一种基于三维探地雷达的隧道监测方法、系统以及存储介质技术方案

本申请涉及一种基于三维探地雷达的隧道监测方法、系统以及存储介质，涉及无损检测的领域，该方法包括获取信号信息；对信号信息进行信息处理；识别出检测数据信息中的问题参数信息和问题类别信息；对问题参数信息发生的位置进行精确定位并输出定位信息；根据所预设的问题评价数据库中所存储的问题评价结果和问题参数信息和问题类别信息进行比对以确定问题评价结果信息并输出问题评价结果信息。改善接收到的电磁波信号较为复杂，对检测图像的判读往往采用人工的方式进行，这种方式效率低下，并严重依赖于检测人员的工作经验的问题，本申请具有通过三维探地雷达系统对隧道进行检测、处理和自动化判读，提高了问题信息和定位的准确性的效果。位的准确性的效果。位的准确性的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维探地雷达的隧道监测方法、系统以及存储介质


[0001]本申请涉及无损检测的领域，尤其是涉及一种基于三维探地雷达的隧道监测方法、系统以及存储介质。

技术介绍

[0002]探地雷达是近些年发展最为迅速的地球物理工具之一，它通过向地下待测物体发射高频电磁波，对接收的回波进行相应的数据采样以及相关分析处理来确定目标物分布和性质的一种无损检测的方法。
[0003]在无损检测
，探地雷达被广泛应用于隧道的检测中，通过捕获电磁波在衬砌及围岩内的反射信号，从而实现对围岩及衬砌内部结构的判断。通常的探地雷达系统由控制系统、发射天线、接收天线、传输电缆四部分组成。发射天线根据控制系统的参数信号发射固定频率的电磁波，而接收天线依据控制系统的命令接收反射信号，通过对采集到的电磁波信号进行多步处理，便可实现对对围岩及衬砌内部结构的判断。随着探地雷达技术的进步，三维探地雷达开始被应用于隧道监测中来。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为，探地雷达的电磁波信号中包含多种杂波和噪声，使得接收到的电磁波信号较为复杂，对检测图像的判读往往采用人工的方式进行，这种方式效率低下，并严重依赖于检测人员的工作经验，尚有改进的空间。

