工程测量技术专业毕业设计论文：基于毫米波雷达的道路表面缺陷检测技术研究

合集下载

《基于FMCW毫米波雷达的多目标生命信号检测研究》范文

《基于FMCW毫米波雷达的多目标生命信号检测研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，毫米波雷达技术在生命探测领域的应用日益广泛。

其中，基于FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）毫米波雷达的多目标生命信号检测技术，以其高精度、非接触、实时性等优势，在医疗、安全等领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在研究基于FMCW毫米波雷达的多目标生命信号检测技术，为相关领域的研究和应用提供参考。

二、FMCW毫米波雷达技术概述FMCW毫米波雷达是一种通过连续发射调制频率的电磁波来探测目标的雷达技术。

其工作原理是通过测量发射和反射回的电磁波之间的频率差，实现对目标的距离、速度等信息的检测。

相较于其他雷达技术，FMCW毫米波雷达具有更高的分辨率和抗干扰能力，能够在复杂环境中实现多目标检测和生命信号的精确探测。

三、多目标生命信号检测原理及方法1. 信号采集与处理：利用FMCW毫米波雷达发射调制频率的电磁波，并接收反射回的信号。

通过对接收到的信号进行滤波、放大、采样等处理，提取出与目标生命活动相关的信息。

2. 信号分析：通过信号处理技术，对提取出的生命信号进行分析和识别。

包括对信号的频率、幅度、相位等特征进行提取和评估，以及通过算法对多个目标进行区分和跟踪。

3. 目标识别与定位：结合信号分析和处理结果，通过算法对目标进行识别和定位。

可以实现对人体呼吸、心跳等生命体征的检测，以及在复杂环境中对多个目标的识别和跟踪。

四、实验与分析为了验证基于FMCW毫米波雷达的多目标生命信号检测技术的有效性，我们进行了相关实验。

实验中，我们采用了FMCW毫米波雷达设备，对多个目标进行生命信号的检测和识别。

实验结果表明，该技术能够准确检测出人体的呼吸、心跳等生命体征，并实现对多个目标的识别和跟踪。

同时，该技术还具有较高的抗干扰能力和环境适应性，能够在复杂环境中实现稳定、可靠的检测。

五、应用与展望基于FMCW毫米波雷达的多目标生命信号检测技术具有广泛的应用前景。

基于毫米波雷达的障碍物检测技术研究

基于毫米波雷达的障碍物检测技术研究近年来，毫米波雷达技术得到了广泛应用，特别是在汽车和无人机等领域中，广泛应用基于毫米波雷达的障碍物检测技术。

毫米波雷达技术拥有许多优点，例如其波长比较短，能够穿透雨、雾、雪、烟等自然环境的干扰，可靠性高等等。

在本篇文章中，我们将深入探讨基于毫米波雷达的障碍物检测技术，探讨其优点和局限性，并提出未来的发展趋势。

一、毫米波雷达的原理毫米波雷达是一种电磁波雷达，其工作频率位于毫米波段，具有很强的穿透能力，也能够提供比较精确的距离和速度信息。

而其对于障碍物的探测原理则是通过发射毫米波信号，并接收回波信号，根据回波信号的强度和时间来判断与障碍物的距离和形状等信息。

毫米波雷达的工作频率一般在24GHz到77GHz之间，这个范围是经过多年的发展和研究得出的，因为在这个频率范围内，毫米波雷达可以提供足够的分辨率来检测和刻画大小不同的目标，同时也足够小，无需过于复杂的天线技术，也可以保证较高的覆盖范围和强度。

二、基于毫米波雷达的障碍物检测技术的优点基于毫米波雷达的障碍物检测技术具有许多优点，这些优点是它能够在许多领域得到广泛应用的主要原因。

首先，毫米波雷达具有很高的精度和可靠性。

其高频率可以提供很高的分辨率，在进行目标检测时，精度可以达到极高的水平。

同时，毫米波雷达的信号穿透性很高，无论是雾、雨、雪或者浓烟等天气扰动，都不会对其探测产生重大影响，这使得毫米波雷达在安全领域得到广泛应用，如汽车的自动驾驶技术，可以帮助车辆识别和避免障碍物，从而提高驾驶的安全性。

