用于地下对象检测的导数成像制造技术

生成用于地下的系列扫描，并且使用系列地下图像来创建导数图像。对导数图像执行一个或者多个测试，并且基于一个或者多个测试检测地下对象。传感器被配置成生成用于地下的系列扫描，并且处理器耦合到传感器并且配置成执行存储的程序指令，程序指令使处理器使用系列扫描来生成地下的系列图像、使用系列地下图像来创建导数图像、对导数图像执行一个或者多个测试并且基于一个或者多个测试检测地下对象。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

技术介绍

技术实现思路
根据各种实施例，公开内容的方法包括生成用于地下的系列扫描并且使用系列地下图像来创建导数图像。方法还包括对导数图像执行一个或者多个测试并且基于一个或者多个测试检测地下对象。根据其它实施例，公开内容的系统包括传感器，配置成生成用于地下的系列扫描；以及处理器，耦合到传感器。处理器被配置成执行存储的程序指令，程序指令使处理器使用系列扫描来生成系列地下图像、使用系列地下图像来创建导数图像、对导数图像执行一个或者多个测试并且基于一个或者多个测试检测地下对象。根据其它实施例，自动化地下障碍检测包括扫描与地面下传感器邻近的地下、使 用第一地下扫描来生成地下的图像、使用在第一扫描之后的地下扫描来更新地下图像并且计算更新的地下图像的参数的导数。该方法还包括使用参数的导数来形成导数图像、对导数图像执行一个或者多个测试并且基于一个或者多个测试生成输出，该输出指示存在与地面下传感器邻近的地下障碍。根据一些实施例，自动化地下障碍检测包括使用地上传感器来扫描地下、使用第一地下扫描来生成地下的图像并且使用在第一扫描之后的地下扫描来更新地下图像。该方法还包括计算更新的地下图像的参数的导数、使用参数的导数来形成导数图像、对导数图像执行一个或者多个测试并且基于一个或者多个测试生成输出，该输出指示存在地下障碍。在更多实施例中，自动化地下障碍检测包括使用钻孔机沿着地面下路径移动耦合到钻柱的钻头并且使用装配于钻头的传感器来扫描与钻头邻近的地下。该方法也包括使用第一地下扫描来生成地下的图像、使用在第一扫描之后的地下扫描来更新地下图像、计算更新的地下图像的参数的导数并且使用参数的导数来形成导数图像。该方法还包括对导数图像执行一个或者多个测试并且基于一个或者多个测试生成输出，该输出指示存在与钻头邻近的地下障碍。根据各种实施例，用于水平方向钻探(HDD)系统的自动化地下障碍检测包括使用装配于钻孔工具的地面穿透雷达(GPR)来生成用于地下体积的系列扫描以创建SAR图像。该方法也包括使用SAR图像的参数来创建SAR图像的导数图像、对导数图像执行一个或者多个测试并且基于一个或者多个测试检测在钻孔工具前方和/或侧方处存在对象。在其它实施例中，用于HDD系统的自动化障碍检测包括向在钻头前方和侧方的地下中发送GPR探测信号、接收返回信号并且使用返回信号来产生SAR图像。该方法也包括测量用于SAR图像的每个像素的参数、计算像素参数测量的导数并且使用计算的导数测量来形成导数SAR图像。该方法还包括针对一个或者多个指定条件测试导数图像的每个像素并且基于满足一个或者多个指定条件生成检测事件信号，该检测事件信号指示障碍存在于钻头前方或者侧方并且落入GPR的检测区段内。根据更多实施例，一种用于自动化地下障碍检测的系统包括壳，配置用于地上可移动；地上传感器，耦合到壳并且配置用于地下感测；以及存储器，配置成存储用于实施导数成像对象检测算法的程序指令。处理器耦合到存储器和传感器。处理器被配置成执行用于实施导数成像对象检测过程的存储的程序指令，这些过程包括使用第一地下扫描来生成地下的图像；使用在第一扫描之后的地下扫描来更新地下图像；计算更新的地下图像的参数的导数；使用参数的导数来形成导数图像；对导数图像执行一个或者多个测试；并且基于一个或者多个测试生成输出，该输出指示存在地下障碍。