CN112578462A - 一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法 - Google Patents

一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，包括：根据预设的探测器的探测范围和探测中心点，初始化可视化图形区域的尺寸及中心；建立探测范围的经纬度坐标与可视化图形的像素点坐标之间的转换关系；预设可视化图形的渲染颜色种类，并建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系；探测器按照预先设定的探测轨迹，依次采集探测轨迹上各个探测点的位置信息和磁场梯度值；根据各个探测点的位置信息和磁场梯度值，实时在可视化图形上进行显示。本申请根据不同位置探测点的梯度磁场值，在可视化工具上以不同的颜色进行实时渲染，最后以磁场强度地图的方式对探测结果进行了显示，通过磁场强度地图可以清晰地分辨探测目标的位置及基本轮廓。

Description

一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法
技术领域
本申请涉及地下金属氧化物探测技术领域，尤其涉及一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法。
背景技术
地下金属氧化物的探测一直是一个重要研究课题，而对于探测结果的展示一直都是采用数据曲线的方式，人为判断数据的异常曲线部分，该种方式不够直观，并且在探测后期，也无法确定探测结果中疑似目标的详细位置。
发明内容
本申请的目的是针对以上问题，提供一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法。
本申请提供一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，所述方法包括：
S1、根据预设的探测器的探测范围和探测中心点，初始化可视化图形区域的尺寸以及中心；
S2、建立探测范围的经纬度坐标与可视化图形的像素点坐标之间的转换关系；
S3、预设可视化图形的渲染颜色种类，并建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系；
S4、探测器按照预先设定的探测轨迹，依次采集探测轨迹上各个探测点的位置信息和磁场梯度值；
S5、根据各个探测点的位置信息和磁场梯度值，实时在可视化图形上的相应位置进行显示。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，预设的可视化图形的渲染颜色种类数量至少为三种。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，预设可视化图形的渲染颜色种类，并建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，具体包括：
S31、预设磁场梯度值的最大值Hmax和最小值Hmin；
S32、预设可视化图形的渲染颜色种类的数量n；
S33、根据渲染颜色种类的数量n选取n个互不相同的渲染颜色，分别为：C1、...Ci、...Cn，其中i为1～n之间的任意自然数；
S34、建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，即渲染颜色Ci所对应的磁场梯度值的数值范围为：
Figure BDA0002830413930000021
其中，Hmax为预设磁场梯度值的最大值，Hmin为预设磁场梯度值的最小值，n为渲染颜色种类的数量，i为1～n之间的任意自然数。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，根据各个探测点的位置信息和磁场梯度值，实时在可视化图形上的相应位置进行显示，具体包括：
S51、根据步骤S2建立的经纬度坐标与像素点坐标之间的转换关系，对实时采集的各个探测点的位置信息进行转换，得到与可视化图形区域上相对应的像素点位置；
S52、根据步骤S3建立的渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，为实时采集的各个探测点的磁场梯度值匹配相应的渲染颜色；
S53、采用匹配的渲染颜色对可视化图形区域相应的像素点位置进行渲染显示。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，探测器采用两个磁场传感器对各个探测点的磁场强度进行探测，两个磁场传感器沿竖直方向分布，分别用于探测所述探测点上部和下部磁场强度，将所测得的上部磁场强度与下部磁场强度的差值作为所述探测点的磁场梯度值。