其次，毫米波雷达的工作距离比较长，覆盖范围大。

由于其高频率和短波长，毫米波雷达可以进行远距离探测，一般工作距离可以达到几十米，甚至上百米，这使得其在空间领域的应用得到了广泛关注，如在无人机的控制应用中，可以监控无人机周围的情况，避免与障碍物碰撞，可以提高无人机的安全性和稳定性。

最后，毫米波雷达是一种非接触式检测技术，无需对目标进行接触或者破坏性测量，这使得它可以在不同环境下安全地进行检测。

毫米波雷达道路监测系统的研究与设计

ｄｔｃｅｖｈｃｅｂｔｌｏｅｔａｔｅｉｌｆｒａｉｎＥｐｒｎｓｒｓｌｈｗａｅｐｅｅｔｄｍｅｈｄｉｆｅｔｅｅｅｔｈｅｉｌ，ｕｓｘｃｈｃｅｉｏｔａｒｖｎｍｔｏ．ｘｅｍｅｔｅｕｔｓｏｔｔｈｒｓｎｅｔｏｅｃｉ．ｉｓｈｔｓｖ
ｄｔｃｉｎｍｅｈｄＩｒｅｏｄｔｃｌ — ｅｔｅｄｓｎｆｓｓｐａｅｌ — ｎ．Ｉｈｔｇｆｄｔｃｉｇｈｇ－ｅｏｕｉｎｒｄｅｅｔｏｔｏ．ｎｏｄｒｔｅｅｔｍｕｔｌ，ｈｅｉｒｔｅａｔｓｍｕｔｌｅｎｔｅｓａｅｏｅｅｔｉｈｒｓｌｔａａｉａｎｇｉｒｉａｎｏｒ
Ｓｅｙｎ１０６Ｃｉ；．ｒｄａｎｅｓｙＣｉｅｅｃｄｍｆｃｅｃｓＢｉｎ００９Ｃｉａｈｎａｇｌ０１，ｈｎ２ＧａｕｔＵｉｒｔｈｓａｅｙｏｉｅ，ｅｉｇ１０４，ｈ）ａｅｖｉ，ｎＡＳｎｊｎ
ｓａａｏｔｅｃｏｔｏｒｐｓｄｉｗｈｃｄｐｉｃｔｎｅｔｔｎｍｅｏｐｉｄＴｉｍｅｏａｏｎｙｉｌｉｔｔｎｍｅｄｉｐｏｏｅ，ｎｉｈａａａｔｅｌａｉｓｍａｉｔｄｉａｌ．ｈｓｔｄｃｎｎｔｌｎｇ，ｊｎｄｅｉｈｓｎｖｏｏｉｏｈｓｐｅｈｏ
ＤＵｎＣＡＯｕ — ｉＦＢｉ，Ｙｎｘａ，ＡＮｌ，ＢＩｎ・Ｗｅ，ｉ一Ｘｉ

