CN115327540A

CN115327540A - 基于雷达图的山体滑坡检测方法、装置、设备及介质

Info

Publication number: CN115327540A
Application number: CN202211065910.9A
Authority: CN
Inventors: 张军; 顾超; 许孝勇; 朱大安; 陶征; 仇世豪; 王长冬; 张辉
Original assignee: Nanjing Hurys Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Hurys Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2022-11-11

Abstract

本申请实施例公开了一种基于雷达图的山体滑坡检测方法、装置、设备及介质。该方法包括：根据山体区域中的雷达进行连续探测得到的回波信号，确定至少两帧雷达图；确定相邻两帧雷达图的相关性数据；若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。通过上述技术方案，能够根据回波信号生成直观的雷达图，根据相邻两帧雷达图的相关性数据，对山体区域的山体滑坡进行预警，解决了目前山体滑坡难以及时准确检测的问题，从而提高了山体滑坡检测的实时性和准确性。

Description

基于雷达图的山体滑坡检测方法、装置、设备及介质

技术领域

本申请实施例涉及目标检测技术领域，尤其涉及一种基于雷达图的山体滑坡检测方法、装置、设备及介质。

背景技术

目前，在很多山体区域，都存在发生山体滑坡的安全隐患，山体滑坡的危害极大，一旦发生，会造成极大的损失。因此，对山体滑坡进行预警至关重要。

目前，对山体滑坡进行检测的过程中，受到环境、温度、地理条件、设备检测精度等因素的影响，存在检测不及时以及准确率低的情况，难以实现及时准确的山体滑坡预警。

发明内容

本申请提供了一种基于雷达图的山体滑坡检测方法、装置、设备及介质，以提高山体滑坡检测准确性和及时性。

在一个实施例中，本申请实施例提供了一种基于雷达图的山体滑坡检测方法，包括：

根据山体区域中的雷达进行连续探测得到的回波信号，确定至少两帧雷达图；

确定相邻两帧雷达图的相关性数据；

若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

在一个实施例中，本申请实施例提供了一种基于雷达图的山体滑坡检测装置，包括：

雷达图确定模块，用于根据山体区域中的雷达进行连续探测得到的回波信号，确定至少两帧雷达图；

相关性数据确定模块，用于确定相邻两帧雷达图的相关性数据；

预警模块，用于若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

在一个实施例中，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一实施例中所述的基于雷达图的山体滑坡检测方法。

在一个实施例中，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述任一实施例中所述的基于雷达图的山体滑坡检测方法。

本申请实施例提供了一种基于雷达图的山体滑坡检测方法、装置、设备及介质，实现方案为，根据山体区域中的雷达进行连续探测得到的回波信号，确定至少两帧雷达图；确定相邻两帧雷达图的相关性数据；若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。通过上述技术方案，能够根据回波信号生成直观的雷达图，根据相邻两帧雷达图的相关性数据，对山体区域的山体滑坡进行预警，解决了目前山体滑坡难以及时准确检测的问题，从而提高了山体滑坡检测的实时性和准确性。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1为本申请实施例提供的一种基于雷达图的山体滑坡检测方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的雷达探测示意图；

图3为本申请实施例提供的另一基于雷达图的山体滑坡检测方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的门限值确定示意图；

图5为本申请实施例提供的又一基于雷达图的山体滑坡检测方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的相邻位置点示意图；

图7为本申请实施例提供的插值位置点第一示意图；

图8为本申请实施例提供的插值位置点第二示意图；

图9为本申请实施例提供的插值位置点第三示意图；

图10为本申请一种实施例提供的基于雷达图的山体滑坡检测装置的结构示意图；

图11为本申请一种实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。此外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

为了更好地理解本申请实施例，下面对相关技术进行介绍。

图1为本申请实施例提供的一种基于雷达图的山体滑坡检测方法的流程图，本申请实施例可适用于对山体区域的山体滑坡进行检测的情况。典型的，本申请实施例可以适用于基于雷达图对山体滑坡进行预警的情况。具体的，该基于雷达图的山体滑坡检测方法可以由基于雷达图的山体滑坡检测装置执行，该基于雷达图的山体滑坡检测装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在电子设备中。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

