CN115128591B - 泥石流监测雷达参数验证方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种泥石流监测雷达参数验证方法，能够降低调试验证成本和难度以及提高调试验证的可靠性。方法包括：选取具有坡度的沟道，将实验物体从沟道的第一端投入，并利用监测雷达对实验物体从第一端运动到沟道的第二端过程中的运动状态进行监测，得到监测雷达对应在第一工作参数下的监测结果；基于监测结果，确定监测雷达对应的第二工作参数；按照预设顺序，确定新的候选物体，以及将第二工作参数作为新的第一工作参数，并返回步骤：将实验物体从沟道的第一端投入，并利用监测雷达对实验物体从第一端运动到沟道的第二端过程中的运动状态进行监测，直到按照预设顺序，将候选物体集合中的最后一个候选物体确定为新的实验物体。

Description

泥石流监测雷达参数验证方法
技术领域
本公开涉及地质监测领域，具体地，涉及一种泥石流监测雷达参数验证方法。
背景技术
滑坡、崩塌、泥石流等形变灾害近年来接连发生，给人民生命财产和工程建设安全带来严重威胁。随着地质体灾害监测技术的快速发展，如何使地质体自然灾害监测系统更精确、用户监测更佳一直都是业界努力的方向。
为了使得泥石流监测系统更精确，通常需要不断的进行调试，并验证工作参数的有效性。然而，泥石流的带载发生具有不确定性，受环境影响因素大。使用真实的泥石流产品作为新产品的有效性进行验证，时间周期长，存在的偶然性风险加大。
以往的泥石流监测系统的调试验证手段，或者是投入巨资搭建室内或者室外的小型泥石流流通区的流通环境进行调试验证，此种方法造价高，实现困难。
发明内容
本公开的目的是提供一种泥石流监测雷达参数验证方法，能够简化对泥石流监测雷达进行参数验证的流程，降低参数验证成本。
根据本公开的一种实施例，提供一种泥石流监测雷达参数验证方法，该方法包括：
从环境中选取具有坡度的沟道；
将实验物体从所述沟道的第一端投入，并利用所述监测雷达对所述实验物体从所述第一端运动到所述沟道的第二端过程中的运动状态进行监测，得到所述监测雷达对应在第一工作参数下的监测结果，所述第一端高于所述第二端，所述实验物体为候选物体集合中按预设顺序排列的第一个候选物体；
基于所述监测结果，确定所述监测雷达对应的第二工作参数；
按照所述预设顺序，确定新的候选物体，以及将所述第二工作参数作为新的第一工作参数，并返回步骤：将实验物体从所述沟道的第一端投入，并利用所述监测雷达对所述实验物体从所述第一端运动到所述沟道的第二端过程中的运动状态进行监测，直到按照预设顺序，将所述候选物体集合中的最后一个候选物体确定为新的实验物体。
在一些实施方式中，所述监测结果包括监测异常，基于所述监测结果，确定所述监测雷达对应的第二工作参数，包括：
在所述监测结果为监测异常的情况下，对所述监测雷达的所述第一工作参数进行修正，得到所述第二工作参数。
在一些实施方式中，所述监测异常包括监测不到所述实验物体返回的信号，所述在所述监测结果为监测异常的情况下，对所述监测雷达的所述第一工作参数进行修正，得到所述第二工作参数，包括：
在监测不到所述实验物体返回的信号时，增加所述监测雷达的信号发射功率，并基于增加后的所述信号发射功率，确定所述第二工作参数。
在一些实施方式中，所述监测异常包括监测得到的运动状态与所述目标物体的参考运动状态之间的差异大于预设范围，所述在所述监测结果为监测异常的情况下，对所述监测雷达的所述第一工作参数进行修正，得到所述第二工作参数，包括：
在监测得到的运动状态与所述目标物体的参考运动状态之间的差异大于预设范围时，对所述监测雷达的监测算法的参数进行修正，并基于修正后的监测算法的参数，得到所述第二工作参数，所述参考运动状态是通过雷达进行监测之外的其它监测手段得到的所述目标物体的运动状态。
在一些实施方式中，所述监测结果包括监测准确，基于所述监测结果，确定所述监测雷达对应的第二工作参数，包括：
在所述监测结果为监测准确的情况下，将所述第一工作参数作为所述第二工作参数。
在一些实施方式中，所述方法还包括：
在监测得到的运动状态与所述目标物体的参考运动状态之间的差异小于预设范围时，确定所述监测结果为监测准确。