工程测量技术专业毕业设计论文：基于激光雷达的建筑物振动监测与分析

工程测量技术专业毕业设计论文：基于激光雷达的建筑物振动监测与分析振动监测与分析引言建筑物的振动监测对于保障建筑结构安全和评估地震等自然灾害的影响具有重要意义。

传统的振动监测方法主要依赖于加速度计和位移传感器等设备，这些方法在某些情况下存在一定的局限性，如信号失真、受环境干扰大等。

激光雷达作为一种非接触式的测量技术，具有高精度、高速度和高分辨率等优点，在建筑物振动监测领域具有广阔的应用前景。

本文的研究背景和意义在于利用激光雷达技术对建筑物振动进行监测和分析，提高振动监测的准确性和效率。

研究背景和意义激光雷达技术是一种基于激光测距原理的测量技术，通过发射激光束并测量反射回来的时间来计算距离。

激光雷达技术具有高精度、高速度和高分辨率等优点，在测量领域具有广泛的应用。

在建筑物振动监测领域，激光雷达技术可以克服传统方法的局限性，实现非接触式的测量，提高振动监测的准确性和可靠性。

此外，激光雷达技术还可以提供丰富的三维信息，如建筑物的三维轮廓和振动形态，为建筑物结构安全评估和地震灾害预警提供科学依据。

研究目的本研究旨在利用激光雷达技术对建筑物振动进行监测和分析，提高振动监测的准确性和效率。

具体目标包括：1）研究现有的激光雷达技术和数据处理方法，选择适合于建筑物振动监测的方法；2）建立基于激光雷达的建筑物振动监测系统，提高测量精度；3）通过对实际建筑物的实验测量，验证系统的准确性和可靠性；4）分析建筑物的振动特征和异常情况，为建筑物结构安全评估和地震灾害预警提供科学依据。

研究方法本研究采用实验测量和数据分析的方法，通过对实际建筑物的实验测量，获取相关数据，并对数据进行处理和分析。

首先，对现有的激光雷达技术和数据处理方法进行调研和分析，选择适合于建筑物振动监测的方法。

然后，根据实际需求和实验条件，建立基于激光雷达的建筑物振动监测系统，提高测量精度。

接下来，运用实验方法，对实际建筑物进行实验测量，获取大量的实验数据。

论文分享丨基于改进Sobel算法的轨道表面缺陷检测

论文分享丨基于改进Sobel算法的轨道表面缺陷检测作者丨fanstuck @CSDN编辑丨3D视觉开发者社区ASIR 论文分享本期是视界极地众创空间ASIR先进感知与交互研究组带来的论文翻译——基于改进Sobel算法的轨道表面缺陷检测，一起来看看吧~基本信息标题基于改进Sobel算法的轨道表面缺陷检测译者土豆摘要：我们开发了一种更有效、更准确的改进型Sobel算法来检测重型钢轨的表面缺陷。

所提出的方法可以通过在不同方向增加六个模板来弥补Sobel算法对X和Y方向的单纯敏感性。

同时，构建了一个由床架、带有CCD相机和光源的图像形成系统、并行计算机系统和电缆系统组成的表面缺陷检测实验平台。

后缘缺陷的检测结果表明，改进的Sobel算法可以实现准确有效的定位，减少缺陷边缘的干扰噪声。

它还可以提取更精确的后缘缺陷的特征和特性参数。

此外，采用BP神经网络进行缺陷分类，输入改进的Sobel算法的特征参数，在106步迭代的情况下可以获得0.0095827的最佳训练精度，时间比Sobel算法的146步和5秒少了3秒，最后，在改进Sobel算法后，缺陷的识别率提高了10%。

1.原理简述Sobel算法作为基于一阶微分的边缘检测算法之一，Sobel算法可以计算图像亮度函数的梯度值。

梯度是衡量函数变化的一个指标。

而且，缺陷图像可以被看作是灰度图像连续函数的采样点阵列。

在判断缺陷图像的边缘点时，首先要对运算器模板在水平和垂直方向上进行卷积计算，得到像素的横向和纵向梯度值。

图1(a)显示了包含一组3×3卷积掩码的X和Y方向的运算器模板。

然后，每个像素的梯度值（GN）可以通过与输入图像的梯度组合得到公式（1）。

→(1)其中G X和G Y分别是指水平和垂直方向的像素梯度值。

最后，通过比较G N和设定的灰色阈值η，可以区分出边缘点。

如果G N≥η，该点可以被判断为边缘点。

否则，它就不是边缘点。

图1 45°、135°、180°、225°、270°、315°、水平和垂直方向的算子模板（a）和欧氏距离对检测模板点权重的影响（b）改进的Sobel算法Sobel算子在检测图像中可以发现随机噪声的抑制作用，因为它引入了加权局部平均因子，而且计算量小，速度快，易于实现。

工程测量技术专业毕业设计论文：基于激光雷达的地下管道渗漏检测与分析

工程测量技术专业毕业设计论文：基于激光雷达的地下管道渗漏检测与分析设计论文标题：基于激光雷达的地下管道渗漏检测与分析I. 研究背景随着城市化进程的加速，地下管道的安全性越来越受到重视。