S110、根据山体区域中的雷达进行连续探测得到的回波信号，确定至少两帧雷达图。

其中，雷达可以为激光雷达，也可以为毫米波雷达，例如可以为94GHz毫米波扫描雷达。雷达的数量不做限定，可以设置至少一个雷达从不同的方向对山体区域进行检测，从而提高检测准确性。雷达可以设置于待检测的山体区域的前方，以对山体区域进行扫描探测。雷达位置如图2所示，该雷达可以为单发单收的机械式扫描毫米波雷达。该雷达绕中心旋转，连续发射和接收调频无线电波。雷达发射的无线电波被物体反射后的回波信号被雷达接收，能够确定回波信号的强度数据，可以根据回波信号的强度数据，绘制雷达图，从而形成直观丰富的图像数据，以便于后续处理。在本申请实施例中，雷达旋转扫描一个周期，根据回波信号绘制得到一个雷达图，雷达旋转扫描至少两个周期，得到至少两帧雷达图。雷达图中各像素点与实际雷达探测空间中的位置点相对应，各像素点的灰度值表示对应的位置点的回波信号的强度数据。雷达扫描的每个周期，可以是雷达在水平方向上旋转360度进行扫描，也可以是在水平方向上旋转小于360度的任意角度进行扫描，具体每个周期内雷达扫描的角度可以根据实际情况确定，例如根据山体区域的范围进行确定，能够完整地对山体区域的范围进行扫描即可。

S120、确定相邻两帧雷达图的相关性数据。

其中，相邻两帧雷达图为雷达连续检测两个周期得到的回波信号确定的两个雷达图，相邻两个雷达图在时间上连续。相关性数据可以根据各像素点的灰度值进行计算，具体的，可以将相邻两帧雷达图处于同一位置的像素点作为像素点对，根据每个像素点对的灰度值确定相邻两帧雷达图的相关性数据。

示例性的，假设雷达图包括P行Q列个像素点，相邻两帧雷达图中的一个雷达图为雷达图F₁，

相邻两帧雷达图中的另一个雷达图为雷达图F₂，

其中的元素表示各像素点的灰度值。像素点对为同一位置处的像素点，例如位置坐标为(1,1)的像素点对f₁₁和f′₁₁，位置坐标为(1,2)的像素点对f₁₂和f′₁₂。以此类推，可以得到相邻两帧图像的像素点对。根据相邻两帧像素点对的灰度值，可以确定相邻两帧雷达图的相关性数据。

在本申请实施例中，确定相邻两帧雷达图的相关性数据，包括：将相邻两帧雷达图中对应同一位置的两个像素点作为像素点对，并确定各像素点对的乘积之和，作为第一相关性数据；针对相邻两帧雷达图中的各雷达图，确定对各像素点的平方和开根号之后的数值，并确定相邻雷达图对应的数值的乘积，作为第二相关性数据；将所述第一相关性数据和所述第二相关性数据的比值，作为相邻两帧雷达图的相关性数据。

具体的，可以基于如下公式确定相邻两帧雷达图的相关性数据：

其中，∑_m∑_nA_m,nB_m,n为各像素点对的乘积之和，

为相邻两帧雷达图中一帧雷达图的像素点的平方和开根号的数值，

为相邻两帧雷达图中另一帧雷达图的像素点的平方和开根号的数值。

S130、若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

其中，预设相关性范围可以根据实际情况确定。可以将各相关性数据与预设相关性范围进行比较，如果相关性数据不满足预设相关性范围，则确定该相关性数据对应的相邻两帧雷达图中存在异常点数据，则可以进行山体滑坡预警。

图3为本申请实施例提供的另一基于雷达图的山体滑坡检测方法的流程图。本实施例是在上述实施例的基础上进行优化。需要说明的是，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述任意实施例。具体的，如图3所示，该方法具体包括如下步骤：

S210、根据山体区域中的雷达进行连续探测得到的回波信号，确定至少四帧雷达图。

S220、确定相邻两帧雷达图的相关性数据。

S230、针对至少四帧雷达图的相邻两帧雷达图的相关性数据，构成一维矩阵。

示例性的，针对至少四帧雷达图的相邻两帧雷达图的相关性数据，按照检测时间顺序进行排序，得到一维矩阵。例如，雷达经过四个周期进行检测得到的雷达图分别为F₁、F₂、F₃和F₄。确定F₁和F₂的相关性数据得到R₁，确定F₂和F₃的相关性数据得到R₂，确定F₃和F₄的相关性数据得到R₃，最终得到一维矩阵[R₁ R₂ R₃]。