在一些实施方式中，所述候选物体集合包括按顺序排列的第一个候选物体、第二个候选物体以及第三个候选物体，所述监测雷达对所述第一个候选物体、所述第二个候选物体以及所述第三个候选物体进行监测的难度依次增加。
在一些实施方式中，所述第一个候选物体为金属桶，所述第二个候选物体为金属球，所述第三个候选物体包括泡沫桶，所述泡沫桶内封闭有泥沙。
通过采用上述技术方案，根据泥石流发生流通机理，使用模拟泥石流发生过程中的流通变化，使用现实中常见的环境和常用的实验物体，进行泥石流的模拟，不再需要搭建室内或者室外的小型泥石流流通区的流通环境进行调试验证，降低了泥石流雷达研发的调试验证成本和难度，同时，通过不同排列顺序的候选物体依次进行调试验证的过程，为监测雷达调试准确性提供了有力的支持，提高了调试验证的可靠性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1示出根据本公开一种实施例的泥石流监测雷达参数验证方法。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1示出根据本公开一种实施例的泥石流监测雷达参数验证方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
在步骤S11中，从环境中选取具有坡度的沟道。
本公开实施例中，不再需要人为在室内或者室外搭建泥石流的流通环境，并模拟真实泥石流的发生。
本公开实施例中，可以在现实环境中，选择具有相对坡度的沟道，将选取的沟道作为后续的实验物体的运动通道。
在步骤S12中，将实验物体从沟道的第一端投入，并利用监测雷达对实验物体从第一端运动到沟道的第二端过程中的运动状态进行监测，得到监测雷达对应在第一工作参数下的监测结果，第一端高于第二端，实验物体为候选物体集合中按预设顺序排列的第一个候选物体。
本公开实施例中，可以先搭设好监测雷达，设置监测雷达的第一工作参数，例如，可以包括监测雷达的信号发射功率、发射信号频率、扫频周期和带宽等参数，还可以包括监测雷达使用的监测算法的参数项等，如此，监测雷达便可以以第一参数进行工作。
在设置好监测雷达之后，便可以将候选物体集合中按照预设顺序排列的第一个候选物体作为实验物体，利用监测雷达对实验物进行监测。具体地，可以将实验物体从沟道的较高的一端(即第一端)投入，使其在坡度的作用下，自由的运动到沟道的较低的一端(即第二端)，在实验物体从第一端运动到第二端的过程中，通过监测雷达监测实验物体的运动状态。
在一些实施方式中，实验物体的运动状态可以包括实验物体的高度变化信息以及实验物体的速度信息。
在步骤S13中，基于监测结果，确定监测雷达对应的第二工作参数。
其中，监测雷达的第二工作参数可以理解为监测雷达下一次进行监测时的工作参数。
需要说明的是，监测雷达的第二工作参数可以与第一工作参数相同，也可以与第一工作参数不同。
本公开实施例中，在得到监测结果之后，便可以根据监测结果来确定监测雷达对应的第二工作参数，从而实现对监测雷达的第一工作参数的调试验证过程。
在步骤S14中，按照预设顺序，确定新的候选物体，以及将第二工作参数作为新的第一工作参数，并返回步骤：将实验物体从沟道的第一端投入，并利用监测雷达对实验物体从第一端运动到沟道的第二端过程中的运动状态进行监测，直到按照预设顺序，将候选物体集合中的最后一个候选物体确定为新的实验物体。
本公开实施例中，在利用第一个候选物体对监测雷达的第一工作参数进行调试验证之后，可以继续利用第二个候选物体继续对监测雷达的工作参数进行调试验证，直到按照预设顺序，将候选物体集合中的最后一个候选物体确定为新的实验物体。
具体地，可以将排列在实验物体之后的一个候选物体确定为新的实验物体，以及将第二工作参数作为新的第一工作参数，并重新返回执行将实验物体从沟道的第一端投入，并利用监测雷达对实验物体从第一端运动到沟道的第二端过程中的运动状态进行监测的步骤。直到按照预设顺序，将候选物体集合中的最后一个候选物体确定为新的实验物体，并利用该新的实验物体对监测雷达的工作参数进行调试验证。
在一些实施方式中，候选物体集合包括按顺序排列的第一个候选物体、第二个候选物体以及第三个候选物体，监测雷达对第一个候选物体、第二个候选物体以及第三个候选物体进行监测的难度依次增加。