传统的地下管道检测方法存在精度低、效率慢等问题，无法满足现代城市对地下管道安全性的需求。

因此，基于激光雷达的地下管道渗漏检测技术逐渐受到关注。

本研究旨在探索和开发一种基于激光雷达的地下管道渗漏检测与分析系统，以提高地下管道检测的准确性和效率。

II. 研究意义本研究对于提高地下管道检测的准确性和效率具有重要意义。

基于激光雷达的地下管道渗漏检测系统能够快速、准确地检测地下管道的渗漏情况，提供有关管线变形的实时信息。

该系统不仅可以解决传统检测方法存在的问题，还可以提供决策者制定和实施有效的管线维护策略的依据，从而保障城市地下管线的安全性和可靠性。

III. 研究目的本研究的主要目的是设计和开发一个基于激光雷达的地下管道渗漏检测与分析系统，以提高地下管道检测的准确性和效率。

具体来说，研究目标包括：1. 设计并构建一个基于激光雷达的地下管道渗漏检测系统；2. 确定适合于测量管线变形的激光雷达技术和方法；3. 通过实验验证系统的可行性和有效性，收集和分析数据；4. 分析并评估系统的性能和效果，提出改进建议。

IV. 研究方法本研究将采用以下方法：1. 文献回顾：梳理和评价国内外相关研究，明确研究问题和假设；2. 系统设计：根据研究目标，设计基于激光雷达的地下管道渗漏检测系统；3. 实验验证：通过实验验证系统的可行性和有效性，收集和分析数据。

V. 实验流程与关键技术实验流程如下：1. 选择实验场地，准备必要的设备和材料；2. 进行现场测量，收集原始数据；3. 对原始数据进行处理和分析，提取有关管线变形的信息；4. 分析测量结果，评估系统的性能和效果。

关键技术包括：1. 激光雷达技术，包括激光扫描仪、惯性测量仪等；2. 数据处理和分析方法，包括点云数据处理、变形分析等；3. 系统设计和实现技术，包括硬件集成、软件编程等。

工程测量技术专业毕业设计论文：基于激光雷达的车辆位置测量与分析

工程测量技术专业毕业设计论文：基于激光雷达的车辆位置测量与分析位置测量与分析摘要随着智能交通系统的快速发展，精确的车辆位置测量成为实现安全、高效交通的关键环节。

基于激光雷达的车辆位置测量方法具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点，为智能交通系统的实现提供了新的解决方案。

本文针对智能交通系统中的车辆位置测量需求，设计并实现了一种基于激光雷达的车辆位置测量与分析系统。

研究背景传统的车辆位置测量方法主要依赖GPS、摄像头等传感器技术，但这些方法在精度、稳定性、抗干扰能力等方面存在一定局限性。

激光雷达作为一种先进的传感技术，能够精确测量物体距离、角度等信息，具有很高的应用价值。

本文旨在利用激光雷达技术，设计并实现一种高精度、高稳定性的车辆位置测量与分析系统。

研究意义基于激光雷达的车辆位置测量方法具有重要的理论和实践意义。

首先，该方法能够实现高精度车辆位置测量，提高交通安全性；其次，该方法具有很好的稳定性，能够在各种复杂环境下实现长期稳定运行；最后，该方法具有很好的扩展性，能够适应不同类型的车辆和交通场景，为智能交通系统的发展提供有力支持。

研究目的本研究旨在设计和实现一种基于激光雷达的车辆位置测量与分析系统，以满足实际应用需求。

具体研究目标包括：1. 设计并构建适用于车辆位置测量的激光雷达系统；2. 研发针对车辆位置数据的处理和分析算法；3. 通过实验验证系统的可行性和有效性；4. 分析评估系统在实际应用中的性能和优势。

