[发明专利]一种基于探地雷达的地下管线参数自识别方法

权利要求书

1.一种基于探地雷达的地下管线参数自识别方法，其特征在于，可以根据探地雷达接收到管线的散射信号反演出管径目标的位置及管径，包括如下步骤：

1：预处理，首先采用零偏矫正、数字滤波、小波软阈值去噪、从接收信号中滤除背景噪声及各类杂波信号，然后利用SVD变换的优势，分离背景和目标信号；

2：双曲线边缘提取，利用小波模极大值方法对预处理后的剖面进行边缘检测，找出目标曲线位置并最大限度的保留类双曲线信号在原始剖面中的形状特征；

3：目标初始特征参数求取，结合目标的特征和波动反射理论，求取介质的速度、目标的位置以及管径等参数，由于读取误差的存在，本步骤提取参数与实际值存在一定误差，只能作为反演计算的初始参数；

4：以3中计算的参数作为初始参数，在一定的正负范围内，对速度参数值进行等间隔扫描，并针对每次的扫描值，计算出相应的位置和管径参数，反演出散射点的空间位置；

5：基于Hough变换，对反演结果做圆检测，记录每个反演信息在参数域中对应的峰值，进行峰值检测，作为识别管径参数的依据，得到介质速度、目标位置以及管径等参数的最佳估计值，从而达到管径检测的目的。

2.根据权利要求1所述的基于探地雷达的地下管线参数自识别方法，其特征在于，同时对预处理后的剖面进行边缘提取，由于预处理已经去除了直达波、地面反射波以及噪声等杂波信号，因此能够最大限度地提取出类双曲线特征边缘信号。

3.根据权利要求1所述的基于探地雷达的地下管线参数自识别方法，其特征在于，给出了一种基于波动反射理论的目标定位、管径及介质速度的计算方法，对类双曲线边缘进行取点，结合已知的接收天线位置以及到达时间，即可计算出目标的位置、管径以及介质的速度等参数的初始值，无需已知介质的速度。

4.根据权利要求1所述的基于探地雷达的地下管线参数自识别方法，其特征在于，给出了散射点空间位置的反演公式，当速度值匹配最好时，其它依赖于速度进行计算的参数值也最准确，反演结果越接近于真实目标散射点的空间位置。

5.根据权利要求1所述的基于探地雷达的地下管线参数自识别方法，其特征在于，以反演的结果作为Hough变换圆检测的输入，采用基于最小距离原则的递归方法来找到所有参数域内的局部极大值，对圆心进行定位，当参数值与真实值一致时，根据权利要求4反演出的曲线形状最接近于圆，而其他情况则类似于椭圆或双曲线，椭圆和双曲线在Hough变换后，不能形成有效的交点，圆心迅速扩散，圆心的累积值将会降低，记录下所有反演结果对应的圆心累计值，采用峰值检测技术，就可以找到反演结果最接近圆时对应的速度值，进而得到对应的管线目标位置及管径等参数的最佳估计值，检测结果可以减少由于曲线读取以及残留噪声、杂波等造成的误差，可信度高。