基于密度聚类和圆外切线斜率拟合的埋地排水管道声呐点云去噪技术

来源：计量学报杂志2023年第2期北京时间：

作者：吴俊豪,李琛,王蓉,刘文黎,周星宇

单位：华中科技大学土木工程与力学学院,湖北 武汉 430074

摘要：针对环扫声呐扫描结果受到排水管道内混合水声的影响问题,提出一种声呐扫描点云数据去噪的方法:在环扫声呐扫描得到的三维点云数据基础上,通过密度聚类优化算法,去除点云数据中的噪声,然后采用类圆外切线斜率拟合的方式,识别出管道内壁界限和淤泥淤积线,最终得出包含排水管道内壁界限和淤积线特征的模型。为验证有效性,以武汉市某排水管道为例进行分析,基于现场采集的98万个点云坐标进行数据去噪和特征提取,结果表明:采用密度聚类优化算法进行点云数据初筛后,通过圆外切线斜率拟合算法能有效识别出排水管道内壁界限和淤积线,拟合半径均方误差0.0071m,相较于单一密度聚类算法拟合精度更高,去噪效果更好。

关键词：计量学; 声呐扫描; 点云数据; 去噪; 排水管道; 密度聚类; 类圆拟合; 管道特征拟合