研究方法本研究采用以下方法和步骤：1. 文献回顾：梳理和评价现有车辆位置测量技术的优缺点，明确研究问题和目标；2. 系统设计：根据研究目标，设计基于激光雷达的车辆位置测量与分析系统；3. 硬件选型与搭建：选择适合车辆位置测量的激光雷达硬件，并搭建实验平台；4. 软件实现：开发针对车辆位置数据的处理和分析算法，包括数据预处理、目标识别、位置计算等；5. 实验验证：在真实交通场景下进行实验，收集和分析数据，评估系统的性能和优势；6. 系统优化：根据实验结果进行系统优化，提高系统稳定性和测量精度。

基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统

基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统
随着汽车智能化的发展，车载毫米波雷达技术在道路边界检测方面的应用越来越广泛。

毫米波雷达可以通过探测周围环境中的物体来实现道路边界的检测，从而为驾驶员提供更加准确的驾驶辅助信息，提高驾驶安全性。

基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统主要包括以下几个方面：
一、毫米波雷达信号处理
毫米波雷达通过发射毫米波信号并接收回波信号来探测周围环境中的物体。

在信号处理方面，需要对接收到的信号进行滤波、去噪、解调等处理，以提高信号的质量和准确性。

二、道路边界检测算法
道路边界检测算法是基于毫米波雷达信号处理的基础上，通过对信号进行分析和处理，提取出道路边界信息。

常用的道路边界检测算法包括Canny算法、Sobel算法、Laplacian算法等。

三、道路边界检测系统
道路边界检测系统是基于毫米波雷达信号处理和道路边界检测算法的基础上，实现道路边界检测的系统。

该系统可以实时地对道路边界进行检测，并将检测结果反馈给驾驶员，提高驾驶安全性。

基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统具有以下优点：
一、高精度
毫米波雷达可以实现对周围环境的高精度探测，从而提高道路边界检测的准确性。

二、适应性强
毫米波雷达可以在各种天气条件下进行探测，如雨雪天气，从而提高道路边界检测的适应性。

三、实时性好
基于车载毫米波雷达的道路边界检测系统可以实时地对道路边界进行检测，并将检测结果反馈给驾驶员，提高驾驶安全性。

总之，基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统是一种高精度、适应性强、实时性好的道路边界检测技术，可以为驾驶员提供更加准
确的驾驶辅助信息，提高驾驶安全性。

《基于FMCW毫米波雷达的多目标生命信号检测研究》范文

《基于FMCW毫米波雷达的多目标生命信号检测研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，毫米波雷达技术在生命探测领域的应用日益广泛。

其中，基于FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）毫米波雷达的多目标生命信号检测技术因其高精度、高效率的特性，成为了研究的热点。