S240、从所述一维矩阵中获取第一预设数量个连续的相关性数据，作为参考数据。

其中，第一预设数量可以根据实际情况进行确定。具体的，假设一维矩阵为[R₁ R₂R₃…R_N]，假设第一预设数量为5，则参考数据为[R₁ R₂ R₃ R₄ R₅]，[R₂ R₃ R₄ R₅ R₆]，[R₃ R₄R₅ R₆ R₇]，……[R_N-4 R_N-3 R_N-2 R_N-1 R_N]。其中，N为相关性数据的数量。

S250、根据所述参考数据，确定针对所述参考数据中的待检测数据的预设相关性范围。

示例性的，可以将参考数据中任意一个数据作为待检测数据，并根据参考数据确定预设相关性范围，将待检测数据与预设相关性范围进行比较，从而确定是否进行山体滑坡预警。

在本申请实施例中，根据所述参考数据，确定针对所述参考数据中的待检测数据的预设相关性范围，包括：将所述参考数据的中位数作为待检测数据；针对所述待检测数据两侧的参考数据，确定位于待检测数据单侧的参考数据的平均值，并根据所述平均值的最小值确定预设相关性范围。

示例性的，如图4所示，第一预设数量可以取为奇数，以将参考数据的中位数作为待检测数据，例如，图4中的n为奇数，Rm为中位数，将Rm作为待检测数据，将位于Rm之前的R1…Rm-1个参考数据求平均值，并将位于Rm之后的Rm+1…Rn个参考数据求平均值，得到两个平均值，确定两个平均值之间的最小值，根据最小值确定预设相关性范围。例如，将最小值乘以

作为门限值，将0至门限值之间的范围作为预设相关性范围。其中

为数据调节参数，可以根据实际情况进行选取。在另一可实现方案中，可以确定两个平均值之间的最大值，将最大值乘以

作为门限值，将0至门限值之间的范围作为预设相关性范围。在另一可实现方案中，还可以确定两个平均值的平均值，将两个平均值的平均值乘以

作为门限值，将0至门限值之间的范围作为预设相关性范围。

在本申请实施例中，还可以在参考数据中取多个待检测数据，例如，针对参考数据[R₁ R₂ R₃…R₁₁]，可以将R4、R8作为待检测数据，计算R₁ R₂ R₃的平均值，计算R₅ R₆ R₇的平均值，R₉ R₁₀ R₁₁的平均值，再进一步根据平均值确定门限值。确定门限值的方案如上所述。以此类推，选取的待检测数据的数量和位置不做限定。

在本申请实施例中，若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警，包括：遍历所述一维矩阵中的各元素，将该元素作为所述参考数据中的第一个数据，确定所述参考数据中的待检测数据是否满足预设相关性范围；若连续第二预设数量个待检测数据均不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

具体的，假设一维矩阵为[R₁ R₂ R₃…R_N]，假设第一预设数量为5，则参考数据为[R₁R₂ R₃ R₄ R₅]，[R₂ R₃ R₄ R₅ R₆]，[R₃ R₄ R₅ R₆ R₇]，……[R_N-4 R_N-3 R_N-2 R_N-1 R_N]。其中，待检测数据分别为R₃、R₄、R₅……R_N-2。分别确定R₃、R₄、R₅……R_N-2是否满足预设相关性范围，如果连续第二预设属两个待检测数据均不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。其中第二预设数量可以根据实际情况确定，例如为3个，则如果R₃、R₄、R₅均不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

本申请实施例提供的一种基于雷达图的山体滑坡检测方法，在上述实施例的基础上进行优化，针对至少四帧雷达图的相邻两帧雷达图的相关性数据，构成一维矩阵；从所述一维矩阵中获取第一预设数量个连续的相关性数据，作为参考数据；根据所述参考数据，确定针对所述参考数据中的待检测数据的预设相关性范围。通过相关性数据，确定雷达图中的异常图像，从而根据异常图像进行山体滑坡预警，提高了山体滑坡预警的准确性。

图5为本申请实施例提供的又一基于雷达图的山体滑坡检测方法的流程图。本实施例是在上述实施例的基础上进行优化。需要说明的是，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述任意实施例。具体的，如图5所示，该方法具体包括如下步骤：

