CN113253264B - 一种探地雷达数据采集及重组方法 - Google Patents

一种探地雷达数据采集及重组方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113253264B
CN113253264B CN202110505728.XA CN202110505728A CN113253264B CN 113253264 B CN113253264 B CN 113253264B CN 202110505728 A CN202110505728 A CN 202110505728A CN 113253264 B CN113253264 B CN 113253264B
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection
data
scan
ground penetrating
penetrating radar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110505728.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113253264A (zh
Inventor
韩玥鸣
刘四平
黄立恒
王学科
李泽新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an West Testing Technology Co ltd
Original Assignee
Xi'an West Testing Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi'an West Testing Technology Co ltd filed Critical Xi'an West Testing Technology Co ltd
Priority to CN202110505728.XA priority Critical patent/CN113253264B/zh
Publication of CN113253264A publication Critical patent/CN113253264A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113253264B publication Critical patent/CN113253264B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/885—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for ground probing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种探地雷达数据采集及重组方法，包括以下步骤：S1：对所探测目标区域和探测要求的最小分辨率进行了解和分析；S2：根据S1所得结果计算探测步长；S3：根据S2所得的探测步长设置多个探测点；S4：使得探地雷达从目标探测区域的中心探测点出发，依次螺旋遍历所有探测点，并在每个探测点采集数据；S5：对S4中的所有的探测点按照采集顺序依次编号，并以一号探测点作为原点计算出每个探测点的二维坐标；S6:设置需要提取的数据属性；S7：根据S6中所设置的数据属性，计算获取各个探测点的二维坐标，提取相应二维坐标对应的数据并进行重组；S8:将S7中重组后的数据交由主机进行数据处理，本申请成像效率快、数据提取更准确多样及探测更灵活。