本文将就FMCW毫米波雷达技术、多目标生命信号检测的理论基础及实际应用等方面进行深入探讨。

二、FMCW毫米波雷达技术概述FMCW毫米波雷达是一种利用频率调制连续波进行测距和测速的雷达技术。

其工作原理是通过发射连续的调制频率的毫米波信号，利用目标物体的反射信号与发射信号的频率差来测定目标的距离、速度等信息。

相比传统的脉冲雷达，FMCW毫米波雷达具有更高的测距精度和测速精度，且具有较强的抗干扰能力。

三、多目标生命信号检测理论基础多目标生命信号检测是指利用FMCW毫米波雷达同时探测多个生命体所发出的微弱信号。

人体生命信号主要包括呼吸信号和心跳信号等。

在毫米波雷达接收到的信号中，这些生命信号表现为低频调制的高频连续波。

通过对接收到的信号进行频谱分析、滤波等处理，可以有效地提取出多个生命体的呼吸和心跳等生理信息。

四、多目标生命信号检测的实际应用多目标生命信号检测在救援搜救、智能家居、医疗监护等领域具有广泛的应用前景。

在救援搜救中，可以通过探测建筑物、废墟等复杂环境中的生命信号，为救援人员提供重要信息。

在智能家居领域，可以通过监测家庭成员的生命体征，实现智能化的健康管理。

在医疗监护领域，可以实时监测病人的生命体征变化，为医生提供准确的诊断依据。

五、实验方法与结果分析本部分将介绍基于FMCW毫米波雷达的多目标生命信号检测的实验方法及结果分析。

首先，设计合理的实验方案，包括实验环境、实验对象等。

然后，通过采集实验数据，对接收到的信号进行频谱分析、滤波等处理，提取出多个生命体的呼吸和心跳等生理信息。

最后，对实验结果进行分析，验证多目标生命信号检测的准确性和可靠性。

基于路面雷达的路面结构缺陷检测方法

文章编号: 1000- 565X (2004) 09- 0082- 04 基于路面雷达的路面结构缺陷检测方法叶家玮吴鹏郑国梁( 华南理工大学交通学院, 广东广州510640)摘要: 为了提高路面雷达适应实际检测对象的变化能力和路面结构缺陷检测效率,采用B orland C + + B uilder 6. 0 开发了一个具有路面雷达数据转换和路面结构缺陷识别等功能的软件系统. 与原路面雷达配套软件IRIS2L 的比对结果证明,所设计的软件系统的数据变换、信号处理与识别的方法是正确的, 并较原配套软件增加了路面结构缺陷的识别功能, 提高了路面质量检测的准确性和结构缺陷的识别效率.关键词: 路面雷达; 检测; 缺陷;识别中图分类号: U412 .2 文献标识码: A路面雷达( Ground Penetrating Radar , 简称GPR)检测方法是一种用于确定路面介质分布的电磁波技术.由于采用这种方法进行检测的高精度、高效率、低成本、灵活方便、显示直观和无损的效果,在路面检测领域得到了日益广泛的应用.道路质量的检测及评定常常采用钻孔取芯法,它有初投资低的优点, 但也有因钻孔而工程量大、耗时、样本数量受限和路面受损等不足. 随着我国公路运输事业的蓬勃发展,雷达检测技术在公路检测方面开始获得应用, 其中探地雷达首先用于道路缺陷的检测,探地雷达频率较低、功率较大者精度虽难以达到路面厚度检测标准要求,但其对道路面层以下空洞、断裂、高含水区的检测就显示了强大的生命力.相对于钻孔取芯法等传统的路面检测方法, 使用探地雷达,特别是新一代的车载式的高速路面雷达, 其检测方法无损、快速、检测结果准确等特点更为突出. 可以及时发现路面潜在的问题,尽早维护,防患于未然, 对于提高路面使用寿命, 节省维护费用有着重要的意义,其中路面雷达因其精度高还可用于道路质量的检测及评定.目前国内使用的这些雷达设备( 包括探地雷达和路面雷达) 一般都配套有相应的处理软件,对探测的数据进行分析和处理,这些处理软件在大多数情况下都能满足要求, 而有的路面雷达(如美国Pene2 t radar 公司的IRIS 路面雷达检测系统) 进一步地将软硬件进行了集成,以方便用户使用. 尽管如此,当用户需要对实际情况进行相应的特殊处理或增加新功能, 或是将最新的处理方法应用于数据处理如增加智能化识别功能等,这些配套软件就显得相对逊色.另外, 操作系统升级也是一个问题, 华南理工大学购买的美国Penet radar 公司开发的IRIS (Int egrat ed Radar Inspection System) 就只能安装运行在Win2 dows 98 下. 因此, 探讨雷达输出数据接口, 根据自己的实际需要开发相应数据处理模型和软件,无疑是一个非常有意义的工作.