基于探地雷达的地下管线机器人巡检与施工勘测
图像与视频处理
2022-04-21 v2 计算机视觉与模式识别
摘要
探地雷达（GPR）是一种非常有用的无损评估（NDE）设备，用于在施工挖掘与沟槽作业前定位与绘制地下资产。本文提出一种新型机器人系统，以自动化GPR数据收集过程，定位地下管线，解释并重建地下物体以实现更好的可视化，使普通非专业用户也能理解勘测结果。该系统由三个模块组成：1）全向机器人数据收集平台，搭载RGB-D相机与惯性测量单元（IMU）及GPR天线，执行自动GPR数据收集，并在每个采样步长为GPR测量标注视觉定位信息；2）基于学习的偏移模块，将原始GPR B扫描图像解释为物体的2D横截面模型；3）3D重建模块，即GPRNet，生成以精细3D点云表示的地下管线模型。在具有不同不完整性与噪声的合成数据与现场GPR原始数据上进行了对比研究。实验结果表明，我们提出的方法在平均交并比（IoU）上的GPR成像精度比传统反投影（BP）偏移方法高30.0%，在点云模型重建方面比基线方法的倒角距离（CD）损失小6.9%-7.2%。基于GPR的机器人巡检为土木工程师在施工前检测与勘测地下管线提供了有效工具。
引用
@article{arxiv.2106.01907,
title = {Robotic Inspection of Underground Utilities for Construction Survey Using a Ground Penetrating Radar},
author = {Jinglun Feng and Liang Yang and Ejup Hoxha and Jiang Biao and Jizhong Xiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.01907},
year = {2022}
}