基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割研究

摘要

为推动桥梁管养事业发展的数字化、智能化和精细化，保障其安全服役，提出基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割方法 .首先对桥梁结构进行倾斜摄影建模，根据模型提供的空间信息，对桥面板、桥侧、桥墩和桥底四部分分别进行无人机飞行路径精细化规划，并按照新路径执行航拍任务，进行三维重建.其次，通过实桥试验进行方法验证，根据目标分辨率确定无人机飞行高度、航向和旁向重叠率等飞行参数，编写KML文件导入无人机，经验证重建所得的桥梁三维点云模型精度达到毫米级.最后，制作点云语义分割数据集，将点云数据划分为背景、桥面板、桥墩和盖梁四类，采用轻量高效的RandLA-Net算法进行桥梁构件语义分割，结果 MIoU值为98.77%，各类别构件IoU值在95.46%以上，在桥梁点云的自动化分割上取得了良好的效果.

关键词

桥梁工程 / 三维点云 / 桥梁管养 / 自动化分割 / 无人机路径规划