雷达探测技术的基本原理雷达通过发射天线, 由地面向地下发送宽频带短脉冲形式的高频电磁波, 电磁波在地下介质传播的过程中,遇到存在电磁波特性差异的地下目标如空洞、结构层分界面等时, 一部分的电磁波透射过目标体, 继续向下传播, 另一部分则会被反射回来, 返回到地面时由接收天线接收. 在对接收天线接收到的雷达波进行处理和分析的基础上,根据接收到的雷达波形、强度和双程走时等, 结合路面结构便可推断地下目标体的空间位置、几何形态,从而达到对地下隐蔽目标物的探测[ 1 ] . 雷达工作原理见图1 ,图中E i 为序列为i 的电磁波发射强度, E r , n 为电磁波在1收稿日期: 2003 - 10 - 21作者简介: 叶家玮( 1947 - ) , 男, 教授, 主要从事计算机辅助设计及人工智能技术方面的研究.E2mail :163. comyjw4360 @第 9 期叶家玮等 : 基于路面雷达的路面结构缺陷检测方法83第 n 个界面层处的反射波强度 , E t , n 为电磁波在第 n 个界面层处的透射强度 , E n 为信号接收机接收到来自第 n 个界面层处的反射波强度 , 以上单位都为m G .介电常数为 1 , 故1 - R 0 = E r , 0 E r , 0ε 1 -1 + = r , 1 1 + R 0 E iE 0 E i E 01 - 1 + (4)E i E i第二次反射时 , 由于上层材料的介电常数已求得 , 同样可根据式 (2) 求出下一层的介电常数. 定义E r , 1 E 1 1 R 1 == E ·(5)R 2 E i 1 - i 0式中 :1 - R 2 为反射层能量损失系数. 将式 ( 5) 代入 0 式 (3) 得1 - R 1εr , 2 = εr , 11 + R =122E 0 E 1E 0E 1εr , 1图 1 GPR 工作原理示意图Fig . 1 Schematic diagram of working p r inciple o f G PR1 -- 1 -+(6)E E E E iiii依次类推 , 可以求得各层的介电常数. 第 n 层的厚度 ( 单位为 mm ) 为采用雷达探测是为了求得路面各结构层厚度 , 但这不能简单直接获得 , 需先计算透射物体的介电常数 , 再进一步推求各结构层的厚度.雷达波的反射发生在不同介电常数物质的界面 ,介电常数与物质的导电性能有关. 通常情况下 , 某类物质的介电常数是比较固定的 , 但当它与其它物质混合时 , 表现出来的复合介电常数会发生改变 , 常见材料的介电常数参见文献 [ 2 ] 表 1. 在实际检测中 , 由于道路结构各层材料一般都为多种材料的混合物 , 而且材料的混合比例、搅拌均匀度、含水量和压实度等的不同反映结构细节的情况是千差万别的 , 此时介电常数也不是一个常数 , 因此不能直接利用介电常数表[ 2 ] 中的值 , 此时可利用反射波能量来推求各结构层的介电常数 .反射界面上下层材料的介电常数与界面的反射波的能量关系[ 3] 为Δt nh n ( n = 1 , 2 ,)( 7)2 式中 : c 为光速 ( 理论值为3 ×108m/ s ) ;Δt n 为电磁波于结构层的往返时间 , ns .雷达原始数据的获取及数据转换路面雷达工作时常常以特定的格式先行记录原始数据 , 随后再行数据处理 ( 含成果输出) . 该原始数据格式设计紧凑 , 具有存取效率高和占用存储空间小的特点. 路面雷达“先行记录原始数据 , 随后再行数据处理”的模式为自行数据处理和深入研究提供了方便.虽然不同的雷达系统配套软件存储的数据文件的后缀名不同 , 但其格式一般都相似 , 美国 Pene 2 tradar 公司的 IRIS 2L 型路面雷达输出的原始数据是以 3 . nat 格式存储[ 4 ] 的 , 一个 3 . nat 数据文件的内容可以分为两部分 :文件头和测试数据部分. 文件头主要记录进行测量时设定的检测初始参数和一些相关的数据信息 , 如测量的通道数 ( 1 个雷达传感器对应 1 个通道 , IRIS 最多可有 4 个通道) 、文件中包含扫描采样点的个数等 ; 测试数据部分就是测试各个通道的数据 , 可以是一个通道 , 也可以是多个通道 , 当是多个通道时 , 就按时间顺序多个通道交叉顺序存储. 3 . nat 文件的格式如表 1 所示.本文采用 B orland C + + B uilder 6. 