由于监测雷达对第一个候选物体、第二个候选物体以及第三个候选物体进行监测的难度依次增加，因此，通过递进的调试验证方案，也即，先通过最容易验证的第一个候选物体，来进行算法的选择，再通过验证难度逐渐增加的第二个候选物体以及第三个候选物体来不断调试算法的具体参数项。使得监测雷达的参数验证过程更加合理，准确性高。
在一些实施方式中，第一个候选物体为金属桶，第二个候选物体为金属球，第三个候选物体包括泡沫桶，泡沫桶内封闭有泥沙。
其中，金属桶的反射系数较大，更加容易被雷达监测到，金属球的反射系数小于金属桶，但是金属球可以均匀反射，即各个点的反射系数相同，使用泡沫作为外壳，是使用泡沫作为雷达波的穿透性，内部装泥沙，低反射系数，在各个面的反射系数发生变化，但是便于充分模拟泥石流真实物体的运动实际情况。
可以理解的是，金属桶、金属球以及装有泥沙的泡沫桶三者被雷达监测的难度依次增加。
通过采用上述技术方案，根据泥石流发生流通机理，使用模拟泥石流发生过程中的流通变化，使用现实中常见的环境和常用的实验物体，进行泥石流的模拟，不再需要搭建室内或者室外的小型泥石流流通区的流通环境进行调试验证，降低了泥石流雷达研发的调试验证成本和难度，同时，通过不同排列顺序的候选物体依次进行调试验证的过程，为监测雷达调试准确性提供了有力的支持，提高了调试验证的可靠性。
在一些实施方式中，监测结果包括监测异常，这种情况下，基于监测结果，确定监测雷达对应的第二工作参数，包括：
在监测结果为监测异常的情况下，对监测雷达的第一工作参数进行修正，得到第二工作参数。
可以理解的是，若监测结果为监测异常，说明当前设置的工作参数不能够准确检测实验物体的运动状态，这个时候就需要对监测雷达的第一工作参数进行修正，得到第二工作参数，并基于第二工作参数继续进行后续的调试验证过程。
在一些实施方式中，监测异常可以包括监测不到实验物体返回的信号，这种情况下，在监测结果为监测异常的情况下，对监测雷达的第一工作参数进行修正，得到第二工作参数，包括：
在监测不到实验物体返回的信号时，增加监测雷达的信号发射功率，并基于增加后的信号发射功率，确定第二工作参数。
本公开实施例中，若监测雷达的信号发射功率设置的不合理，那么在发射信号之后，可能监测不到实验物体返回的信号，此时可以认为是监测异常，这种情况下，可以增加监测雷达的信号发射功率，以使得监测雷达能够监测到信号，以便于进一步根据监测到的信号确定实验物体的运动状态。其中，第二工作参数可以包括增加后的信号发射功率。
在一些实施方式中，监测异常包括监测得到的运动状态与目标物体的参考运动状态之间的差异大于预设范围，在监测结果为监测异常的情况下，对监测雷达的第一工作参数进行修正，得到第二工作参数，包括：
在监测得到的运动状态与目标物体的参考运动状态之间的差异大于预设范围时，对监测雷达的监测算法的参数进行修正，并基于修正后的监测算法的参数，得到第二工作参数，参考运动状态是通过雷达进行监测之外的其它监测手段得到的目标物体的运动状态。
结合前述内容可知，若监测雷达的信号发射功率设置的合理，那么监测雷达是可以监测到实验物体返回的信号的，此时，监测雷达便可以根据实验物体返回的信号，通过相关的监测算法计算出实验物体的运动状态，此外，在实验物体从第一端运动到第二端的过程中，还可以通过监测雷达进行监测之外的其它监测手段得到的目标物体的参考运动状态，从而，将利用监测雷达对实验物体进行监测得到的运动状态与参考运动状态进行比较，便可以查看监测雷达的监测算法是否准确。
进一步地，当监测得到的运动状态与目标物体的参考运动状态之间的差异大于预设范围时，可以确定监测雷达的监测算法不准确时，此时，可以对监测雷达的监测算法的参数进行修正，并基于修正后的监测算法的参数，得到第二工作参数。
示例性地，当运动状态包括运动物体的高度变化信息时，可以通过高速摄像头监测实验物体的高度信息。
示例性地，当运动状态包括运动物体的速度变化信息时，可以通过记录实验物体运动指定距离的时间，并基于时间以及指定距离，计算得到实验物体的速度变化信息。
在一些实施方式中，监测结果包括监测准确，这种情况下，基于监测结果，确定监测雷达对应的第二工作参数，包括：
在监测结果为监测准确的情况下，将第一工作参数作为第二工作参数。