S310、根据雷达相邻探测方向上与雷达距离相等的相邻位置点处回波信号的强度数据，在相邻位置点之间进行强度插值，确定与雷达距离相等的插值位置点处的强度数据。

本申请实施例的技术方案通过雷达探测目标，雷达位置如图2所示，该雷达可以为单发单收的机械式扫描毫米波雷达。该雷达绕中心旋转，连续发射和接收调频无线电波。其中，从雷达发射出的发散状的虚线为雷达的探测信号，相邻两个探测信号对应的方向为相邻探测方向，相邻位置点为相邻探测方向上与雷达距离相等的点，如图6中的A点和B点。反射回波为雷达发射的探测信号被反射后返回被雷达接收到的回波，反射回波的强度数据可以由雷达检测得到。与环境中某个位置相对应的反射回波的强度数据可以反映该位置是否存在目标，并可以根据反射回波的强度数据确定目标的位置、尺寸、形状等信息。雷达每次发射探测信号的探测方向可以用方位角进行表征，一个探测方向的方位角可以为是从雷达指北方向线起，依顺时针方向到该探测方向之间的水平夹角。雷达探测到每一个方位角时，在该方位角上与雷达距离不同的每个位置点处，对应得到一个反射回波的强度数据，每一个方位角对应多个强度数据，得到一维强度数据，雷达旋转扫射一周，可以形成一个极坐标表示的各位置点对应的二维强度数据。

本申请实施例中，在雷达的相邻探测方向上，随着探测距离的增加，相邻位置点的圆弧间距会增加，在该情况下，相邻位置点中间空白区域没有雷达探测数据，影响探测结果，在本申请实施例中，可以通过插值的方式，在相邻位置点之间进行回波强度插值，以填充相邻位置点中间空白区域，增加数据量，以提高目标检测的精度。

在本申请实施例中，可以根据相邻位置点的强度数据，选取不同的权重，以确定插值位置点处的强度数据，例如相邻位置点的强度为S_A和S_B，其权重分别为ω₁和ω₂，插值位置点处的强度数据为S_C，则S_C＝S_A×ω₁+S_B×ω₂。

在本申请实施例中，对S310进行优化，根据雷达相邻探测方向上与雷达距离相等的相邻位置点处反射回波的强度数据，在相邻位置点之间进行强度插值，确定与雷达距离相等的插值位置点处的强度数据，包括：在以所述相邻位置点为端点的同心圆弧上进行强度插值，得到插值位置点；所述同心圆弧为以雷达为圆心的，以雷达到所述相邻位置点为半径的圆弧；将相邻位置点中第一位置点到插值位置点的同心圆弧长度，与相邻位置点之间的同心圆弧长度的比值，作为相邻位置点中第二位置点的强度数据的第一权重值；将相邻位置点中第二位置点到插值位置点的同心圆弧长度，与相邻位置点之间的同心圆弧长度的比值，作为相邻位置点中第一位置点的强度数据的第二权重值；根据第一权重值和第二权重值，对相邻位置点的强度数据进行加权求和，作为所述插值位置点的强度数据。

具体的，本申请实施例一种插值方式：在相邻位置点之间进行强度插值可以是，在以雷达为圆心以相邻位置点为端点的圆弧上进行插值，得到插值位置点。如图7所示。插值位置点C和插值位置点D为在以雷达为圆心的

上进行插值得到的。插值位置点的间隔可以相等，也可以不相等。如图7所示，A、B两点为相邻位置点，C、D两点为插值位置点且位于A、B两点之间，A、B、C和D到雷达的距离相同，则C点的强度数据

D点的强度数据

本申请实施例另一种插值方式：如图8所示，A、B两点为与雷达距离相等的相邻位置点，P、Q两点为与雷达距离相等的相邻位置点，K、L两点为与雷达距离相等的相邻位置点，可以在A所在的探测方向与B所在的探测方向之间，以及位于弧线段PQ以及弧线段KL之间的插值点作为位于A点和B点之间的插值位置点。即E点为插值位置点且位于A、B两点之间，E点的强度数据

本申请实施例另一种插值方式：如图9所示，可以在相邻位置点A点和B点之间的连线上进行插值，如图9中的F点。F点的强度数据

显而易见的是，插值方式不局限于上述两种，本申请实施例对具体的插值方式不做限定。

本申请实施例中，因为插值位置点的强度数据由相邻位置点的强度数据计算得到，所以将雷达同一探测方向上与雷达不同距离位置点处反射回波的强度数据作为矩阵的行元素，按照雷达探测方向的变化顺序，依次形成初始矩阵的第二行、第三行、第四行等。每个探测方向的强度数据记为数列{a_n|n∈[1,N]}，a_n表示为距雷达n×δ米远处的强度数据，其中n为采样数，δ为雷达的距离分辨率。每一行表示雷达同一探测方向上与雷达距离依次增大的位置点的强度数据，每一列表示不同探测方向上与雷达距离相等的位置点的强度数据，每一列中相邻元素对应的探测方向为相邻探测方向，第一个列元素与最后一个列元素对应的探测方向为相邻探测方向，其中，初始矩阵A如下所示：

