【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道衬砌质量检测，具体涉及一种隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法及系统。
技术介绍
1、隧道工程是道桥市政设施及工矿企业中常见的工程种类。由于隧道涉及道桥运输及工矿生产的安全，需要对隧道的使用状况进行实时监督和安全预警。在隧道状况中，隧道衬砌是反映隧道是否正常的一个重要参数，对隧道衬砌进行检测是隧道安全的一个重要方面。目前，通常采用地质雷达(ground penetrating radar，gpr)对隧道状况进行实时检测。
2、地质雷达作为一种无损检测技术主要依靠对雷达回波信号进行处理以识别地下埋设目标。探地雷达在隧道质量检测时，可以在不损伤隧道结构的前提下得到高分辨率的地质雷达图像，同时这种检测技术对现场工作环境要求相对较低。但是雷达图像中电磁波速度值往往难以确定，使得雷达在数据采集及图像解译时产生图像分辨率不足的问题，从而制约了其推广应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，包括：
4、给定速度值，基于f-k偏移算法进行雷达图像偏移处理；
5、计算给定电磁波速度值对应的偏移后雷达图像的熵值；
6、根据速度和图像熵对应关系，建立速度-熵折线图；
7、根据速度-熵
8、优选的，当给定电磁波速的取值范围和步距时，初始电磁波速值定为0.1m/ns；电磁波速值由计算得到，其中n代表第n次循环计算的编号值，vn代表第n次循环计算的电磁波速值。
9、优选的，图像熵值中的一维扫描信号由表示，其中xij代表采样点的振幅值；xj＝t代表由采样点组成的列向量；偏移后雷达图像的最小图像熵值通过式计算，其中，x代表由采样点组成的矩阵向量；e(x)代表偏移图像的图像熵值。
10、优选的，雷达图像的速度-熵值曲线中的图像熵值越小，偏移效果越好，因此，通过对偏移后的雷达图像熵进行循环计算，将图像熵最小值对应的电磁波速值作为准确的电磁波速值。
11、优选的，图像熵值的循环次数可由计算得到；其中，vmin、vmax代表预设电磁波速的最小值和最大值；代表预设电磁波速的取值步距；n代表循环计算的总次数。
12、优选的，电磁波速值对应的最小图像熵，可在matlab软件中利用最小值函数得到；如果得到两个相同的熵值，则将较大波速值作为准确的电磁波速值。
13、第二方面，本专利技术提供一种隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算系统，包括：
14、偏移模块，用于给定速度值，基于f-k偏移算法进行雷达图像偏移处理；
15、计算模块，用于计算给定电磁波速度值对应的偏移后雷达图像的熵值；
16、构建模块，用于根据速度和图像熵对应关系，建立速度-熵折线图；
17、循环搜索模块，用于根据速度-熵折线图，通过循环搜索最小的图像熵值对应的电磁波速值，获取雷达数据中精准的电磁波速值。
18、第三方面，本专利技术提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如上所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法。
19、第四方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器相互通信，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如上所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法。
20、第五方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如上所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法的指令。
21、本专利技术有益效果：适用于钢筋和钢拱架的雷达数据的偏移处理任务，并能够快速获取准确的电磁波速值。
22、本专利技术附加方面的优点，将在下述的描述部分中更加明显的给出，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，当给定电磁波速的取值范围和步距时，初始电磁波速值定为0.1m/ns；电磁波速值由计算得到，其中n代表第n次循环计算的编号值，Vn代表第n次循环计算的电磁波速值。
3.根据权利要求1所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，图像熵值中的一维扫描信号由表示，其中xij代表采样点的振幅值；Xj＝T代表由采样点组成的列向量；偏移后雷达图像的最小图像熵值通过式计算，其中，X代表由采样点组成的矩阵向量；E(X)代表偏移图像的图像熵值。
4.根据权利要求1所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，雷达图像的速度-熵值曲线中的图像熵值越小，偏移效果越好，因此，通过对偏移后的雷达图像熵进行循环计算，将图像熵最小值对应的电磁波速值作为准确的电磁波速值。
5.根据权利要求4所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，图像熵值的循环次数可由计算得到；其中，Vmin、Vmax代表预
6.根据权利要求4所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，电磁波速值对应的最小图像熵，可在Matlab软件中利用最小值函数得到；如果得到两个相同的熵值，则将较大波速值作为准确的电磁波速值。
7.一种隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算系统，其特征在于，包括：
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器相互通信，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如权利要求1-6任一项所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如权利要求1-6任一项所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法的指令。
...【技术特征摘要】
1.一种隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，当给定电磁波速的取值范围和步距时，初始电磁波速值定为0.1m/ns；电磁波速值由计算得到，其中n代表第n次循环计算的编号值，vn代表第n次循环计算的电磁波速值。
3.根据权利要求1所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，图像熵值中的一维扫描信号由表示，其中xij代表采样点的振幅值；xj＝t代表由采样点组成的列向量；偏移后雷达图像的最小图像熵值通过式计算，其中，x代表由采样点组成的矩阵向量；e(x)代表偏移图像的图像熵值。
4.根据权利要求1所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，雷达图像的速度-熵值曲线中的图像熵值越小，偏移效果越好，因此，通过对偏移后的雷达图像熵进行循环计算，将图像熵最小值对应的电磁波速值作为准确的电磁波速值。
5.根据权利要求4所述的隧道衬砌雷达数据中电磁波速度计算方法，其特征在于，图像熵值的循环次数可由计算得到；其中，vmin、vmax代表预设电磁波速的最小值和最大值；代表预设电磁波速的取值步距；n代...
【专利技术属性】
技术研发人员：王艳辉，崔广炎，佟一博，于哲男，夏伟富，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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