段的海底电缆识别需要检测人员根据多波束数据的影像特征手动判断,效率低且主观性强。为此,本文基于极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)算法... 海上风电场海底电缆的全面探测,对于海上风电场后续的生产和维护至关重要。现阶段的海底电缆识别需要检测人员根据多波束数据的影像特征手动判断,效率低且主观性强。为此,本文基于极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)算法,提出了一套适用于多波束点云数据的海缆自动识别方法。首先计算多波束点云数据的几何特征;之后建立XGBoost分类模型,将几何特征为参数输入模型进行训练;最后将所需探测工区的多波束声呐数据输入训练好的模型,从而实现海缆的自动识别。将本文方法应用于某海上风电场实际工区的海缆探测之中,结果表明:XGBoost算法对于多波束数据裸露海缆识别具有较高的准确性,可以极大地节约人工检测成本。 展开更多

关键词 海缆识别 多波束声呐 点云数据 机器学习 XGBoost算法

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基于机器学习的城镇满水排水管网三维模型重建技术

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作者 封小宇 朱洁明 +1 位作者 胡臻臻 张人航 《智能物联技术》 2025年第1期120-124,共5页

针对城镇满水排水管网的三维模型重建问题,提出一种基于声呐点云数据的高精度建模方法。首先,预处理原始点云数据,包括去噪、补全和优化,并引入PointMixup技术实现数据增强,以提升模型训练的健壮性和泛化能力;其次,采用基于梯度分析的... 针对城镇满水排水管网的三维模型重建问题,提出一种基于声呐点云数据的高精度建模方法。首先,预处理原始点云数据,包括去噪、补全和优化,并引入PointMixup技术实现数据增强,以提升模型训练的健壮性和泛化能力;其次,采用基于梯度分析的权重分配法与随机森林模型结合对满水排水管道进行形状拟合,以准确还原管道几何特征;最后,通过提取多分辨率信息,结合Poisson重建技术,在拟合管道形状和原始点云数据的双重约束下,生成细节丰富的三维排水管网模型。以实测水下机器人搭载断面声呐获取的点云数据为实验对象,验证了所提方法的有效性。实验结果表明,该方法能够完整提取管道内部沉积物和水面特征信息,精准重建管道三维结构,同时清晰展示管道的功能性缺陷,具有较高的工程应用价值。 展开更多

关键词 声呐点云数据 机器学习 城镇排水管网 点云分类 规则化处理 三维重建

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基于三维声纳点云的水下沉井地形探测技术 被引量：4

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作者 马鑫程 张旭东 贾旭 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第6期44-48,共5页

为了解决水下沉井地形监测难题,给出了一种基于三维扫描声纳的地形监测方法以及地形点云的高精度快速处理方法。首先,结合沉井特点,给出了一种悬挂式三维扫描声纳扫描沉井水下地形方法;然后,结合沉井形状及点云特点,给出由降采样点云抽... 为了解决水下沉井地形监测难题,给出了一种基于三维扫描声纳的地形监测方法以及地形点云的高精度快速处理方法。首先,结合沉井特点,给出了一种悬挂式三维扫描声纳扫描沉井水下地形方法;然后,结合沉井形状及点云特点,给出由降采样点云抽稀法、基于欧式距离的区域自生长算法的点云去噪方法和基于K-means++聚类算法的沉井水下地形分割方法等组成的水下地形点云处理方法,实现了基于声纳点云的地形点云快速获取及水下地形恢复。实验结果表明,该方法可有效用于沉井水下地形探测。 展开更多

关键词 水下沉井地形探测 三维声纳点云 点云分割 区域生长 K-means++

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三维声呐在水下沉船姿态探测中的应用 被引量：19

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作者 隋海琛 《水道港口》 2016年第5期569-572,共4页

研究采用多波束测深声呐与三维扫描声呐相结合,获取水下沉船姿态数据及附近海底地形点云数据的方法。通过实例阐述数据采集、数据处理过程的关键因素,并采用环境光遮蔽算法对点云数据进行了可视化渲染。结果表明,该种方式点云数据完整... 研究采用多波束测深声呐与三维扫描声呐相结合,获取水下沉船姿态数据及附近海底地形点云数据的方法。通过实例阐述数据采集、数据处理过程的关键因素,并采用环境光遮蔽算法对点云数据进行了可视化渲染。结果表明,该种方式点云数据完整、沉船细节清晰,可为沉船清理作业中的风险评估和决策制定提供关键的技术支持。 展开更多

