[發明專利]一種基于探地雷達的地下管線參數自識別方法

有效

• 申請號: 201410283348.6
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104020495A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 鄭晶;楊峰;杜翠;喬旭;夏云海
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01S13/88;G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于探地雷達的地下管線參數自識別方法，其特征在于，可以根據探地雷達接收到管線的散射信號反演出管徑目標的位置及管徑，包括如下步驟：

1：預處理，首先采用零偏矯正、數字濾波、小波軟閾值去噪、從接收信號中濾除背景噪聲及各類雜波信號，然后利用SVD變換的優勢，分離背景和目標信號；

2：雙曲線邊緣提取，利用小波模極大值方法對預處理后的剖面進行邊緣檢測，找出目標曲線位置并最大限度的保留類雙曲線信號在原始剖面中的形狀特征；

3：目標初始特征參數求取，結合目標的特征和波動反射理論，求取介質的速度、目標的位置以及管徑等參數，由于讀取誤差的存在，本步驟提取參數與實際值存在一定誤差，只能作為反演計算的初始參數；

4：以3中計算的參數作為初始參數，在一定的正負范圍內，對速度參數值進行等間隔掃描，并針對每次的掃描值，計算出相應的位置和管徑參數，反演出散射點的空間位置；

5：基于Hough變換，對反演結果做圓檢測，記錄每個反演信息在參數域中對應的峰值，進行峰值檢測，作為識別管徑參數的依據，得到介質速度、目標位置以及管徑等參數的最佳估計值，從而達到管徑檢測的目的。

2.根據權利要求1所述的基于探地雷達的地下管線參數自識別方法，其特征在于，同時對預處理后的剖面進行邊緣提取，由于預處理已經去除了直達波、地面反射波以及噪聲等雜波信號，因此能夠最大限度地提取出類雙曲線特征邊緣信號。

3.根據權利要求1所述的基于探地雷達的地下管線參數自識別方法，其特征在于，給出了一種基于波動反射理論的目標定位、管徑及介質速度的計算方法，對類雙曲線邊緣進行取點，結合已知的接收天線位置以及到達時間，即可計算出目標的位置、管徑以及介質的速度等參數的初始值，無需已知介質的速度。

4.根據權利要求1所述的基于探地雷達的地下管線參數自識別方法，其特征在于，給出了散射點空間位置的反演公式，當速度值匹配最好時，其它依賴于速度進行計算的參數值也最準確，反演結果越接近于真實目標散射點的空間位置。

5.根據權利要求1所述的基于探地雷達的地下管線參數自識別方法，其特征在于，以反演的結果作為Hough變換圓檢測的輸入，采用基于最小距離原則的遞歸方法來找到所有參數域內的局部極大值，對圓心進行定位，當參數值與真實值一致時，根據權利要求4反演出的曲線形狀最接近于圓，而其他情況則類似于橢圓或雙曲線，橢圓和雙曲線在Hough變換后，不能形成有效的交點，圓心迅速擴散，圓心的累積值將會降低，記錄下所有反演結果對應的圓心累計值，采用峰值檢測技術，就可以找到反演結果最接近圓時對應的速度值，進而得到對應的管線目標位置及管徑等參數的最佳估計值，檢測結果可以減少由于曲線讀取以及殘留噪聲、雜波等造成的誤差，可信度高。