其中，M表示雷达探测方向的数量，N表示采样数，即雷达同一探测方向上得到的强度数据的数量。a₁₁表示雷达初始探测方向上，距离雷达最近的位置点的强度数据，a₁₂表示雷达初始探测方向上，与雷达距离大于a₁₁的第二个位置点的强度数据，a₂₁表示雷达第二个探测方向上，距离雷达最近的位置点的强度数据，a₃₁表示雷达第三个探测方向上，距离雷达最近的位置点的强度数据，依次类推。

示例性的，初始矩阵的大小为M×N，若在相邻位置点之间插入一个插值位置点，则插值矩阵大小为2M×N，若在相邻位置点之间插入两个插值位置点，则插值矩阵大小为3M×N，本申请实施例对插值数量不做限定。本申请实施例中，插值位置点的强度数据根据相邻位置点的强度数据计算得到，在初始矩阵中，每一列相邻的两个矩阵元素为相邻位置点的强度数据，例如a₃₁和a₄₁为相邻矩阵点。需要说明的是，在初始矩阵的同一列中，第一个元素和最后一个元素为相邻位置点。

本申请实施例中，与雷达距离相等的位置点间隔相等；根据所述初始矩阵中同一列的列元素进行强度插值，得到插值矩阵，包括：

基于如下公式，根据所述初始矩阵中同一列的列元素进行等间隔强度插值，可以确定插值矩阵中各元素的取值：

其中，b_ij表示插值矩阵第i行第j列元素的取值，

表示初始矩阵，

表示向下取整，％表示求余运算，T表示在相邻位置点之间插值位置点的数量加一，M表示雷达扫描一周时探测方向的数量。需要说明的是，通过上述公式确定的b_ij可能不是整数，因此为了使插值矩阵中的各元素为整数，可以对b_ij进行四舍五入取整，也可以向上取整或者向下取整，具体取整方式不做限定。另外，如果在之前的执行过程中未对强度数据进行归一化，也可以将此数据进行归一化到[0,255]之后再进行取整。

本方案中，为方便计算插值位置点的强度数据，设置与雷达距离相等的位置点间隔相等，即如图7所示，A、B为相邻位置点，C、D为插值位置点，A、B、C和D到雷达的距离相等，则弧AC的长度等于弧CD的长度等于弧DB的长度。具体的，如果如图7所示进行插值，则可以确定插值矩阵为：

S320，确定雷达图中各像素点所对应的位置点；其中，所述位置点包括强度插值之后各强度数据对应的位置点。

其中，雷达图为用于反映雷达探测区域内各位置点的反射回波强度数据的图像。雷达图中像素点的数量，即雷达图的分辨率，可以根据情况进行设置，在此不做限定。为了提高雷达图的精度，实现强度数据的细粒度显示，可以提高雷达图各像素点之间灰度值的连续性，提高了雷达图的平滑度。

在另一实现方案中，也可以根据S310中插值得到的强度数据的数量，以及位置点的密度信息，确定雷达图的像素点数量，以实现雷达图中像素点的数量与插值后的强度数据的数量相对应，雷达图的像素点与各位置点相对应。

在本申请实施例中，雷达图实际上反映的是实际的雷达探测区域中的各位置点的强度数据，雷达图与雷达探测区域相对应，各像素点表示雷达探测区域中对应的各子区域。通过雷达图对雷达探测区域的各位置点的强度数据进行表示，需要确定各像素点所对应的位置点，从而确定各像素点应该赋予哪个位置点的强度数据。具体的，可以根据各像素点在雷达图中的位置，以及各位置点在实际探测区域中的位置，形成各像素点与实际位置点的映射关系，从而确定各像素点所对应的位置点。

具体的，如图7所示，各位置点为极坐标下的位置点，雷达图中的像素点所代表的实际探测区域中的位置与各位置点并不一定完全重合，因此，可以取近似，将距离雷达图中像素点所代表的实际探测区域中的位置最近的位置点，作为该像素点对应的位置点。

