地下pe管自动绘制模块11能够根据每次从数据处理模块6传来的数据,自动在平板电脑2上wince应用程序界面按块显示其中高亮的部分,待数据全部测量完成,最后将高亮部分连线,绘制出地下非金属管线的路径位置,并同时在界面上显示管线深度等其他信息。
一种具有自适应能力的高精度地下pe管探测装置的探测方法,包括以下内容:
当装置处于工作环境时,系统电源3通过dc/dc电源模块4分别给系统各个工作模块供所需类型的电源。
平板电脑2驱动自适应行走机构10按照预设的先右再上、先右再下、先左再上、先左再下4种测量路径之一,进行运动,如果只有一种行进路径,每次测量时都要将装置放置在固定位置,每次搬仪器很繁琐。有四种行进路径每次开始测量时本装置不需要选择固定的起始点,只需在平板电脑2上选好行进路径,装置会自动进行行走。自适应声波信号产生模块7包含d类功率放大器14,可产生不同频率范围为500hz-1500hz连续声波,根据实验所得数据选择不同频率的声波信号,以适应不同被检测非金属管道的管径与埋深,提高测量的准确性。
声波发射传感器8将自适应声波信号产生模块7产生的声波发出,声波接收传感器阵列9与数据采集模块(高精度数据采集卡)5相连,采集到的数据送入到平板电脑2,通过平板电脑2已经下载的小波去噪程序,将信号中的噪声进行抑制,得到需要的特征信号,判断出地下非金属管线的深度、位置等信息,平板电脑2再调用数据处理模块6和地下pe管自动绘制模块11在平板电脑2界面显示目前这边区域的地下非金属管线的路径和深度等信息。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
利用雷达手段实现目标高分辨成像是一种广泛使用的方法,具有全天时、全天候、高分辨等特点,在遥感测量、军事侦察和安全检查等方面具有十分重要的应用。太赫兹(terahertz,thz)频段通常指频率在0.1thz到10thz(对应波长30μm-3mm)之间的电磁波,该频率带的频谱极具科研价值,属于全新的频率资源,以其独特的性能及在多个领域的广阔应用前景引起了广泛关注,是国际公认的重要前沿科学
技术领域:
之一。近年来,国际国内的反恐维稳形势呈现出袭击领域多、危害程度大、影响范围广的复杂态势,各国安全部门面临严峻考验。在公共安全场所对人员及物品进行安全检查是预防公共安全事件最有效手段之一,然而,目前通用的人体安检方式是金属安检门和手持式金属探测器,该方式仅能探测金属物品,无法准确辨明违禁物品,且漏检率高、效率低。太赫兹波处在毫米波向红外可见光过渡的波段,兼具微波和红外的优势,具有成像分辨率高、帧率高、穿透能力强、对人体无伤害等特点,因此,太赫兹成像是一项新的可靠的站开式(非接触)安检技术。目前,该频段现有的成像系统主要有准光扫描、合成孔径、阵列实孔径、编码孔径等方式,其中准光扫描成像方法扫描时间长,成像速度缓慢,同时所需的快速扫描平面反射镜部件价格昂贵,若提高成像速度,需要复杂的机械结构;合成孔径成像方法下的线性扫描存在重复的往返扫描,且每次扫描均为同一起点和终点,会导致成像速度变慢;阵列实孔径成像方法虽然成像速度快,但需要大量的天线阵元,成本高昂,并且阵元的相位一致性难以保证。因此,探索太赫兹安检新体制新方法,提高安检效率,达到实时安检成像的效果,是一项亟待研究的问题。雷达通过曲线运动,能够获取观测区域的全向散射信息和三维信息。圆周合成孔径雷达(csar)是曲线sar的特例,目前,曲线sar成像方法的研究主要集中在csar领域。美国学者mehrdadsoumekh教授于20世纪90年代提出csar成像模式,为后续发展奠定了基础[1]。法国宇航局与瑞典国防研究院合作,于2004年进行了国际首次机载csar数据获取实验,提高了叶簇隐蔽车辆的检测与识别性能,验证了曲线sar在获取全向散射信息的有效性[2]。在三维成像方面,德国宇航中心在2016年进行了基线多达19条的多基线csar实验,展示了csar全息图像的场景三维还原能力[3]。美国空军实验室的学者提出了一种基于csar数据的车辆三维图像重构方法[4]。此外,2018年,国内的电子科技大学采用不同高度多航过的csar成像体制,在太赫兹频段以稀疏恢复的方法实现了三维成像[5]。但是,csar成像体制要求雷达必须位于同一高度平面,且观测区域的高度信息无法通过单航过轨迹获得。
阿斯卡电磁阀VCEFCP8531G301MO
ASCO除尘阀YA2BA4521G00000
ASCO脉冲阀JPIS8314B301
阿斯卡ASCO电磁阀SCG531C002MS
阿斯卡燃气电磁阀NFB210D189
ASCO燃气电磁阀8316G064MBMO
ASCO气动阀L12BA452BG00061
8316G303
306191-MS
8223G027
EF8210G101 AC220V/50HZ
JKF8210G95M0
8263G206V
88122404
8210C93
8321G1
K302-353
JE3-8344G72
18900001
EV8316G82
8300D55
8300A82U
EF8003G1
WSEMB327A112
SCG551B401MO
EFG551H401MO
EFG551A001MS DC24V
8344G74 230AC/50HZ
WBIS8223A310
G327A001
238610-058-D
中相关参考文献[1]soumekhm.reconnaissancewithslantplanecircularsarimaging[j].ieeetransactionsonimageprocessing,1996,5(8):1252-1265.[2]p,gustavssona,lundbergm,andulanderlmh.circular-aparturevhf-bandsyntheticapertureradarfordetectionofvehiclesinforestconcealment[j].ieeetransactionsongeoscienceandremotesensing,apr.2012,4(50):1329-1339.[3]ponceo,pratspp,rodriguezm,scheiberr,andreigbera.firstairbornedemonstrationofholographicsartomographywithfullypolarimetricmulticircularacquisitionsatl-band[j].ieeegeoscienceandremotesensingsensing,oct.2016,54(10):6170-6196.[4]gorhamla.largescenesarimageformation[d].wrightstateuniversity,2015.[5]juboh,jinl,yimingp.three0dimensionalimagingofterahertzcircularsarwithsparselineararray[j].sensors,2018,18(8):2477-.技术实现要素:针对现有技术中存在的问题,本发明提出的太赫兹频段圆柱螺旋扫描成像方法属于曲线合成孔径雷达(曲线sar)成像技术,是曲线sar成像技术下的一种特殊成像构型。圆柱螺旋扫描成像方法是雷达三维成像
技术领域:
的新兴技术,本发明延续合成孔径雷达的思想,兼顾了太赫兹频段现有器件水平、成像速率、成像分辨率和系统成本。具体技术方案如下:一种太赫兹频段圆柱螺旋扫描成像方法,包括以下步骤:搭载太赫兹雷达的雷达平台沿着圆柱螺旋线的轨迹运动,在雷达平台运动过程中,太赫兹雷达视线方向始终指向场景区域中心,发送信号,并采集回波信号进行成像。优选地,所述太赫兹雷达的收发天线形式采用一组收发天线方式或一组短线阵天线方式。优选地,所述雷达平台沿着圆柱螺旋线的轨迹运动为单航轨迹运动。优选地,所述圆柱螺旋线的轨迹指动点沿着圆柱母线作匀速直线运动,同时该母线绕圆柱面的轴线作匀速转动的复合运动轨迹。优选地,根据回波信号进行成像的具体过程为:雷达接收到目标信号的回波,经过解线频调并且补偿视频相位项处理,再进行距离向脉冲压缩,将回波补偿掉剩余相位后进行相干叠加,最终得到成像结果。本发明还提供了一种太赫兹频段圆柱螺旋扫描成像系统,包括太赫兹雷达、中频接收机、信号处理器、显示器、雷达平台,其特征在于:所述太赫兹雷达安搭载在雷达平台上,并执行所述的太赫兹频段圆柱螺旋扫描成像方法的步骤。为了更好的理解本发明技术方案,下面结合附图和相关原理对本发明方法进行详细介绍。雷达工作在太赫兹频段,采用单阵元圆柱螺旋扫描方式,以圆柱螺旋线为雷达运动轨迹。动点沿着圆柱母线作匀速直线运动,同时该母线绕圆柱面的轴线作匀速转动,这种复合运动轨迹称为圆柱螺旋线,符合右手法则的为右螺旋线,其空间运动轨迹如图1所示。决定圆柱螺旋线的三要素是:半径r、导程l(或升角α)和旋向。如图2所示,螺旋线展开时为一直线,它是以圆柱底面周长2πr为底边,导程l为高的直角三角形的斜边。图3是ssar(spiralsar,螺旋合成孔径雷达)的基本模型,雷达平台以速度vz沿z轴正向作匀速直线运动,以底面半径为r、角速度为ω绕圆柱面的轴线作匀速转动,合成一条右螺旋线轨迹。雷达平台运动时,雷达视线方向始终指向场景区域中心o。设雷达平台位于z轴下方起点处为慢时间t的零时刻点,在直角坐标系下,记t时刻雷达天线相位中心位置为(x(t),y(t),z(t)),同时保持理想运动轨迹时有以下几何关系:其中为雷达平台与场景中心的距离,设点p为观测场景中任意点目标,直角坐标为(xp,yp,zp),则天线相位中心到点目标p之间的瞬时斜距为:设雷达系统的发射信号为线性调频信号(linearfrequencymodulation,lfm),则发射信号为:其中,载频为fc,脉冲宽度为tp,调频频率为k,τ为快时间,t为慢时间,rect(·)表示矩形窗函数,x为函数变量。图3中rtrt指示成像范围的半径大小。设任意点目标p的电磁散射系数为σp,发射信号经过p点反射后,雷达接收到的点目标信号回波为:以场景中心o为参考,则参考信号为:经过解线频调并且补偿视频相位项后,点目标回波表达为:src(τ,t)=σpsinc[b(τ-2△r(t)/c)]exp[-j4πfc△r(t)/c](6)其中,△r(t)=rp(t)-ro(t),j为虚数单位,c为光速,π为圆周率,式(6)即为ssar下点目标回波信号的数学模型。将解线频调后的回波进行距离向脉冲压缩,若没有进行加窗处理,那么得到距离脉压后的回波表达式为:src(τ,t)=σpsinc[b(τ-2△r(t)/c)]exp[-j4πfc△r(t)/c](7)其中b为线性调频信号的带宽,它决定了sinc函数的伸缩情况,即距离向分辨率。