基于全向声呐的引水隧洞点云模型去噪方法研究

来源：计算机测量与控制杂志2023年第1期北京时间：

作者：宋轲,张学武,张卓,徐晓龙,王吉松

单位：河海大学信息学部物联网工程学院

摘要：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，该文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，该文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。

关键词：声呐点云;点云去噪;点云法向量;视角距离;漂移算法