金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (7): 298-.
贾晓彤1 赵 岩2 王 奭1
JIA Xiatong1 ZHAO Yan2 WANG Shi1
摘要: 现有方法在处理隧道衬砌裂缝、渗水等小目标类别时精度不足,且难以有效提取不同尺度下的空间特 征信息。提出了一种基于动态平衡和多尺度融合的隧道点云语义分割方法,旨在解决隧道点云数据中类别分布不均 衡和几何特征多尺度变化的问题。首先提出多尺度特征融合模块,通过并行卷积分支提取不同感受野下的局部—全 局特征,并利用注意力机制自适应融合多尺度特征。其次,设计了动态平衡损失函数,根据类别样本数量和分割难度 自适应调整各类别权重,缓解类别不平衡问题。在自建隧道点云数据集上的试验表明:相对于PointNet++、CNN、GNN 和Transformer等多种语义分割方法,所提方法在交并比(Intersection over Union,IoU)指标上最大提高了4.3个百分 点,达到96.8%,在关键小目标类别如裂缝和渗水上的IoU分别提升了6.2个百分点和9.8个百分点,分别达到 98.5%和95.3%。对于面积小于0.1 m2的缺陷目标,检测准确率高达98%。相应地,该方法F1-score分别达到0.92 和0.89,明显优于其他方法。该方法为隧道结构病害智能检测提供了新的技术方案,对于确保隧道运营安全具有重 要意义。
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