使用探地雷达数据进行基础结构评估和监测制造技术

本发明专利技术题为“使用探地雷达数据进行基础结构评估和监测”。提供了基础结构信息的方法和系统，该基础结构信息包括由具有移动数据处理设备的车辆携带的探地雷达(GPR)所捕获的地表下图像。计算机可读数据还包括基于车辆位置的用于地表下图像的位置信息，并且可包括GPS、图像和视频。计算机可读数据可无线地传输到远程服务器以存储在数据库中并供注册用户检索以基于所接收和存储的计算机可读数据来显示包括由GPR捕获的地表下图像的基础结构信息。基于与探地雷达捕获的地表下图像的位置相关的先前存储的基础结构信息，提供针对检测到变化的基础结构的地表下图像和位置信息并报告给服务器。

Infrastructure assessment and monitoring using GPR data

【技术实现步骤摘要】
使用探地雷达数据进行基础结构评估和监测本专利技术实施方案整体涉及通过探地雷达采集的数据。实施例方案更具体地涉及使用通过基于车辆的探地雷达获得的数据来监测和维护与道路相关的基础结构。大多数自主车辆依靠“查看”路面和周围基础结构的光学系统来定位自身。在确定自主车辆在移动期间的位置方面，光学系统比全球定位系统(GPS)装置更快且更准确。光学系统在良好的天气状况下高效工作，但是当雪覆盖了车道标线和路面或雾使参考点模糊不清的情况下，光学系统的工作具有挑战性和风险。即使在良好的天气状况下，在光学器件不工作的情况下具有独立的传感器来依靠也可为当前自主车道保持系统增加几个数量级的可靠性。美国专利号8,949,024描述了一种沿车辆轨道采集地表下区域的表面穿透雷达(SPR)图像的方法。将采集的SPR图像与先前针对至少部分地与沿车辆轨道的地表下区域重叠的地下区域所采集的SPR图像进行比较。在一些实施方案中，该比较包括图像相关过程。车辆的位置数据部分地基于先前针对第二地表下区域所采集的SPR图像的位置数据来确定。位置数据可用于沿期望路径引导车辆。地表下区域中特征的相对静态性质提供了具有优于可能受到天气状况、动态特征和时变照明的不利影响的其他基于传感器的导航系统的优点的方法。当前系统未解决的以及当前所需的是利用由车辆使用GPR/SPR获得的数据进行车辆导航之外的导航目的。如本领域所教导的，车辆的导航需要捕获地表下数据，但该数据可用于在数据为众包的情况下尚未设想到的其他目的。美国和其他地区的基础结构需要维护或更换。评价和监测为极其资源密集的。受影响很大的基础结构要么以道路的形式存在，要么位于道路下面(例如，地下公用设施)。除其他之外，相关问题的部分列表包括渗漏管道、地表下冲蚀、映射不当的传统基础结构和阻塞管道。用于水、下水道、天然气和蒸汽的渗漏管道可能导致浪费、污染和地表下冲蚀，从而造成污水沟。例如，桥梁的腐蚀可能导致结构损坏。映射不当的传统基础结构可能导致与维护或实施新的替换基础结构相关的过高成本。阻塞的管道可导致泵送的能量消耗增加或容量降低。本专利技术实施方案认为，由SPR和补充传感器(例如，GPS、成像)获得的当前设想到仅单独用于导航车辆的数据也可由其他用户汇集和利用以监测和维护或增强现有基础结构。因此，本专利技术实施方案的一个方面是提供用于获得基础结构信息的方法和系统，该基础结构信息包括由车辆携带的探地雷达(GPR)所捕获的地表下图像，其中车辆包括移动数据处理设备并将基础结构信息提供给用户(例如，基础结构管理器/维护人员)。实施方案的另一方面是计算机可读数据还包括基于车辆位置的用于地表下图像的位置信息。再一方面是位置可由GPS和/或根据地表下图像来确定。实施方案的另一方面是基础结构信息可包括图像和/或视频。实施方案的另一个方面是，包括基础结构信息的计算机可读数据可被无线地传输到远程服务器以存储在数据库中，并且供注册用户(例如，基础结构管理器/维护人员)检索，以将包括由GPR捕获的地表下图像的基础结构信息显示在显示设备上。实施方案的另一个方面是，可基于与跟地表下图像被GPR捕获并报告给服务器的位置相关的先前存储的基础结构信息的匹配，提供针对检测到变化的基础结构的地表下图像和位置信息。实施方案的一个方面是，可在远程服务器处从包括可通信地耦接到由车辆携带的探地雷达的移动数据处理设备的车辆接收基础结构信息，其中包括由探地雷达捕获的地表下图像和存储在服务器中或与服务器相关联的数据库中的地表下图像的位置信息的计算机可读数据基于车辆的位置。实施方案的另一个方面是，计算机可读数据还可包括由相机获得的图像、用于车辆的视频和GPS信息。实施方案的另一个方面是，计算机可读数据可通过作为自主车辆在道路上行驶的车辆来获得。实施方案的另一个方面是，系统包括用于存储计算机可读数据的数据库，该计算机可读数据包括由车辆携带并可通信地耦接到移动数据处理设备的探地雷达所捕获的地表下图像。实施方案的另一个方面是，系统包括：存储器，该存储器用于存储计算机可执行指令以执行向系统的注册用户呈现计算机可读数据的方法，其中该方法的步骤包括：从包括移动数据处理设备的车辆接收计算机可读数据，该计算机可读数据包括由车辆携带并可通信地耦接到移动数据处理设备的探地雷达所捕获的地表下图像，以及基于车辆的位置的地表下图像的位置信息；以及将计算机可读数据传输到远程服务器以存储在数据库中供注册用户检索，以将计算机可读数据显示在能够显示在显示设备上。实施方案的另一个方面是，由作为众包基础结构数据检索系统的一部分的车辆所提供的计算机可读数据也被检索和存储供关注地表下基础结构的状态的用户进行评估，其中数据是从使用探地雷达进行导航的车辆获得的。实施方案的有益效果包括采集可销售给城市、州和联邦机构地表和地表下数据，以便他们可调度和执行基础结构维护。实施方案应证明对市政当局以及运输和工程企业很有价值。实施方案的一个方面是，由车辆生成并发送以存储在服务器中的数据可作为服务条款提供给负责管理或维护受监测的基础结构的市政当局或联系人。提供数据的服务可以识别数据的来源。GPR数据将使基础结构管理和维护更有效且更高效。上述方面以及其他目标和优点现可按本文所述的方式来实现。配备有探地雷达的移动车辆可采集包括地表下图像以及GPS和其他定位信息(例如，图像、视频)的数据，包含位置的信息可用于精确地确定车辆的位置。集中式地图数据库可允许车辆在未绘制出路线本身的情况下使用数据来导航路线。基础结构管理器还可以分析地图和数据库，以评估路基和相关基础结构的当前状态。随时间的变化可用于监测渐进式或突发性损坏。可集中完成分析，也可在车辆上对数据进行预处理。图1示出了根据执行本专利技术的实施方案可被包括的部件的系统图。图2示出了根据实施方案的另选系统，其中车辆配备有包括GPS和成像相机的附加系统。图3示出了根据实施方案的可由车辆编译并通过通信网络提供给远程服务器以用于基础结构管理的计算机可读数据的类型的框图。图4示出了根据实施方案的用于提供基础结构信息的方法的流程图。图5示出了根据实施方案的用于向基础结构管理器提供基础结构信息的方法的流程图。图6示出了根据另一实施方案的用于向远程服务器的注册用户提供地表下基础结构信息的方法的流程图。现在可参考各种系统和方法来呈现数据处理系统的若干方面。这些系统和方法可以各种块、模块、部件、电路、步骤、过程、算法、引擎、应用程序等(其可单独地或统称为“元件”)在以下具体实施方式中描述并在附图中示出。这些元件可使用电子硬件、计算机软件或它们的任何组合来实现。此类元件被实现为硬件还是软件取决于对整个系统施加的特定应用和设计约束。以举例的方式，元件或元件的任何部分，或元件的任何组合可利用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获得基础结构信息的方法，包括：(a)通过通信网络在远程服务器处从包括移动数据处理设备的车辆接收计算机可读数据，其中所述计算机可读数据包括由所述车辆携带并可通信地耦接到所述移动数据处理设备的探地雷达所捕获的地表下图像，其中所述计算机可读数据包括基于在捕获所述地表下图像时的所述车辆的位置的所述地表下图像的位置信息；以及(b)由所述远程服务器将所述计算机可读数据存储在数据库中供所述远程服务器的注册用户检索，以将所述计算机可读数据作为基础结构信息显示在显示设备上。/n