Description

一种探地雷达数据采集及重组方法
技术领域
本发明属于探地雷达技术领域，尤其涉及一种探地雷达数据采集及重组方法。
背景技术
在地球物理探测领域，通常使用探地雷达对地下介质内部特性和分布规律进行探测，从而确定地下目标的内部结构。一般的探地雷达主要由主控单元、发射机、发射天线、接收机、接收天线五部分组成。发射机根据主机命令向地下发射雷达波.而接收机根据控制命令开始数据采集，对采集到的数据进行重组和处理便可进一步分析得出地下目标的内部结构。
现有的探地雷达数据采集和重组方法为：使用探地雷达采集数据时，分别有A-SCAN、B-SCAN和C-SCAN三种数据显示方式。探地雷达在探测区域的一个位置上，发射天线对地下发射脉冲信号，接收天线接收在该位置上的回波信号，以此作为一列的回波数据，称之为A-Scan；探地雷达在探测区域内沿一水平测量线方向等间隔的移动N个位置，便可接收到的N列回波信号，这种情况称之为B-Scan；探地雷达沿M条平行的测量线，完成对某一区域的测量，便可得到M*N列回波信号，这种情况称之为C-Scan。对所得到的A-Scan、B-Scan和C-Scan数据进行数据处理后分别可得到一维、二维和三维的地下目标的内部结构成像。
但是上述探地雷达数据采集和重组方法中，在进行B-Scan时，探地雷达沿某一固定测量线方向等间隔的移动N个位置，因此所得到的B-Scan数据的方向和起始位置是固定的；每完成一次C-Scan，需要探地雷达接收M*N列回波信号，实时成像能力差，在对大面积的探测区域进行探测时效率低下；由于探地雷达在探测时是等间隔移动，因此所得数据分辨率是固定的，限制了探测的灵活性。
发明内容
本发明具有成像效率快、数据提取更准确多样及探测更灵活的优点。
为了解决上述背景技术中的问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种探地雷达数据采集及重组方法，包括以下步骤：
S1：对所探测目标区域和探测要求的最小分辨率进行了解和分析；
S2：根据S1所得结果计算探测步长；
S3：根据S2所得的探测步长设置多个探测点；
S4：使得探地雷达从目标探测区域的中心探测点出发，依次螺旋遍历所有探测点，并在每个探测点采集数据；
S5：对S4中的所有的探测点按照采集顺序依次编号，并以一号探测点作为原点计算出每个探测点的二维坐标；
S6：设置需要提取的数据属性；
S7：根据S6中所设置的数据属性，计算获取各个探测点的二维坐标，提取相应二维坐标对应的数据并进行重组；
S8:将S7中重组后的数据交由主机进行数据处理。
作为发明的进一步说明：S2中探测步长小于或等于要求的最小分辨率尺度。
作为发明的进一步说明：S3中设置探测点的方法为在探测区域内沿水平和垂直方向按照等探测步长的距离布线，并将水平布线和垂直布线的交点作为探测点。
作为发明的进一步说明：S4中探地雷达沿逆时针方向螺旋遍历所有探测点。
作为发明的进一步说明：S6中所述的数据属性包括数据显示方式和相应数据显示方式对应的基础属性。
作为发明的进一步说明：所述数据显示方式包括A-Scan、B-Scan和C-Scan，所述A-Scan对应的基础属性包括A-Scan的位置，所述B-Scan对应的基础属性包括B-Scan的起始位置和B-Scan的分辨率，所述C-Scan对应的基础属性包括C-Scan的位置、C-Scan的大小、C-Scan的形状和C-Scan的分辨率。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明使得探地雷达在采集数据时，最少只需采集四组数据便可完成一次C-Scan，有效提升了探地雷达三维成像的效率，且本发明可以提取不同方向、不同起始位置和不同分辨率的B-Scan数据，以及不同位置、不同大小、不同形状和不同分辨率的C-Scan；达到了数据提取更准确多样及探测更灵活的目的。
附图说明
图1为A-Scan、B-Scan和C-Scan的示意图。
图2为实施例中所有螺旋遍历示意图。
图3为本发明的数据采集及重组方法流程图。
图4为本发明中探测点坐标计算的算法流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，一种探地雷达数据采集及重组方法，包括以下步骤：
S1：对所探测目标区域和探测要求的最小分辨率进行了解和分析；
S2：根据S1所得结果计算探测步长，其中探测步长小于或等于要求的最小分辨率尺度；其中，探测的步长是下一个探测点和上一个探测点的距离，分辨率尺度指的是区分地下目标精度的能力；
S3：根据S2所得的探测步长设置多个探测点，其中探测点的设置方法为在探测区域内沿水平和垂直方向按照等探测步长的距离布线，并将水平布线和垂直布线的交点作为探测点；
S4：使得探地雷达从目标探测区域的中心探测点出发，依次螺旋遍历所有探测点，并在每个探测点采集数据，具体的，探地雷达沿逆时针方向螺旋遍历所有探测点；
S5：对S4中的所有的探测点照采集顺序依次编号，并以一号探测点作为原点计算出每个探测点的二维坐标，以便于给每个探测点编号；
S6:设置需要提取的数据属性，其中，数据属性包括数据显示方式和相应数据显示方式对应的基础属性，数据显示方式包括A-Scan、B-Scan和C-Scan，A-Scan对应的基础属性包括A-Scan的位置，B-Scan对应的基础属性包括B-Scan的起始位置和B-Scan的分辨率，C-Scan对应的基础属性包括C-Scan的位置、C-Scan的大小、C-Scan的形状和C-Scan的分辨率，在本实施例中，B-Scan的分辨率和C-Scan的分辨率均应为整数倍的最小探测步长；
S7：根据S6中所设置的数据属性，计算获取各个探测点的二维坐标，提取相应二维坐标对应的数据并进行重组；例如，当探测点共有9个并成3×3的方阵进行分布时，探地雷达按照逆时针方向螺旋遍历所有探测点，其中当数据显示方式为A-Scan时，由于A-Scan为一个点，所以探地雷达只采集一组数据，为A-Scan当前所在位置；当数据显示方式为B-Scan时，由于B-Scan是一条线，所以探地雷达采集三组数据；当数据显示方式为C-Scan时，由于C-Scan是一个面，所以探地雷达采集至少四组数据；本实施例中探测点共设置有25个，并如图2分布，探地雷达按照图2所示方向螺旋遍历所有探测点，并依次采集所需数据。
S8:将S7中重组后的数据交由主机进行数据处理，具体的，将A-Scan对应的数据处理后进行一维成像，将B-Scan对应的数据处理后进行二维成像，将C-Scan对应的数据处理后进行三维成像。
本发明的工作原理为：本发明使得探地雷达在采集数据时，最少只需采集四组数据便可完成一次C-Scan，有效提升了探地雷达三维成像的效率，且本发明可以提取不同方向、不同起始位置和不同分辨率的B-Scan数据，以及不同位置、不同大小、不同形状和不同分辨率的C-Scan；达到了数据提取更准确多样及探测更灵活的目的。
以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种探地雷达数据采集及重组方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对所探测目标区域和探测要求的最小分辨率进行了解和分析；
S2：根据S1所得结果计算探测步长；
S3：根据S2所得的探测步长设置多个探测点；
S4：使得探地雷达从目标探测区域的中心探测点出发，依次螺旋遍历所有探测点，并在每个探测点采集数据；
S5：对S4中的所有的探测点按照采集顺序依次编号，并以一号探测点作为原点计算出每个探测点的二维坐标；
S6：设置需要提取的数据属性；
S7：根据S6中所设置的数据属性，计算获取各个探测点的二维坐标，提取相应二维坐标对应的数据并进行重组，所述数据属性包括数据显示方式和相应数据显示方式对应的基础属性，所述数据显示方式包括A-Scan、B-Scan和C-Scan，所述A-Scan对应的基础属性包括A-Scan的位置，所述B-Scan对应的基础属性包括B-Scan的起始位置和B-Scan的分辨率，所述C-Scan对应的基础属性包括C-Scan的位置、C-Scan的大小、C-Scan的形状和C-Scan的分辨率；
S8:将S7中重组后的数据交由主机进行数据处理。
2.根据权利要求1所述的一种探地雷达数据采集及重组方法，其特征在于：S2中探测步长小于或等于要求的最小分辨率尺度。
3.根据权利要求1所述的一种探地雷达数据采集及重组方法，其特征在于：S3中设置探测点的方法为在探测区域内沿水平和垂直方向按照等探测步长的距离布线，并将水平布线和垂直布线的交点作为探测点。
4.根据权利要求1所述的一种探地雷达数据采集及重组方法，其特征在于：S4中探地雷达沿逆时针方向螺旋遍历所有探测点。
CN202110505728.XA 2021-05-10 2021-05-10 一种探地雷达数据采集及重组方法 Active CN113253264B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110505728.XA CN113253264B (zh) 2021-05-10 2021-05-10 一种探地雷达数据采集及重组方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110505728.XA CN113253264B (zh) 2021-05-10 2021-05-10 一种探地雷达数据采集及重组方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113253264A CN113253264A (zh) 2021-08-13
CN113253264B true CN113253264B (zh) 2023-09-22