关键词 沉船姿态探测 多波束测深 三维扫描声呐 点云数据 环境光遮蔽算法

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基于法线微分的3维声呐点云自适应简化方法

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作者 汪洋 金卓恒 +1 位作者 陈德山 吴兵 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期258-269,共12页

在不损失原始点云数据质量的前提下,大幅约简点云数据量是减少存储空间、降低后期计算强度的重要预处理步骤。针对这一需求,提出了针对水下3维声呐点云数据的自适应简化方法。首先,定义法线微分算子来识别点云中几何尺度的骤变,从而实... 在不损失原始点云数据质量的前提下,大幅约简点云数据量是减少存储空间、降低后期计算强度的重要预处理步骤。针对这一需求,提出了针对水下3维声呐点云数据的自适应简化方法。首先,定义法线微分算子来识别点云中几何尺度的骤变,从而实现原始点云中边界部分点云和主体部分点云的分割。其次,对于点云的边界部分,应用移动最小二乘法来对边界点进行优化,降低噪点的影响,并保持其曲面的几何一致性;基于体素栅格结构,在边界上使用八叉树进行降采样,并在此基础上实施局部最远点采样,在实现均匀简化的同时保证已简化点云的边界部分具有各向同性,有效保留边界部分点云的几何特征信息。再次,对于点云的主体部分,为保持简化后点云整体的各向同性,使用体素中心采样法来减少数据量。然后,通过高斯滤波平滑点云表面,最后,整合简化后的边界点云和主体点云,得到简化结果。实验结果表明,提出的简化方法计算成本低、处理速度快,在与现行典型算法保持一致简化率的情况下,对水下点云数据的简化速度提高了约32%。另外,通过表面密度对比与几何失真分析,证明了提出方法对水下3维点云边界点及整体分布的优化作用。综上,此方法能提高水下作业目标探测效率,得到保留重要几何特征信息并具有各向同性的水下任务目标点云简化结果。 展开更多

关键词 水下点云 3维声呐 点云简化 法线微分 体素栅格

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基于Ransac算法的多波束点云人工鱼礁提取方法 被引量：2

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作者 沈蔚 廖德亮 +3 位作者 卢泉水 杨智松 崔晓冬 林军 《渔业现代化》 CSCD 2023年第1期64-70,共7页

投放人工鱼礁作为海洋牧场建设的重要环节,其投放质量评估工作日益受到重视。为实现大范围的人工鱼礁三维信息的自动识别与提取,提升人工鱼礁量化评估的质量,提出了一种基于Ransac算法的多波束点云人工鱼礁提取方法。该方法首先利用多... 投放人工鱼礁作为海洋牧场建设的重要环节,其投放质量评估工作日益受到重视。为实现大范围的人工鱼礁三维信息的自动识别与提取,提升人工鱼礁量化评估的质量,提出了一种基于Ransac算法的多波束点云人工鱼礁提取方法。该方法首先利用多波束声呐获取点云,在对点云进行分割、去噪等预处理后,利用Ransac算法将点云分为内外点集,内点集近似拟合为海底平面,外点集为人工鱼礁。在浙江嵊泗马鞍列岛某礁区进行了相关试验,实现了整体和单体鱼礁的提取,提取正确度达94.79%,完整度达91%,能够较好地提取鱼礁的三维形态、位置、尺寸、高度、空方等信息。研究表明,本方法可以大范围地应用于各型人工鱼礁目标投放效果的量化评估。 展开更多

关键词 人工鱼礁提取 点云 RANSAC算法 评估 多波束声呐

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基于局部异常因子算法的三维声纳单帧重建研究 被引量：8

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作者 曾腾 张春华 王朋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期552-558,共7页