本申请实施例中，强度插值之后各强度数据可以表示各位置点返回的反射回波的强度，可以根据强度数据绘制雷达图，从而通过雷达图对空间上实际探测区域中各位置点的强度数据进行直观显示，并根据雷达图对各位置点的目标进行精准检测。

本申请实施例中，确定雷达图中各像素点所对应的位置点，包括：将雷达设定为雷达图的图像中心，根据雷达扫描的实际区域与所述雷达图的像素的对应位置，将所述雷达图中各像素点的像素坐标转换为笛卡尔坐标；根据笛卡尔坐标与极坐标的转换关系，确定各像素点对应的极坐标；根据极坐标对应的位置点，确定雷达图中各像素点对应的位置点。

示例性的，设置雷达图F包括P行Q列个像素点，则

其中，f_pq表示位置(p，q)处的像素点灰度值，F可以映射为一个PΔ×QΔ的矩形区域，其中每个像素对应实际空间中边长为Δ米的正方形区域，例如F包括3000行，2000列的像素点，若F映射600×400米的雷达探测区域，则每个像素对应边长为0.2米的正方形区域。本申请实施例中，可以将P、Q取奇数，以将雷达位置设置于雷达图正中心。

具体的，若雷达位置设定在雷达图正中心，则像素点(p，q)转换为笛卡尔坐标系为：

根据上述公式可得到各像素点对应的笛卡尔坐标，根据笛卡尔坐标与极坐标的转换关系，可以确定各像素点对应的极坐标，转换关系如下所示：

(γ,θ)即为极坐标，||表示或的关系。各像素点通过上述公式运算，可以得到各自对应的极坐标。根据极坐标对应的位置点，可以确定雷达图中各像素点对应的位置点，例如极坐标为(10,0^°)，则该极坐标对应的位置点为：雷达初始探测方向上，距离雷达10米处的位置。

本方案中，因为各位置点的强度数据反映为插值矩阵中的各元素，插值矩阵中各元素对应各自的位置点，各位置点对应极坐标，各个极坐标对应各像素点，所以可以得到雷达图像素点对应位置点的强度数据，进而将该强度数据作为雷达图像素点的灰度值。

S330、根据各位置点的强度数据，确定与各位置点对应的雷达图像素点的灰度值，并根据所述灰度值生成雷达图。

在本申请实施例中，位置点包括插值之前的相邻位置点，以及插值之后的插值位置点，相应地，强度数据包括插值之前的相邻位置点的强度数据，以及插值之后的插值位置点的强度数据。在确定雷达图中各像素点对应的位置点之后，可以根据位置点的强度数据，确定各像素点的灰度值，进而根据灰度值绘制雷达图。目标可以是雷达探测区域的各类物体，包括但不限于金属物体、塑料物体、动植物、石块等，以雷达探测区域为道路为例，目标可以是道路上的宠物、钱包、轮胎、三角警示架等各类抛洒物。具体的，可以对各位置点的强度数据进行处理之后，作为各像素点的灰度值，例如将强度数据进行归一化，以使各强度数据在[0,255]之间，以表示灰度值。

在本申请实施例中，若需将雷达图绘制为彩色图像，可以将灰度值映射到色卡得到彩色图像，以提高显示效果，本申请实施例对雷达图的颜色不做限定。

本申请实施例中，雷达图中各像素点数值与各位置点的强度数据相对应，在雷达探测区域中，存在目标的位置点的强度数据与不存在目标的位置点的强度数据不同，因此雷达图中存在目标的像素点的灰度值与不存在目标的像素点的灰度值不同，进而可以根据雷达图中各像素点的灰度值差异，对雷达探测区域中的目标进行检测。具体的，可以根据雷达图中的目标对应的像素点的位置，确定目标在实际探测区域中的位置，以及根据雷达图中的目标对应的像素点的区域等特征，确定目标的形状、体积等特征。

本申请实施例中，进一步的，将雷达图像素点对应位置点的强度数据，作为雷达图像素点的灰度值，包括：

基于如下公式，确定雷达图像素点的灰度值：

其中，f_pq表示雷达图中像素坐标为(p，q)的像素点的灰度值，round表示四舍五入取整，θ表示当前探测方向的方位角，θ₁表示初始探测方向的方位角，σ表示进行强度插值后的与雷达距离相等的相邻两个位置点之间的偏转角度，γ表示位置点与雷达的距离，δ表示雷达的最小探测距离。示例性的，若未进行插值，