本公开实施例中，若监测雷达可以监测到实验物体返回的信号，并且监测信号对应的监测结果为监测准确，那么，这种情况下，可以暂时不对监测雷达的工作参数进行调整，即直接将第一工作参数作为第二工作参数，并用于对下一个实验物体进行监测，以监测该工作参数是否适用。
在一些实施方式中，在监测得到的运动状态与目标物体的参考运动状态之间的差异小于预设范围时，可以确定监测结果为监测准确。
下面以一个完整的实施方式来对本公开实施例的泥石流监测雷达参数验证方法进行说明。
本公开实施例中，选取金属桶作为第一个候选物体，选取金属球作为第二个候选物体，选取密封有泥沙的泡沫桶作为第三个候选物体。并且，在室外选取一个具有相对坡度的沟道。同时，按照安装要求安装好监测雷达。
第一次，将金属桶从沟道的第一端投入，让金属桶在沟道内自由运动到第二端，在此过程中，利用监测雷达对金属桶返回的信号进行监测，若能够监测到金属桶返回的信号，则利用监测算法计算得到金属桶的运动状态，以及利用除监测雷达之外的其他监测方法监测得到金属桶的参考运动状态，将金属桶的参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态进行比较，若参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态之间的差异小于预设范围，说明当前设置的工作参数暂时不需要调整，可以继续用于第二次的监测。而若监测雷达监测不到金属桶返回的信号，则增加雷达的信号发射功率，或者，在将金属桶的参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态进行比较之后，参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态之间的差异大于预设范围，则说明需要对监测雷达的监测算法的参数进行修正，从而，可以将增加后的信号发射功率以及修正后的监测算法的参数确定为第二工作参数，并用于第二次的监测。
第二次，将金属球从沟道的第一端投入，让金属球在沟道内自由运动到第二端，在此过程中，利用监测雷达对金属球返回的信号进行监测(此时，监测雷达的工作参数是基于第一次过程确定的)，若能够监测到金属球返回的信号，则利用监测算法计算得到金属球的运动状态，以及利用除监测雷达之外的其他监测方法监测得到金属球的参考运动状态，将金属球的参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态进行比较，若参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态之间的差异小于预设范围，说明当前设置的工作参数暂时不需要调整，可以继续用于第三次的监测。而若监测雷达监测不到金属球返回的信号，则增加雷达的信号发射功率，或者，在将金属球的参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态进行比较之后，参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态之间的差异大于预设范围，则说明需要对监测雷达的监测算法的参数进行修正，从而，可以将增加后的信号发射功率以及修正后的监测算法的参数确定为第二工作参数，并用于第三次的监测。
第三次，将泡沫桶从沟道的第一端投入，让泡沫桶在沟道内自由运动到第二端，在此过程中，利用监测雷达对泡沫桶返回的信号进行监测(此时，监测雷达的工作参数是基于第二次过程确定的)，若能够监测到泡沫桶返回的信号，则利用监测算法计算得到泡沫桶的运动状态，以及利用除监测雷达之外的其他监测方法监测得到泡沫桶的参考运动状态，将泡沫桶的参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态进行比较，若参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态之间的差异小于预设范围，说明当前设置的工作参数暂时不需要调整，可以用于监测真实泥石流场景中泥石流的运动状态。而若监测雷达监测不到泡沫桶返回的信号，则增加雷达的信号发射功率，或者，在将泡沫桶的参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态进行比较之后，参考运动状态与通过监测雷达监测的运动状态之间的差异大于预设范围，则说明需要对监测雷达的监测算法的参数进行修正，从而，可以将增加后的信号发射功率以及修正后的监测算法的参数确定为第二工作参数，由于密封有泥沙的泡沫桶已经比较接近真实泥石流场景了，因此，可以将第三次过程确定的工作参数用于监测后续真实泥石流场景中泥石流的运动状态。