海洋环境的复杂性会使三维声纳获取到的点云中存在异常点,从而影响点云的后期处理和可视化。将获取到的声纳数据依次进行三维波束成像、最大值滤波和坐标系转换,进而得到原始点云。提出将局部异常因子(LOF)算法应用到点云去噪、剔除干... 海洋环境的复杂性会使三维声纳获取到的点云中存在异常点,从而影响点云的后期处理和可视化。将获取到的声纳数据依次进行三维波束成像、最大值滤波和坐标系转换,进而得到原始点云。提出将局部异常因子(LOF)算法应用到点云去噪、剔除干扰的异常点,并用一种改进三角网生长方法进行单帧重建。改进三角网生长法简化了三角网生成中关键的“第三点”搜寻过程,通过实际数据处理分析得知:相比于传统阈值去噪方式,基于LOF算法的去噪方式能够在保持目标真实轮廓的前提下有效剔除非目标点;经过所提去噪方式的声纳数据能够得到更贴合实际目标轮廓的三维重建结果。 展开更多

关键词 三维声纳 点云 局部异常因子算法 三角网 去噪 单帧重建

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顾及水平方向偏差的三维声呐点云数据分区滤波方法 被引量：5

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作者 贺正军 吴云龙 +3 位作者 李邵波 张绍成 李厚朴 边少锋 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1639-1649,共11页

三维声呐测量受到水下复杂环境干扰,通常存在较多噪点,需要进行精细滤波处理,才能应用于水下场景。针对现有算法的不足,从降低数据复杂度、局部特征分析和分块滤波等方面,建立了一套适用于三维声呐点云数据预处理方法。首先,针对不同区... 三维声呐测量受到水下复杂环境干扰,通常存在较多噪点,需要进行精细滤波处理,才能应用于水下场景。针对现有算法的不足,从降低数据复杂度、局部特征分析和分块滤波等方面,建立了一套适用于三维声呐点云数据预处理方法。首先,针对不同区域点云在法向量、空间距离和回波强度的差异性,基于超体素聚类法实现水下复杂点云分块;然后,对点云块建立局部坐标系并进行趋势面拟合;最后,构建多维度点云误差检测数据,依据地形复杂度将点云块划分为三类区域,并采用Grubbs检验作为判定准则,实现分区域自适应阈值去噪。计算结果表明,所提综合滤波方法对于水平和垂直方向的点云数据均有较好的精度,平均总体精度达99.3%,平均Kappa系数达0.906,能够有效应用于水下复杂区域的三维声呐点云数据滤波处理。 展开更多

关键词 三维声呐 点云滤波 超体素 整体最小二乘 自适应阈值

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基于最小割优化算法的桥梁群桩声呐点云提取方法 被引量：5

17

作者 朱彦洁 张帅辉 +1 位作者 熊文 张劲泉 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期382-392,共11页

桥梁水下基础对于涉水桥梁结构的安全至关重要,获取水下基础完整形态是非接触数字检测结构表观损伤和判断安全状况的重要前提。与桥梁上部结构不同,当前获取水下结构形态的手段单一,基于水下三维数据的桥梁下部结构损伤识别评估研究仍... 桥梁水下基础对于涉水桥梁结构的安全至关重要,获取水下基础完整形态是非接触数字检测结构表观损伤和判断安全状况的重要前提。与桥梁上部结构不同,当前获取水下结构形态的手段单一,基于水下三维数据的桥梁下部结构损伤识别评估研究仍为起步阶段,多为针对水下图像的二维识别评估和面向水下三维结构数字模型的定性评判。为了解决这一问题,提出了一种面向桥梁水下三维声呐点云的水下群桩空间形态提取方法。该方法基于点云最小割算法,针对水下复杂环境群桩声呐点云稀疏性与结构相似性特征,引入迁移学习思想,定义源桩基与目标桩基,并提出源桩基到目标桩基参数迁移方法,迁移参数包括先验点与共享参数;进而,提出基于圆环边界拟合方法,最终实现对复杂水下环境中桥梁桩基点云的完整提取。该方法的可行性与适用性在芜湖长江大桥水下桩基提取中得到验证。结果表明:桩基提取精度可达0.725,召回率和F_(1)值分别为0.974和0.835,表明所提方法可有效稳定地分割提取桩基,并较好保留了桩基边缘的完整性,可为后续桩基表观损伤的识别及量化提供精准数据支持。 展开更多