若在相邻位置点之间插值位置点的数量为2，则

需要说明的是，根据上述公式确定雷达图像素点的灰度值之前，需已经将b_ij归一化至[0,255]之间，以表示灰度值。

本申请实施例中，示例性的，可以计算出所有像素点灰度值和插值矩阵的映射关系，预先保存到表中以备查找。后续雷达每扫描一周，可以根据本申请实施例所述方法，得到插值矩阵，遍历雷达图中所有像素点，查表填充各像素点灰度值，得到雷达图。

S340、确定相邻两帧雷达图的相关性数据。

S350、若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

本申请实施例提供的一种基于雷达图的山体滑坡检测方法，在上述实施例的基础上进行优化，根据雷达相邻探测方向上与雷达距离相等的相邻位置点处反射回波的强度数据，在相邻位置点之间进行强度插值，确定与雷达距离相等的插值位置点处的强度数据；确定雷达图中各像素点所对应的位置点，根据各位置点的强度数据，确定与各位置点对应的雷达图像素点的灰度值，并根据所述灰度值生成雷达图，根据所述雷达图对雷达探测区域进行目标检测。本技术方案通过在相邻位置点插值，得到了插值位置点的强度数据，扩展了雷达探测的位置点数量以及强度数据的数量，根据各位置点的强度数据，确定出相应的雷达图像素点的灰度值，快速地绘制出雷达图进行山体滑坡检测，实现了对雷达未探测到的区域进行山体滑坡检测，提高了山体滑坡检测精准度。

图10为本申请一种实施例提供的基于雷达图的山体滑坡检测装置的结构示意图。本实施例提供的基于雷达图的山体滑坡检测装置包括：

雷达图确定模块410，用于根据山体区域中的雷达进行连续探测得到的回波信号，确定至少两帧雷达图；

相关性数据确定模块420，用于确定相邻两帧雷达图的相关性数据；

预警模块430，用于若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

在本申请实施例中，相关性数据确定模块420，包括：第一相关性数据确定单元，用于将相邻两帧雷达图中对应同一位置的两个像素点作为像素点对，并确定各像素点对的乘积之和，作为第一相关性数据；第二相关性数据确定单元，用于针对相邻两帧雷达图中的各雷达图，确定对各像素点的平方和开根号之后的数值，并确定相邻雷达图对应的数值的乘积，作为第二相关性数据；比值单元，用于将所述第一相关性数据和所述第二相关性数据的比值，作为相邻两帧雷达图的相关性数据。

在本申请实施例中，所述雷达图为至少四帧；所述装置还包括：一维矩阵确定模块，用于针对至少四帧雷达图的相邻两帧雷达图的相关性数据，构成一维矩阵；参考数据确定模块，用于从所述一维矩阵中获取第一预设数量个连续的相关性数据，作为参考数据；范围确定模块，用于根据所述参考数据，确定针对所述参考数据中的待检测数据的预设相关性范围。

在本申请实施例中，范围确定模块，包括：待检测数据确定单元，用于将所述参考数据的中位数作为待检测数据；最小值确定单元，用于针对所述待检测数据两侧的参考数据，确定位于待检测数据单侧的参考数据的平均值，并根据所述平均值的最小值确定预设相关性范围。

在本申请实施例中，预警模块430，包括：遍历单元，用于遍历所述一维矩阵中的各元素，将该元素作为所述参考数据中的第一个数据，确定所述参考数据中的待检测数据是否满足预设相关性范围；判断单元，用于若连续第二预设数量个待检测数据均不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

在本申请实施例中，雷达图确定模块410，包括：强度插值单元，用于根据雷达相邻探测方向上与雷达距离相等的相邻位置点处回波信号的强度数据，在相邻位置点之间进行强度插值，确定与雷达距离相等的插值位置点处的强度数据；位置点确定单元，用于确定雷达图中各像素点所对应的位置点；其中，所述位置点包括强度插值之后各强度数据对应的位置点；灰度值确定单元，用于根据各位置点的强度数据，确定与各位置点对应的雷达图像素点的灰度值，并根据所述灰度值生成雷达图。