技术实现思路

[0005]为了改善接收到的电磁波信号较为复杂，对检测图像的判读往往采用人工的方式进行，这种方式效率低下，并严重依赖于检测人员的工作经验的问题，本申请提供一种基于三维探地雷达的隧道监测方法、系统及存储介质。
[0006]第一方面，本申请提供一种基于三维探地雷达的隧道监测方法，采用如下的技术方案：一种基于三维探地雷达的隧道监测方法，包括：获取三维探地雷达上的信号信息；对信号信息进行信息处理，以获得处理后的检测数据信息；根据所预设的检测算法识别出检测数据信息中的问题参数信息和问题类别信息；根据检测算法对问题参数信息发生的位置进行精确定位并输出定位信息；根据所预设的问题评价数据库中所存储的问题评价结果和问题参数信息和问题类别信息进行比对以确定问题参数信息和问题类别信息所对应的问题评价结果，将该问题评价结果定义为问题评价结果信息并输出问题评价结果信息。
[0007]通过采用上述技术方案，通过三维探地雷达系统对隧道进行检测，并且对信号中的有效信号进行提取处理，并按照一定的算法进行自动化判读，提高了问题信息和定位的准确性。
[0008]可选的，还包括对信号信息进行信息处理方法，该方法包括：
将信号信息进行零点校正以得到校正信号信息；根据所预设的小波基信息和小波分解层数信息将校正信号信息进行小波变化以得到变换信号信息和噪音信息；判断变换信号信息中的尺寸是否大于所预设的基准值；若变换信号信息中的尺寸大于所预设的基准值，则根据变换信号信息中的尺寸和噪音信息计算出阈值信息；若变换信号信息中的尺寸小于所预设的基准值，则将阈值信息定义为0；判断变换信号信息是否大于阈值信息；若变换信号信息大于阈值信息，则根据所预设的阈值函数信息、变换信号信息和阈值信息计算出去噪后的信号，将该信号定义为去噪信号信息；若变换信号信息小于阈值信息，则将阈值函数信息定义为0并计算出去噪信号信息；获取天线上的频率信息；根据所预设的带通滤波器数据库与频率信息进行匹配分析以确定频率信息所对应的带通滤波器，将该带通滤波器定义为带通滤波器信息；使用带通滤波器信息对去噪信号信息去除频域干扰以得到去干扰信号信息；将去干扰信号信息进行补偿以得到最终信号信息。
[0009]通过采用上述技术方案，通过均值点法进行零点校正、通过小波转化去噪，通过带通滤波器去除频域干扰，最后通过补偿得到最终的信号，使得整个信号具有较高的保真度，可以有效提高电磁波信号的信噪比，保证图像识别的准确性。
[0010]可选的，检测算法包括：获取信号信息的特征信息；根据特征信息进行神经网络训练并识别出特征信息中包含的问题参数信息和候选区域信息，并将问题参数信息进行输出；根据所预设的问题类别数据库中存储的问题类别和问题参数信息进行匹配分析以确定问题参数信息所对应的问题类别信息并输出；根据候选区域信息和特征信息进行计算得到定位信息并输出。
[0011]通过采用上述技术方案，将图像通过算法进行识别得到特征图，以获取特征图的背景和问题产生的候选区域，并将识别后的特征图对识别网络进行训练，最后将特征和候选区域结合起来计算出定位和内部的参数，使得整个检测无需依靠人为经验，人为干预较少，提高了检测的自动化和准确率。
[0012]可选的，还包括检测算法的结果校验方法，该方法包括：获取实际情况下的实际定位信息、实际问题参数信息和实际问题类别信息；将实际定位信息、实际问题参数信息以及实际问题类别信息和定位信息、问题参数信息以及问题类别信息一一进行比对并进行计数以确定两者之间一致的个数、不一致的个数和漏识别的个数，将一致的个数定义为正确识别数量信息，将不一致的个数定义为错误识别数量信息，将漏识别的个数定义为漏识别数量信息；根据正确识别数量信息、错误识别数量信息和漏识别数量信息进行计算以得到识别效果信息；
判断识别效果信息是否大于所预设的基准效果信息；若识别效果信息大于基准效果信息，则直接输出定位信息、问题类别信息、问题参数信息和问题评价结果信息；若识别效果信息小于基准效果信息，则将检测算法进行优化并重新判断识别效果信息是否大于基准效果信息。
[0013]通过采用上述技术方案，通过实际情况的检验得到最后的准确率，然后根据准确率来优化算法，使得检测算法更加精确，能够高效准确地识别出问题参数，提高了算法的准确性和精确性。
[0014]可选的，还包括检测算法的优化方法，该方法包括：任意选取候选区域信息的调整范围、比例和个数进行神经网络训练以获得测试候选区域信息和测试问题参数信息；根据测试候选区域信息和特征信息进行计算得到测试定位信息；根据测试候选区域信息与问题类别数据库进行匹配分析以确定测试候选区域信息所对应的问题类别，将该问题类别定义为测试问题类别信息；将实际定位信息、实际问题参数信息以及实际问题类别信息和测试定位信息、测试问题参数信息以及测试问题类别信息一一进行比对并进行计数以确定两者之间一致的个数、不一致的个数和漏识别的个数，将一致的个数定义为测试正确识别数量信息，将不一致的个数定义为测试错误识别数量信息，将漏识别的个数定义为测试漏识别数量信息；根据测试正确识别数量信息和测试错误识别数量信息进行计算以得到测试识别效果信息；判断测试识别效果信息是否大于基准效果信息；若是，则停止调整；若否，则继续选取候选区域信息的调整范围、比例和个数进行神经网络训练。
[0015]通过采用上述技术方案，对定位、问题类别和问题参数均进行比对来得到准确率，当不足时则通过调整候选区域的范围比例和个数进行神经网络训练，最终在不断的调试过程中得到符合要求的候选区域，无需人为干预，提高了检测算法的自动化和准确率。
[0016]可选的，所述小波基为db5～db7。
[0017]通过采用上述技术方案，当小波基为db5～db7时进行数据处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维探地雷达的隧道监测方法，其特征在于，包括：获取三维探地雷达上的信号信息；对信号信息进行信息处理，以获得处理后的检测数据信息；根据所预设的检测算法识别出检测数据信息中的问题参数信息和问题类别信息；根据检测算法对问题参数信息发生的位置进行精确定位并输出定位信息；根据所预设的问题评价数据库中所存储的问题评价结果和问题参数信息和问题类别信息进行比对以确定问题参数信息和问题类别信息所对应的问题评价结果，将该问题评价结果定义为问题评价结果信息并输出问题评价结果信息。2.根据权利要求1所述的一种基于三维探地雷达的隧道监测方法，其特征在于，还包括对信号信息进行信息处理方法，该方法包括：将信号信息进行零点校正以得到校正信号信息；根据所预设的小波基信息和小波分解层数信息将校正信号信息进行小波变化以得到变换信号信息和噪音信息；判断变换信号信息中的尺寸是否大于所预设的基准值；若变换信号信息中的尺寸大于所预设的基准值，则根据变换信号信息中的尺寸和噪音信息计算出阈值信息；若变换信号信息中的尺寸小于所预设的基准值，则将阈值信息定义为0；判断变换信号信息是否大于阈值信息；若变换信号信息大于阈值信息，则根据所预设的阈值函数信息、变换信号信息和阈值信息计算出去噪后的信号，将该信号定义为去噪信号信息；若变换信号信息小于阈值信息，则将阈值函数信息定义为0并计算出去噪信号信息；获取天线上的频率信息；根据所预设的带通滤波器数据库与频率信息进行匹配分析以确定频率信息所对应的带通滤波器，将该带通滤波器定义为带通滤波器信息；使用带通滤波器信息对去噪信号信息去除频域干扰以得到去干扰信号信息；将去干扰信号信息进行补偿以得到最终信号信息。3.根据权利要求1所述的一种基于三维探地雷达的隧道监测方法，其特征在于，检测算法包括：获取信号信息的特征信息；根据特征信息进行神经网络训练并识别出特征信息中包含的问题参数信息和候选区域信息，并将问题参数信息进行输出；根据所预设的问题类别数据库中存储的问题类别和问题参数信息进行匹配分析以确定问题参数信息所对应的问题类别信息并输出；根据候选区域信息和特征信息进行计算得到定位信息并输出。4.根据权利要求3所述的一种基于三维探地雷达的隧道监测方法，其特征在于，还包括检测算法的结果校验方法，该方法包括：获取实际情况下的实际定位信息、实际问题参数信息和实际问题类别信息；将实际定位信息、实际问题参数信息以及实际问题类别信息和定位信息、问题参数信息以及问题类别信息一一进行比对并进行计数以确定两者之间一致的个数、不一致的个数
和漏识别的个数，将一致的个数定义为正确识别数量信息，将不一致的个数定义为错误识别数量信息，将漏识别的个数定义为漏识别数量信息；根据正确...

【专利技术属性】
技术研发人员：武贤龙，包小华，陈湘生，崔宏志，沈俊，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：