【技术特征摘要】
20181031 US 16/1772241.一种用于获得基础结构信息的方法，包括：(a)通过通信网络在远程服务器处从包括移动数据处理设备的车辆接收计算机可读数据，其中所述计算机可读数据包括由所述车辆携带并可通信地耦接到所述移动数据处理设备的探地雷达所捕获的地表下图像，其中所述计算机可读数据包括基于在捕获所述地表下图像时的所述车辆的位置的所述地表下图像的位置信息；以及(b)由所述远程服务器将所述计算机可读数据存储在数据库中供所述远程服务器的注册用户检索，以将所述计算机可读数据作为基础结构信息显示在显示设备上。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算机可读数据还包括由相机获得的图像。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置信息还包括GPS信息。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算机可读数据还包括视频记录。


5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括在所述显示设备上显示地图，以及在所述地图上显示与所述地表下图像相关联的位置信息，所述地表下图像与向注册用户显示的基础结构信息相关联。


6.根据权利要求1所述的方法，其中基于与所述探地雷达捕获的所述地表下图像的所述位置相关的先前存储的信息，向所述注册用户提供针对检测到变化的基础结构的地表下图像和位置信息。


7.根据权利要求1所述的方法，其中向用户提供由注册用户所请求的基础结构和位置的地表下图像和位置信息。


8.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算机可读数据是由所述车辆在所述车辆作为自主车辆在道路上行驶期间获得的。


9.一种基础结构数据监测和存档系统，包括：远程服务器，所述远程服务器包括用于存储计算机可读数据的数据库，所述计算机可读数据包括由车辆携带并可通信地耦接到与所述车辆相关联的移动数据处理设备的探地雷达所捕获的地表下图像；通信硬件，所述通信硬件支持通过通信网络与所述移动数据处理设备的通信；存储器，所述存储器存储用于执行向所述系统的注册用户呈现所述计算机可读数据的方法的计算机可执行指令，所述方法包括：从包括所述移动数据处理设备的所述车辆接收计算机可读数据，所述计算机可读数据包括由所述车辆携带并可通信地耦接到所述移动数据处理设备的所述探地雷达所捕获的地表下图像，其中所述计算机可读数据包括基于在捕获所述地表下图像时...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·福勒，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：美国;US