在本申请实施例中，强度插值单元，包括：插值子单元，用于在以所述相邻位置点为端点的同心圆弧上进行强度插值，得到插值位置点；所述同心圆弧为以雷达为圆心的，以雷达到所述相邻位置点为半径的圆弧；第一权重值确定子单元，用于将相邻位置点中第一位置点到插值位置点的同心圆弧长度，与相邻位置点之间的同心圆弧长度的比值，作为相邻位置点中第二位置点的强度数据的第一权重值；第二权重值确定子单元，用于将相邻位置点中第二位置点到插值位置点的同心圆弧长度，与相邻位置点之间的同心圆弧长度的比值，作为相邻位置点中第一位置点的强度数据的第二权重值；求和子单元，用于根据第一权重值和第二权重值，对相邻位置点的强度数据进行加权求和，作为所述插值位置点的强度数据。

本申请实施例提供的基于雷达图的山体滑坡检测装置可以用于执行上述任意实施例提供的基于雷达图的山体滑坡检测方法，具备相应的功能和有益效果。

图11为本申请一种实施例提供的电子设备的结构示意图。电子设备10旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备10还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、用户设备、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。

如图11所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络、无线网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如基于雷达图的山体滑坡检测方法。

在一些实施例中，基于雷达图的山体滑坡检测方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行基于雷达图的山体滑坡检测方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本申请的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本申请的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备10上实施此处描述的系统和技术，该电子设备10具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备10。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims

1.一种基于雷达图的山体滑坡检测方法，其特征在于，所述方法包括：

确定相邻两帧雷达图的相关性数据；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定相邻两帧雷达图的相关性数据，包括：

将相邻两帧雷达图中对应同一位置的两个像素点作为像素点对，并确定各像素点对的乘积之和，作为第一相关性数据；

针对相邻两帧雷达图中的各雷达图，确定对各像素点的平方和开根号之后的数值，并确定相邻雷达图对应的数值的乘积，作为第二相关性数据；

将所述第一相关性数据和所述第二相关性数据的比值，作为相邻两帧雷达图的相关性数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达图为至少四帧；所述预设相关性范围的确定过程包括：

针对至少四帧雷达图的相邻两帧雷达图的相关性数据，构成一维矩阵；

从所述一维矩阵中获取第一预设数量个连续的相关性数据，作为参考数据；

根据所述参考数据，确定针对所述参考数据中的待检测数据的预设相关性范围。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述参考数据，确定针对所述参考数据中的待检测数据的预设相关性范围，包括：

将所述参考数据的中位数作为待检测数据；

针对所述待检测数据两侧的参考数据，确定位于待检测数据单侧的参考数据的平均值，并根据所述平均值的最小值确定预设相关性范围。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述相关性数据不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警，包括：

遍历所述一维矩阵中的各元素，将该元素作为所述参考数据中的第一个数据，确定所述参考数据中的待检测数据是否满足预设相关性范围；

若连续第二预设数量个待检测数据均不满足预设相关性范围，则进行山体滑坡预警。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据山体区域中的雷达进行连续探测得到的回波信号，确定至少两帧雷达图，包括：

根据雷达相邻探测方向上与雷达距离相等的相邻位置点处回波信号的强度数据，在相邻位置点之间进行强度插值，确定与雷达距离相等的插值位置点处的强度数据；

确定雷达图中各像素点所对应的位置点；其中，所述位置点包括强度插值之后各强度数据对应的位置点；

根据各位置点的强度数据，确定与各位置点对应的雷达图像素点的灰度值，并根据所述灰度值生成雷达图。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据雷达相邻探测方向上与雷达距离相等的相邻位置点处反射回波的强度数据，在相邻位置点之间进行强度插值，确定与雷达距离相等的插值位置点处的强度数据，包括：

在以所述相邻位置点为端点的同心圆弧上进行强度插值，得到插值位置点；所述同心圆弧为以雷达为圆心的，以雷达到所述相邻位置点为半径的圆弧；

将相邻位置点中第一位置点到插值位置点的同心圆弧长度，与相邻位置点之间的同心圆弧长度的比值，作为相邻位置点中第二位置点的强度数据的第一权重值；

将相邻位置点中第二位置点到插值位置点的同心圆弧长度，与相邻位置点之间的同心圆弧长度的比值，作为相邻位置点中第一位置点的强度数据的第二权重值；

根据第一权重值和第二权重值，对相邻位置点的强度数据进行加权求和，作为所述插值位置点的强度数据。

8.一种基于雷达图的山体滑坡检测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-7中任一所述的基于雷达图的山体滑坡检测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的基于雷达图的山体滑坡检测方法。