关键词 桥梁工程 水下群桩提取方法 最小分割算法 桥梁水下基础 三维声呐点云

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水工建筑物水下三维检测精确定位分析 被引量：4

18

作者 王萧寒 王俊刚 卢军民 《水运工程》 北大核心 2021年第10期85-89,共5页

在复杂海况下,对水下的水工建筑物进行三维检测精确定位分析,目前有多种设备可选择。但检测的可靠性和精度需要进一步分析和验证。为此,结合广东揭阳石化原油码头工程,采用多波束测深仪系统和水下三维实时3D声呐系统,以点云数据建模,将... 在复杂海况下,对水下的水工建筑物进行三维检测精确定位分析,目前有多种设备可选择。但检测的可靠性和精度需要进一步分析和验证。为此,结合广东揭阳石化原油码头工程,采用多波束测深仪系统和水下三维实时3D声呐系统,以点云数据建模,将2种系统采集的数据融合处理,可对建筑物的坐标和高程进行精确分析。其中,多波束测深仪系统可用于水下建筑物绝对坐标的测量,而实时3D声呐系统可取得目标物精确的模型图像,2种数据融合处理后,即可用可视化的方法对目标物的位置和状态进行准确分析。该方法可用于港口和码头维护以及水下建筑物检测,为老码头的改造、修复提出有效的检测定位方法和可视工具。 展开更多

关键词 3D声呐系统 点云数据 多波束测深仪系统 数据融合 精准定位

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基于特征点匹配的排水管道声点云模型配准算法 被引量：1

19

作者 张体浪 徐晓龙 +6 位作者 杨亚峻 许俊松 宋柯 黄英 李志伟 黄俊凯 江雅馨 《计算机测量与控制》 2024年第5期215-223,共9页

三维重建技术逐渐成为获取全面、完备、准确的排水管道信息的关键手段;而实际检测受到管道堵塞等工况与管道检测规程等因素限制,造成所获得的管道声呐点云模型会出现位姿不同、部分重叠或空缺等情况,需要通过配准获取完整管道模型;同时... 三维重建技术逐渐成为获取全面、完备、准确的排水管道信息的关键手段;而实际检测受到管道堵塞等工况与管道检测规程等因素限制,造成所获得的管道声呐点云模型会出现位姿不同、部分重叠或空缺等情况,需要通过配准获取完整管道模型;同时,传统ICP算法针对管道模型存在效率低、精度差的问题;因此,文章提出基于特征点匹配的粗配准与改进的ICP精细配准相结合的点云配准算法;首先,利用ISS特征点检测法检测出模型特征点,通过FPFH对特征点进行进一步的描述;其次,采用RANSAC算法筛选出正确特征匹配点集,利用四元数法解算出初始变换参数完成粗配准;最后,在粗配准基础上,通过改进最近对应点查询的ICP算法完成精细配准;实验结果表明了该文算法的可行性与优越性,能为后续排水管道缺陷检测提供高完备、全面、准确的点云模型。 展开更多

关键词 声呐点云 点云配准 特征匹配 随机采样一致性 迭代最近点

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基于全向声呐的引水隧洞点云模型去噪方法研究 被引量：1

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作者 宋轲 张学武 +2 位作者 张卓 徐晓龙 王吉松 《计算机测量与控制》 2023年第1期140-146,共7页

三维重建技术逐渐成为引水隧洞运营期安全检测的关键手段;而受隧洞特殊水文环境噪声、数据采集设备噪声以及载体运动噪声等影响,采集的点云数据不可避免的会遭受到噪声干扰,导致有用信息缺乏,不利于三维重建的进行;因此,文章提出了基于... 三维重建技术逐渐成为引水隧洞运营期安全检测的关键手段;而受隧洞特殊水文环境噪声、数据采集设备噪声以及载体运动噪声等影响,采集的点云数据不可避免的会遭受到噪声干扰,导致有用信息缺乏,不利于三维重建的进行;因此,文章提出了基于声呐数据特征点的点云去噪算法,实现隧洞点云数据的去噪;首先,该文依据引水隧洞声呐点云数据的特点,定义视觉距离和视角向量特征参数;其次,通过耦合视角向量与点云法向量估计点云漂移向量,并使用核函数方法估计视角距离参数的概率密度分布从而计算漂移距离;最后,采用漂移算法在保持点云模型特征的同时实现噪声的滤波;实验结果表明,文章提出的算法在去除隧洞点云模型数据噪声的同时能很好的保持引水隧洞模型的细节特征,为后续隧洞病害的检测提供高精度点云数据模型。 展开更多

关键词 声呐点云 点云去噪 点云法向量 视角距离 漂移算法

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