基于五点双曲线A扫描特征与埋深信息融合的市政管道直径识别方法

《Applied Sciences》：Study on Pipe Diameter Identification Based on A-Scan Information on GPR Hyperbola

　　在复杂市政环境中，埋地管道的直径识别仍面临巨大挑战，因为探地雷达（GPR）回波信号通常较弱，且双曲线反射经常不完整。为解决这一问题，本研究提出了一种融合五点双曲线A扫描特征与埋深信息的管道直径识别方法。该方法首先利用Faster R-CNN定位双曲线区域并剔除冗余背景信息，随后采用HRNet检测五个关键点，包括双曲线顶点、左右衍射中点以及左右尾点，并据此提取对应的A扫描信号作为轻量级特征。接着，利用LSTM对管道埋深进行估计，并将其作为先验信息引入。最后，通过Curve-Net回归网络融合五个关键A扫描信号与埋深特征，完成管道直径回归预测。实验结果表明，该方法在测试集上取得了0.0159 m的平均绝对误差（MAE）、0.0202 m的均方根误差（RMSE）以及0.8354的R2值。在野外验证中，最大相对误差为8.50%，绝对误差仅为1.7 cm。这些结果证明，该方法能够有效提升中小口径、浅埋市政管道直径识别的精度，展现出良好的工程应用前景。