Family

ID=77222625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110505728.XA Active CN113253264B (zh) 2021-05-10 2021-05-10 一种探地雷达数据采集及重组方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113253264B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013814A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Secom Co Ltd 検出領域の設定装置
CN110346791A (zh) * 2019-08-23 2019-10-18 上海圭目机器人有限公司 一种多通道探地雷达层位搜索及优化算法
KR20200006673A (ko) * 2018-07-11 2020-01-21 경북대학교 산학협력단 빔 스캐닝 분석시 가중치를 적용하는 동작위치 검출 방법 및 장치
CN111273286A (zh) * 2020-01-21 2020-06-12 中国科学院电子学研究所 成像装置、方法、电子设备及存储介质
CN111522004A (zh) * 2020-04-22 2020-08-11 中国人民解放军国防科技大学 一种太赫兹频段圆柱螺旋扫描成像方法及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7298316B2 (en) * 2005-12-19 2007-11-20 Chung Shan Institute Of Science And Technology, Armaments Bureau M.N.D. Apparatus and method for instantly automatic detecting clutter blocks and interference source and for dynamically establishing clutter map

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013814A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Secom Co Ltd 検出領域の設定装置
KR20200006673A (ko) * 2018-07-11 2020-01-21 경북대학교 산학협력단 빔 스캐닝 분석시 가중치를 적용하는 동작위치 검출 방법 및 장치
CN110346791A (zh) * 2019-08-23 2019-10-18 上海圭目机器人有限公司 一种多通道探地雷达层位搜索及优化算法
CN111273286A (zh) * 2020-01-21 2020-06-12 中国科学院电子学研究所 成像装置、方法、电子设备及存储介质
CN111522004A (zh) * 2020-04-22 2020-08-11 中国人民解放军国防科技大学 一种太赫兹频段圆柱螺旋扫描成像方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于压缩感知的探地雷达成像算法研究;张永宁等;《火控雷达技术》;第48卷(第04期);第6-9、15页 *
基于高斯拟合的条纹管成像激光雷达目标重构;袁清钰等;《光子学报》;第46卷(第12期);第1211002-1页-1211002-8页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113253264A (zh) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6999021B2 (en) Method and apparatus for detecting, mapping and locating underground utilities
CN109459439A (zh) 一种基于移动式三维激光扫描技术的隧道衬砌裂缝检测方法
CN104569972B (zh) 一种植物根系三维构型无损检测方法
CN106291542B (zh) 一种隧道三维成像方法
CN106446415B (zh) 一种基于点云数据的变电站支柱绝缘子中心线提取方法
CN105093299A (zh) 一种基于炮检距向量片技术优化观测系统的方法及装置
CN101813764A (zh) 一种针对均匀超稀疏阵列天线波束指向模糊的抑制方法
CN106022339A (zh) 一种复垦土地浅埋地埋管深度的提取方法
CN103176204A (zh) 无线分布式隧道超前预报探测装置、系统及方法
CN107766818B (zh) 一种启发式的水下结构化环境线特征提取方法
JP3319242B2 (ja) レーダ装置
CN102175991A (zh) 基于最大定位似然传感器配置的目标定位方法
CN115598637B (zh) 一种隧道围岩形变监测方法及系统
CN105005081A (zh) 煤机采动激励下综采面近场煤岩动态层析成像系统及方法
CN115236658A (zh) 基于主动式雷达遥感协同的路面裂缝三维形态监测方法
CN113253264B (zh) 一种探地雷达数据采集及重组方法
CN206235731U (zh) 一种探地雷达设备
Fraser Automated vision metrology: a mature technology for industrial inspection and engineering surveys
CN108885257A (zh) 信号处理装置以及雷达装置
CN103217708B (zh) 获得海上多缆拖缆地震采集全单缆单源地震剖面的方法
CN102119341A (zh) 在超声成像系统中划分和计算体积的方法
EP2994773B1 (en) Device and method for detecting position and orientation of underground elongated bodies
JP7006781B2 (ja) 合成開口レーダ信号解析装置、合成開口レーダ信号解析方法および合成開口レーダ信号解析プログラム
CN107246863B (zh) 一种不规则断面隧道内壁影像投影展开方法
CN103765246A (zh) 非侵入的实时下层土检查的装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant