基于探地雷达的道路层厚检测算法研究

发布时间：2020-06-29 23:42

【摘要】：改革开放以来,我国的经济快速发展,道路规模也以可观的速度增加,但是随之而来的是道路路面灾害发生的逐年增多。道路厚度作为道路施工的重要指标,对于道路路面质量起到了决定性的作用,因此对于道路路面厚度的检测是十分重要的。当前,我国对于道路层厚检测往往采用钻芯法、挖坑法等人工检测方法,这些方法对路面造成了极大破坏,通过间隔采样测量也不具备代表性,效率低下。近年来,探地雷达作为一种高效的浅地表探测仪器得到了广泛关注,它不仅速度快、精度高而且无破坏性,已经成为未来道路检测的重要方法。本文从探地雷达硬件设备和数据处理算法两个方面详细介绍了利用探地雷达对道路层厚进行检测的方法。探地雷达硬件设备是课题研究的前提和基础。探地雷达信息采集板是探地雷达的核心部件,会直接决定探地雷达能否正常工作。本文利用FPGA作为主控芯片配合AD9852、AD7665、W5300等芯片及相应电路,完成了探地雷达信息采集板上的收发触发控制、数据采集和数据通信等功能,成功开发出功能完善的探地雷达信息采集板。探地雷达信息采集板作为数据采集平台的重要组成部分,为课题的研究提供了可靠的数据保障。探地雷达数据处理是本文研究的另一个重要内容。本文利用探地雷达对道路层厚进行检测,利用了道路结构的相对稳定性和连续性,将这一特点与层位追踪技术结合,能够快速、准确的检测道路层厚。首先,通过去直流分量、自动增益、反褶积和中值滤波等方法,对采集的探地雷达数据进行修正和处理,能够使地下道路的层位更加清晰,容易识别。本文采用基于相关的层位追踪算法,分析了其不足之处,并提出了利用图像边缘检测中的Canny算法对其进行改进。经过实验验证表明,将本文开发的探地雷达设备和提出的层位追踪算法用于道路层厚检测,其检测结果与实际“钻芯取样”结果误差小于3%,满足探地雷达道路层厚检测要求,本文提出的方法能够有效、快速、准确、无损的进行道路厚度检测。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U416.2;TN959
【图文】：

雷达信息采集板采用12V电压供电，主要设计内容包收和发送触发脉冲控制、数据采集和数据通信四大 控制设计信息采集板是探地雷达的核心部分，它需要一个微处卡上各个芯片模块的工作。本文采用FPGA芯片作为芯片。现场可编程门阵列，近年来迅速发展，广泛使用在微领域，它具有丰富的布线资源、I/O和各种可用的IP不足，通过硬件描述语言可以完成各种自定义功能布线和烧录就可以使用。之所以采用FPGA芯片是因发过程中需要反复不断的进行修改和调试，相应的进行调整，选用FPGA芯片可以随时通过编程对其功。图3-3为FPGA程序框架。

图 3-6 AD9852 芯片原理图AD9852可操作编程模式有5种，如表3-1所示：表3-1模式选择Mode2 Mode 1 Mode 0 Result0 0 0 单音调谐

【参考文献】

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本文编号：2734523