与现有技术相比，本申请的有益效果：该基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，根据探测器探测的不同位置探测点的磁场梯度值，在可视化工具上以不同的颜色进行实时渲染，最后以磁场强度地图的方式对探测结果进行了显示，实现了探测结果的可视化，通过磁场强度地图可以清晰地分辨探测目标的位置及基本轮廓；该方法对探测目标定位以及探测目标轮廓的识别有重要作用。
附图说明
图1为本申请实施例提供的基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法的流程图；
图2为图1中步骤S3具体实施的流程示意图；
图3为图1中步骤S5具体实施的流程示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。
本实施例提供一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，用于地下金属氧化物等的探测。所述方法的流程图如图1所示，所述方法包括如下步骤：
S1、根据预设的探测器的探测范围和探测中心点，初始化可视化图形区域的尺寸以及中心。
在探测之前，需要预设探测器的探测范围以及探测中心点，根据预设的探测范围来在可视化工具上初始化可视化图形的区域，根据预设的探测中心点来在可视化工具上初始化可视化图形的中心，也即笛卡尔坐标的坐标原点。
S2、建立探测范围的经纬度坐标与可视化图形的像素点坐标之间的转换关系。
探测器上设有差分定位传感器，差分定位传感器的精度较高，能保证误差在10厘米以下，即能够解决精度为10厘米以下的目标定位，差分定位传感器所测得的位置信息为经纬度坐标信息，而可视化工具上所显示的可视化图形是基于笛卡尔坐标的，也即像素点坐标，因此，需要建立经纬度坐标与像素点坐标之间的转换关系。
具体地，图片在可视化工具上都是以像素点的方式进行表示，其中像素的左上角为坐标原点(0，0)，(x，y)表示的是像素点p的位置，其中x为横坐标，y为纵坐标。
假设探测器的探测区域为[min，max]的正方形探测区域，其中min和max均为实数，单位为米，通过探测器采集的初始点的经纬度坐标为(p_startLat，p_startLmg)，当前探测点的经纬度坐标为(lat，lmg)，那么当前像素点的横坐标和纵坐标的计算公式分别为：
Figure BDA0002830413930000041
Figure BDA0002830413930000042
其中，x和y均需要进行取整操作。
S3、预设可视化图形的渲染颜色种类，并建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系。
进一步的，预设的可视化图形的渲染颜色种类数量至少为三种。为更加精确地显示探测目标的轮廓，一般会选用7种渲染颜色，如：红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色。
请参考图2，进一步的，预设可视化图形的渲染颜色种类，并建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，具体包括：
S31、预设磁场梯度值的最大值Hmax和最小值Hmin；
S32、预设可视化图形的渲染颜色种类的数量n；
S33、根据渲染颜色种类的数量n选取n个互不相同的渲染颜色，分别为：C1、...Ci、...Cn，其中i为1～n之间的任意自然数；
S34、建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，即渲染颜色Ci所对应的磁场梯度值的数值范围为：
Figure BDA0002830413930000043
其中，Hmax为预设磁场梯度值的最大值，Hmin为预设磁场梯度值的最小值，n为渲染颜色种类的数量，i为1～n之间的任意自然数。
例如：假设磁场梯度值的最大值Hmax为140T，最小值Hmin为0T，预设可视化图形的渲染颜色种类的数量n为7，所选取的7个渲染颜色分别为红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色，则渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系如表1所示。
表1
Figure BDA0002830413930000044
Figure BDA0002830413930000051
S4、探测器按照预先设定的探测轨迹，依次采集探测轨迹上各个探测点的位置信息和磁场梯度值。
探测器采用差分定位传感器对各个探测点的位置信息进行探测；探测器采用两个磁场传感器对各个探测点的磁场强度进行探测，两个磁场传感器沿竖直方向分布，分别用于探测所述探测点上部和下部磁场强度，将所测得的上部磁场强度与下部磁场强度的差值作为所述探测点的磁场梯度值，即磁场信息为梯度磁场值，采用这种方法获取的磁场信息可以去除噪声等的影响，使得探测结果更准确。
S5、根据各个探测点的位置信息和磁场梯度值，实时在可视化图形上的相应位置进行显示。
请参考图3，进一步的，根据各个探测点的位置信息和磁场梯度值，实时在可视化图形上的相应位置进行显示，具体包括：
