本发明专利技术公开了一种超宽带探地雷达公路质量探测方法，包括以下步骤：步骤1、探测装置参数配置；步骤2、装置设备状态自动检测；步骤3、探测前的增益校准；步骤4、发射探测信号；步骤5、接收探测回波信号；步骤6、对探测数据缓存单元中的接收探测信号数据进行缺陷目标检测；步骤7、当前存在缺陷的图像进行缺陷目标识别；步骤8、对缺陷目标探测结果进行分类处理，并将探测结果在人机交互平台中显示出来。本发明专利技术还公开了一种实现超宽带探地雷达公路质量探测方法的探测装置，包括：超宽带探地雷达天线阵、超宽带探地雷达主机、探测数据处理端、测速模块和无线模块。具有提高了探测数据的有效性和减少了数据处理时间等优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种超宽带探地雷达公路质量探测方法，包括以下步骤：步骤1、探测装置参数配置；步骤2、装置设备状态自动检测；步骤3、探测前的增益校准；步骤4、发射探测信号；步骤5、接收探测回波信号；步骤6、对探测数据缓存单元中的接收探测信号数据进行缺陷目标检测；步骤7、当前存在缺陷的图像进行缺陷目标识别；步骤8、对缺陷目标探测结果进行分类处理，并将探测结果在人机交互平台中显示出来。本专利技术还公开了一种实现超宽带探地雷达公路质量探测方法的探测装置，包括：超宽带探地雷达天线阵、超宽带探地雷达主机、探测数据处理端、测速模块和无线模块。具有提高了探测数据的有效性和减少了数据处理时间等优点。【专利说明】一种超宽带探地雷达公路质量探测方法及其探测装置
本专利技术涉及一种超宽带探地雷达技术，特别涉及一种超宽带探地雷达公路质量探测方法及其探测装置，本专利技术基于缺陷目标识别，适用于公路探测领域。
技术介绍
探地雷达(GPR,Ground Penetrating Radar)技术由于具有快速、无损、连续、高效的优点，近年来在无损探测领域得到广泛的应用与发展。探地雷达技术是利用无线电波来探测地下低损耗介质材料的一种技术，其应用发展趋于多样化，主要应用领域包括工程质量探测、工程建筑结构探测、矿产资源勘探、环境工程与地球科学探测、考古探测、国防等
。随着我国交通设施事业的快速发展，探地雷达技术在公路、铁路、桥梁的建设和维护中具有广泛的发展前景。传统的公路质量探测方法是采用钻孔取芯法，这种方法不仅效率低、适用性和准确度差，而且还对检测对象造成破坏，影响公路的使用寿命，因此探地雷达技术是目前公路质量无损探测普遍采用的一种手段。探地雷达所能分辨的距离大小与信号带宽成反比例关系。取标准sine函数半功率点作为分辨的临界点，可获得探地雷达距离分辨率的理论表达式，常用的经验表达式如下(参考文献 Eaves, J.L.and Reedy, E.K., Principles of ModernRadar, Chapman&Hall, 1987):【权利要求】1.一种超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、探测装置参数配置； 步骤2、装置设备状态自动检测； 步骤3、探测前的增益校准； 步骤4、发射探测信号； 步骤5、接收探测回波信号； 步骤6、对探测数据缓存单元中的接收探测信号数据进行缺陷目标检测； 步骤7、当前存在缺陷的图像进行缺陷目标识别； 步骤8、对缺陷目标探测结果进行分类处理， 并将探测结果在人机交互平台中显示出来。2.根据权利要求1所述的超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，所述步骤6包括以下步骤: 步骤6.1、数据预处理； 步骤6.2、计算接收探测信号数据设定频域内的功率谱值； 步骤6.3、根据计算的功率谱值判断该图像中是否存在缺陷；若当前图像存在缺陷，跳转至步骤7进行下一步骤的缺陷目标识别；否则，直接跳转至步骤8。3.根据权利要求1所述的超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，所述步骤7中，对所述当前存在缺陷的图像进行以下数据处理: 步骤7.1、标记存在缺陷目标的A-Scan数据所在的水平位置； 步骤7.2、将存在缺陷目标的A-Scan数据在时间域上使用加窗序列函数分成多段可以重叠的子序列，分别计算每段子序列的功率谱统计值； 步骤7.3、选择功率谱统计值与时间域对应的功率谱经验统计平均值相差绝对值最大的子序列，标记存在缺陷目标的A-Scan数据的缺陷目标所在深度范围； 步骤7.4、提取功率谱特征，利用功率谱估计法判断缺陷目标材质以及目标类型。4.根据权利要求1所述的超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，所述步骤8中，把所述缺陷目标探测结果分为以下三类分别进行处理: 第一类:无缺陷图像数据；此类图像将不存储于存储单元中，直接丢弃探测数据缓存单元中的整幅探测图像数据； 第二类:缺陷目标图像数据；主控制器将探测数据缓存单元中的缺陷目标图像数据探测结果、目标缺陷位置探测结果、深度探测结果、缺陷目标材质探测结果以及目标类型探测结果存储于存储单元的探测图像库中； 第三类:可疑图像数据；该类图像数据先存储于存储单元中，等待探测数据处理端空闲或探测完成之后，由探测人员选择是否进行重复探测以及是否进行进一步精确的数据处理。5.根据权利要求1所述的超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，在所述步骤I之前，对探测目标样例进行离线样本数据采集；探测数据存储于存储单元数据库中，离线样本数据采集过程的采集数据包括存在缺陷目标图像数据和无缺陷图像数据；其中对缺陷图像数据进行特征提取，形成缺陷特征库；对无缺陷图像数据通过统计无缺陷图像数据的样本功率谱统计平均值互，为步骤6提供判断探测图像是否存在缺陷的依据，同时根据在时间域上不同窗函数情况下各子序列的样本功率谱分段统计平均值€，其中，j=l, 2,...,Μ,为步骤7判断缺陷图像中缺陷目标所在深度范围提供依据； 所述离线样本数据采集用于实时探测之前对探测的公路典型样本对象进行探测数据采集，为实时探测过程提供样本探测图像参考数据，其数据处理过程包括以下步骤: ①图像数据分类:将离线样本数据采集的图像数据根据人工选择方式分为无缺陷图像与缺陷图像，形成包括无缺陷图像子库与缺陷图像子库的图像数据库； ②计算样本统计平均值:对无缺陷子库中的图像数据进行样本功率谱平均值统计； ③特征提取:对缺陷图像子库中的图像进行特征提取，形成缺陷特征库。6.根据权利要求5所述的超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，所述离线样本数据采集在实时处理过程开始之前完成。7.根据权利要求1所述的超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，所述步骤8包括以下步骤: (1)缺陷目标检测；对超宽带探地雷达探测回波信号作初步的缺陷目标检测，得到初步检测结果，将探测图像划分为无缺陷图像与存在缺陷图像的分类依据包括: 图像中第i条A-Scan扫描时间域数据fi (t)接收频率范围内的功率谱统计值，由下式计算得到: 8.根据权利要求7所述的超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述实时处理过程中的探测结果分为以下三类: 第I类:无缺陷图像数据； 第II类:缺陷目标图像数据； 第III类:可疑图像数据。9.一种实现权利要求1所述的超宽带探地雷达公路质量探测方法的探测装置，其特征在于，包括:超宽带探地雷达天线阵、超宽带探地雷达主机、探测数据处理端、测速模块和无线模块；所述超宽带探地雷达天线阵与探地雷达主机相连接，超宽带探地雷达主机、测速模块和无线模块均与探测数据处理端相连接；超宽带探地雷达天线阵用于发射和接收超宽带探地雷达信号；超宽带探地雷达主机用于探测信号的形成与驱动、探测接收回波信号的增益与数字采样处理；探测数据处理端用于整个装置的探测参数设置与控制、探测参数的存储与处理、数据通信以及人机交互；所述测速模块用于检测探测装置行进速度；所述无线模块用于探测装置的无线定位以及数据的无线传输。10.根据权利要求9所述的探测装置，其特征在于，所述超宽带探地雷达天线阵包括至少I个超宽带发射天线和至少I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超宽带探地雷达公路质量探测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、探测装置参数配置；步骤2、装置设备状态自动检测；步骤3、探测前的增益校准；步骤4、发射探测信号；步骤5、接收探测回波信号；步骤6、对探测数据缓存单元中的接收探测信号数据进行缺陷目标检测；步骤7、当前存在缺陷的图像进行缺陷目标识别；步骤8、对缺陷目标探测结果进行分类处理，并将探测结果在人机交互平台中显示出来。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韦岗，梁可尊，曹燕，马碧云，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。