本公开实施例中，相当于是一个递进式的对监测雷达的工作参数进行调试验证的过程，从而可以逐渐对监测雷达的工作参数不断进行修正，提高了监测雷达参数调试验证的可靠性。此外，由于使用现实中常见的环境和常用的实验物体，便能够进行泥石流的模拟，节省了泥石流雷达研发的验证调试难度。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (6)

1.一种泥石流监测雷达参数验证方法，其特征在于，包括：
从环境中选取具有坡度的沟道；
将实验物体从所述沟道的第一端投入，并利用所述监测雷达对所述实验物体从所述第一端运动到所述沟道的第二端过程中的运动状态进行监测，得到所述监测雷达对应在第一工作参数下的监测结果，所述第一端高于所述第二端，所述实验物体为候选物体集合中按预设顺序排列的第一个候选物体；
基于所述监测结果，确定所述监测雷达对应的第二工作参数；
按照所述预设顺序，确定新的候选物体，以及将所述第二工作参数作为新的第一工作参数，并返回步骤：将实验物体从所述沟道的第一端投入，并利用所述监测雷达对所述实验物体从所述第一端运动到所述沟道的第二端过程中的运动状态进行监测，直到按照预设顺序，将所述候选物体集合中的最后一个候选物体确定为新的实验物体，所述候选物体集合包括按顺序排列的第一个候选物体、第二个候选物体以及第三个候选物体，所述第一个候选物体为金属桶，所述第二个候选物体为金属球，所述第三个候选物体包括泡沫桶，所述泡沫桶内封闭有泥沙，所述监测雷达对所述第一个候选物体、所述第二个候选物体以及所述第三个候选物体进行监测的难度依次增加。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测结果包括监测异常，基于所述监测结果，确定所述监测雷达对应的第二工作参数，包括：
在所述监测结果为监测异常的情况下，对所述监测雷达的所述第一工作参数进行修正，得到所述第二工作参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测异常包括监测不到所述实验物体返回的信号，所述在所述监测结果为监测异常的情况下，对所述监测雷达的所述第一工作参数进行修正，得到所述第二工作参数，包括：
在监测不到所述实验物体返回的信号时，增加所述监测雷达的信号发射功率，并基于增加后的所述信号发射功率，确定所述第二工作参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测异常包括监测得到的运动状态与所述实验物体的参考运动状态之间的差异大于预设范围，所述在所述监测结果为监测异常的情况下，对所述监测雷达的所述第一工作参数进行修正，得到所述第二工作参数，包括：
在监测得到的运动状态与所述实验物体的参考运动状态之间的差异大于预设范围时，对所述监测雷达的监测算法的参数进行修正，并基于修正后的监测算法的参数，得到所述第二工作参数，所述参考运动状态是通过监测雷达进行监测之外的其它监测手段得到的所述实验物体的运动状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测结果包括监测准确，基于所述监测结果，确定所述监测雷达对应的第二工作参数，包括：
在所述监测结果为监测准确的情况下，将所述第一工作参数作为所述第二工作参数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在监测得到的运动状态与所述实验物体的参考运动状态之间的差异小于预设范围时，确定所述监测结果为监测准确。
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