S51、根据步骤S2建立的经纬度坐标与像素点坐标之间的转换关系，对实时采集的各个探测点的位置信息进行转换，得到与可视化图形区域上相对应的像素点位置；
S52、根据步骤S3建立的渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，为实时采集的各个探测点的磁场梯度值匹配相应的渲染颜色；
S53、采用匹配的渲染颜色对可视化图形区域相应的像素点位置进行渲染显示。
当探测器按照预先设定的探测轨迹将各个探测点的位置信息和磁场梯度值采集完毕时，实时渲染显示结束，完成了磁场强度地图的绘制，探测目标的位置和基本轮廓比较直观地呈现在了可视化工具上。需要说明的是，如果出现可视化结果不明显的情况，可以通过调整预设磁场梯度值的最大值Hmax和最小值Hmin的值，来使渲染颜色差异增大，以凸显探测目标的轮廓。
本申请提供的基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，首先具有探测结果直观性的特点，该可视化方法能够直接完成探测目标的定位和轮廓展示；其次，该方法便于后期对探测目标的挖掘，现有技术中多以曲线的方式或者用声音提示的方式来对探测目标的大概位置进行定位，无法确定其覆盖范围和基本形状，对后期挖掘工作造成较大的困难，而本申请提供的可视化方法，能够确定探测目标的具体位置和轮廓范围，提升了探测精确性；最后，本可视化方式具有高效性特点，可通过无人机或者其它快速扫描方式，完成大面积的磁场强度地图的实时生成，依据其磁场分布，能够快速的定位探测目标的分布情况，从而指导探测人员进行进一步作业，提升了探测效率。
本申请提供的基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法能够对地下、水下金属氧化物(包括未爆弹的探测目标)的探测目标进行定位和识别，减少疑似目标的干扰，提升了探测精度和探测效率；此外，还可以应用于矿产分布的可视化、石油管道探测可视化等领域。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、根据预设的探测器的探测范围和探测中心点，初始化可视化图形区域的尺寸以及中心；
S2、建立探测范围的经纬度坐标与可视化图形的像素点坐标之间的转换关系；
S3、预设可视化图形的渲染颜色种类，并建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系；
S4、探测器按照预先设定的探测轨迹，依次采集探测轨迹上各个探测点的位置信息和磁场梯度值；
S5、根据各个探测点的位置信息和磁场梯度值，实时在可视化图形上的相应位置进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，其特征在于，预设的可视化图形的渲染颜色种类数量至少为三种。
3.根据权利要求2所述的基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，其特征在于，预设可视化图形的渲染颜色种类，并建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，具体包括：
S31、预设磁场梯度值的最大值Hmax和最小值Hmin；
S32、预设可视化图形的渲染颜色种类的数量n；
S33、根据渲染颜色种类的数量n选取n个互不相同的渲染颜色，分别为：C1、...Ci、...Cn，其中i为1～n之间的任意自然数；
S34、建立渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，即渲染颜色Ci所对应的磁场梯度值的数值范围为：
Figure FDA0002830413920000011
其中，Hmax为预设磁场梯度值的最大值，Hmin为预设磁场梯度值的最小值，n为渲染颜色种类的数量，i为1～n之间的任意自然数。
4.根据权利要求1所述的基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，其特征在于，根据各个探测点的位置信息和磁场梯度值，实时在可视化图形上的相应位置进行显示，具体包括：
S51、根据步骤S2建立的经纬度坐标与像素点坐标之间的转换关系，对实时采集的各个探测点的位置信息进行转换，得到与可视化图形区域上相对应的像素点位置；
S52、根据步骤S3建立的渲染颜色与磁场梯度值之间的映射关系，为实时采集的各个探测点的磁场梯度值匹配相应的渲染颜色；
S53、采用匹配的渲染颜色对可视化图形区域相应的像素点位置进行渲染显示。
5.根据权利要求1所述的基于梯度磁场的探测结果实时可视化方法，其特征在于，探测器采用两个磁场传感器对各个探测点的磁场强度进行探测，两个磁场传感器沿竖直方向分布，分别用于探测所述探测点上部和下部磁场强度，将所测得的上部磁场强度与下部磁场强度的差值作为所述探测点的磁场梯度值。
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