[發(fā)明專利]一種基于現(xiàn)場(chǎng)視頻的探地雷達(dá)輔助定位方法及定位系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110471448.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN113126083A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 項(xiàng)芒;秦鵬;嚴(yán)晶;莊錦峰;李炫昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳安德空間技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/86
• 分類號(hào): G01S13/86;G01V11/00
• 代理公司: 深圳市錕劍恒富知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44769
• 代理人: 溫玉珍

本發(fā)明提供一種基于現(xiàn)場(chǎng)視頻的探地雷達(dá)輔助定位方法及定位系統(tǒng)，屬于定位技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明定位方法包括步驟：同步輔助設(shè)備觸發(fā)信號(hào)；探地雷達(dá)主機(jī)開始采集數(shù)據(jù)；獲取每道數(shù)據(jù)的道號(hào)信息；計(jì)算機(jī)觸發(fā)攝像設(shè)備抓拍，實(shí)現(xiàn)攝像設(shè)備抓拍與探地雷達(dá)道間采集的同步，并記錄步驟S2獲取的每道數(shù)據(jù)的道號(hào)信息；計(jì)算機(jī)對(duì)抓拍的照片序列進(jìn)行視頻編碼并根據(jù)道號(hào)信息創(chuàng)建索引；計(jì)算機(jī)對(duì)視頻進(jìn)行解碼并根據(jù)索引檢索現(xiàn)場(chǎng)照片。本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)所述基于現(xiàn)場(chǎng)視頻的探地雷達(dá)輔助定位方法的定位系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果為：確保了探地雷達(dá)圖像的全程定位準(zhǔn)確度，定位精度可以達(dá)到分米級(jí)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種定位技術(shù)，尤其涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)視頻的探地雷達(dá)輔助定位方法及定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

探地雷達(dá)是一種利用高頻電磁波來(lái)確定淺表地層構(gòu)造的無(wú)損地球物理探測(cè)技術(shù)，它通過(guò)空域掃描向探測(cè)區(qū)域發(fā)射電磁波并接收散射回波，根據(jù)地下介質(zhì)的電性差異(電導(dǎo)率和介電常數(shù))來(lái)確定地下目標(biāo)體或?qū)游环植嫉奈恢谩⑿螒B(tài)、埋深和幾何形態(tài)等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知區(qū)域內(nèi)部的成像處理。由于其具有數(shù)據(jù)采集效率高，分辨率高和無(wú)損檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于道路檢測(cè)、考古、建筑工程等諸多領(lǐng)域。

探地雷達(dá)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的精確定位是關(guān)鍵。現(xiàn)有技術(shù)中，探地雷達(dá)探測(cè)過(guò)程中多采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS或全站儀來(lái)進(jìn)行精確定位，結(jié)合全時(shí)錄像時(shí)間檢索獲取現(xiàn)場(chǎng)照片進(jìn)行輔助定位。利用上述方法獲取探地雷達(dá)位置信息存在以下缺陷：

(1)差分GPS在市政道路容易受衛(wèi)星信號(hào)接收質(zhì)量影響，經(jīng)常被高大建筑物、茂密樹木及高架橋等遮擋衛(wèi)星信號(hào)而無(wú)法獲取準(zhǔn)確的定位信息，導(dǎo)致定位偏差幾米到幾十米；

(2)全站儀受可視距離限制無(wú)法勝任長(zhǎng)距離探測(cè)作業(yè)的要求；

(3)全時(shí)錄像時(shí)間檢索技術(shù)，是靠連續(xù)抓拍照片全時(shí)錄像，事先需要嚴(yán)格校準(zhǔn)雷達(dá)采集主機(jī)和抓拍攝像機(jī)的時(shí)間，使得雙方時(shí)間嚴(yán)格同步。即使如此，仍會(huì)有不低于100毫秒左右的時(shí)間偏差，在車載探地雷達(dá)正常時(shí)速(不低于40公里/小時(shí))的情況下，產(chǎn)生米級(jí)或以上的照片定位誤差；此外，全時(shí)錄像過(guò)程中由于暫停采集(等紅燈期間)或者車速過(guò)慢時(shí)所占用的存儲(chǔ)空間及視頻文件的傳輸時(shí)間都有很高的消耗。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的通過(guò)差分GPS、全站儀和全時(shí)錄像等方法無(wú)法全程精確定位的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于現(xiàn)場(chǎng)視頻的探地雷達(dá)輔助定位方法，還提供一種實(shí)現(xiàn)所述定位方法的定位系統(tǒng)，根據(jù)探地雷達(dá)數(shù)據(jù)采集的道間距和旋轉(zhuǎn)編碼器的精度，建立探地雷達(dá)圖像道數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)抓拍照片之間的精確匹配，探地雷達(dá)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中位置信息全程精確記錄，從而實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)精度的現(xiàn)場(chǎng)照片定位功能。

本發(fā)明基于現(xiàn)場(chǎng)視頻的探地雷達(dá)輔助定位方法，包括如下步驟：

步驟S1：同步輔助設(shè)備觸發(fā)信號(hào)；

步驟S2：探地雷達(dá)主機(jī)開始采集數(shù)據(jù)，獲取每道數(shù)據(jù)的道號(hào)信息；

步驟S3：計(jì)算機(jī)觸發(fā)攝像設(shè)備抓拍，實(shí)現(xiàn)攝像設(shè)備抓拍與探地雷達(dá)道間采集的同步，并記錄步驟S2獲取的每道數(shù)據(jù)的道號(hào)信息；

步驟S4：計(jì)算機(jī)對(duì)抓拍的照片序列進(jìn)行視頻編碼并根據(jù)道號(hào)信息創(chuàng)建索引；

步驟S5：計(jì)算機(jī)對(duì)視頻進(jìn)行解碼并根據(jù)索引檢索現(xiàn)場(chǎng)照片，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)精準(zhǔn)定位。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S1中，所述同步輔助設(shè)備為探地雷達(dá)與攝像設(shè)備共用的旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與車輪共軸設(shè)置，旋轉(zhuǎn)編碼器的觸發(fā)信號(hào)分出兩路，一路引入到探地雷達(dá)主機(jī)，一路引入到計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)控制攝像設(shè)備進(jìn)行抓拍。

使用輪式載具后部掛載探地雷達(dá)，并在輪式載具的車輪上共軸安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，將攝像機(jī)固定在輪式載具尾部頂端，鏡頭45°傾斜角度對(duì)準(zhǔn)探地雷達(dá)后方地面，組成一體化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。