其它实施例涉及一种自动化地下障碍检测的系统，该系统包括壳，配置用于地下可移动；传感器，耦合到壳并且配置用于地下部署和地下感测；以及存储器， 配置成存储用于实施导数成像对象检测算法的程序指令。处理器耦合到存储器和传感器。处理器被配置成执行用于实施导数成像对象检测过程的存储的程序指令，这些过程包括使用第一地下扫描来生成地下的图像；使用在第一扫描之后的地下扫描来更新地下图像；计算更新的地下图像的参数的导数；使用参数的导数来形成导数图像；对导数图像执行一个或者多个测试；并且基于一个或者多个测试生成输出，该输出指示存在与壳邻近的地下障碍。根据一些实施例，一种用于自动化地下障碍检测的系统包括挖掘机，该挖掘机包括驱动单元，耦合到土地穿透工具；以及传感器，装配于土地穿透工具上或者邻近。传感器被配置用于地下感测。存储器被配置成存储用于实施导数成像对象检测算法的程序指令，并且处理器耦合到存储器和传感器。处理器被配置成执行用于实施导数成像对象检测过程的存储的程序指令，这些过程包括在土地穿透工具经过地下前进之时扫描与土地穿透工具邻近的地下；使用第一地下扫描来生成地下的图像；使用在第一扫描之后的地下扫描来更新地下图像；计算更新的地下图像的参数的导数；使用参数的导数来形成导数图像；对导数图像执行一个或者多个测试；并且基于一个或者多个测试生成输出，该输出指示存在与土地穿透工具邻近的地下障碍。根据各种实施例，一种HDD系统包括驱动单元；钻柱，耦合到驱动单元；钻头，耦合到钻柱；以及切割工具，装配到钻头。雷达传感器与切割工具邻近装配于钻头。雷达传感器包括发送器，用于向地下中发送雷达探测信号；以及接收器，用于接收返回信号。处理器耦合到存储器和雷达传感器。处理器被配置成执行存储于存储器中的用于实施导数成像对象检测过程的程序指令，这些过程包括使用接收的返回信号来生成SAR图像；使用SAR图像的参数来生成SAR图像的导数图像；对导数图像执行一个或者多个测试；并且基于一个或者多个测试检测至少在切割工具前方存在对象。可以考虑下文具体讨论和附图理解这些和其它特征。附图说明图I和图2示出了根据各种实施例的导数成像算法的各种过程。图3示出了根据各种实施例的根据由于地下的第一扫描而产生的原始雷达返回数据重建的动态SAR图像的第一帧；图4示出了根据各种实施例的利用用于每个相继扫描的SAR图像数据更新图3的SAR图像从而产生分辨率高得多的图像这样的加性效果；图5示出了根据各种实施例的恰在相对于经过地下前进的钻头检测到预先安装的地下对象之前的帧；图6-8图示了根据各种实施例的应用于SAR图像的掩模图像的例子；图9示出了根据各种实施例的用于实施导数成像对象检测方法的系统的框图；图10示出了根据各种实施例的经过其中使用HDD机器发生钻孔操作的地面部分的横截面；图11是根据各种实施例的包括与钻孔工具邻近的向下打眼雷达单元的各种HDD系统部件的框图；图12-14图示了根据各种实施例的用于自动化障碍检测的方法的各种过程； 图15是示出了根据各种实施例的实施用于导数成像对象检测的HDD系统的各种部件的框图；图16是根据各种实施例的实施用于HDD系统的钻头传感器的步进式频率连续波雷达的框图；图17示出了根据各种实施例的包括传感器封装的切割工具，其中该传感器封装包括雷达传感器，并且图17还示出了钻头雷达的辐射图案；图18示出了根据各种实施例的相对于钻孔路径的中心轴限定的示例圆柱形检测体积，该检测体积代表钻头雷达的检测区段内的地下体积；图19和图20示出了根据各种实施例的系列方位角切片的SAR重建；图21A-21C是根据各种实施例的与图20中所示方位角切片1_3关联的显示，这些显示示出了针对每个方位角切片对SAR重建进行操作的导数成像对象检测算法的以图形形式的输出；图22示出了根据各种实施例的全3D SAR实施方式，在该实施方式中，显示可以呈现具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·S·哈达德，
申请(专利权)人：弗米尔制造公司，
类型：
国别省市：