0 编写了路面雷达原始数据的提取、转换、数据处理及显示程序 , 具有中文人机交互界面 , 其道路剖面图输出较 IRIS 2 L 配套软件增加了识别路面材料及路面结构状态的功能 , 并显示于图形区下面的状态栏. 该功能的意义2 2εr , n + 1 = (1)r , n( n = 0 , 1 , 2 , i)式中 :εr , n 为第 n 个结构层的介电常数.设 R n 为反射系数 , 它是反射波强度列为 i 的入射波强度 E i 的比值 , 即E r , n 与序 E r , nR n =(2)E i因此式 ( 1) 又可以表示为E i - E r , n 1 - R nεr , n + 1 = εr , nεr , n 1 + R (3)= E + E i r , n n第一次反射发生在路面表层 , 此时雷达接收机接收到的反射波强度 E 0 与 E r , 0相等 , 而且上层空气(E i - E r , n ) εr , nE + E华南理工大学学报(自然科学版)第32 卷84在于提高识别道路缺陷的准确性、提高识别效率并降低对技术人员掌握识别技术与经验的要求.表1 IRIS 数据文件结构(四通道)Table 1 Structure of IR IS data file (f o ur channels)由于空气的介电常数最小,当电磁波遇到空洞时, 在基层与空洞间的界面上发生反射, 此时下层空洞的介电常数εr , n + 1远小于上层道路基层的介电常数εr ,n ,由式( 3) 可得, 此时的反射系数R n 为一较小的负值,即反射强度E r , n为很小的值,且明显低于基层材料. 在雷达波形图中可以清晰地分辨出空洞区域,将图3 中缺陷处的波形图放大如图2 所示.一般土基高含水区多发生在(沥青) 混凝土路面下, 在混凝土路面板下的脱空区进水也较为常见, 如图4 (a) 所示的路面剖面图,图4 (b) 为图4 (a) 中十字光标(箭头指向) 处对应的雷达波形图. 同样, 高含水区也严重威胁道路的结构承载能力. 由于水的介电常数较大,电磁波在遇到水后将发生强烈的反射. 当电磁波遇到面层下高含水区时,各界面将发生反射,由于含水区下层的介电常数εr , n + 1 远大于其上层的介电常数εr ,n ,由式(3) 可得,此时的反射系数R n 为一较大值, 即反射强度E r , n 较大. 在路面浅层区域,其反射强度往往大于面层的反射强度. 将图 4 中的缺陷处的波形图放大如图5 所示.文中两个例子均取自于华南理工大学校内的两条道路的实测数据,图2 为对某条道路检测的一段数据生成的波形图, 其中面层下有局部脱空现象.图2 典型的空洞反射波形图Fig. 2 Ty pical reflection wave f o rm of void s beneath pavemen t道路结构空洞及高含水区的检测及缺陷识别下面结合前面提及的两个例子简单地介绍路面缺陷识别原理.面板与基层之间的脱空是一种比较常见的路面缺陷, 一般多发生在水泥混凝土面层下[ 5 ] . 脱空区的路面在反复荷载作用下, 混凝土路面板将发生断裂、破碎, 这严重影响道路的使用寿命. 图3 ( a) 所示为路面剖面图( 该试验只有部分路面,所以图形其余部分为空白,十字光标箭头指向处距路面深度为23 .1cm ,该处可能为空洞) ,图3 (b) 为图3 (a) 中十字光标处对应的雷达波形图.3图4 典型的高含水区缺陷Fig . 4 Typical def e ct o f high sub surf a ce moistu re areas图5 典型的高含水区反射波形图Fig . 5 Ty pical reflection wavef o rm of high sub surf a ce mois2ture areas上述就是识别过程的简单原理, 当然, 实际识别过程要复杂得多,图3 和图4 就是一个基于复杂的信号和信息处理过程的结果. 为了能方便、快速、准图3 典型的道路结构空洞缺陷Fig . 3 Ty pical def e ct o f p avement structure void s文件头第一通道的第一扫描道数据组的第一个记录第二通道的第一扫描道数据组的第一个记录第三通道的第一扫描道数据组的第一个记录第四通道的第一扫描道数据组的第一个记录第一通道的第一扫描道数据组的第二个记录第 9 期叶家玮等 : 基于路面雷达的路面结构缺陷检测方法85确地获得评价结果 , 进一步的工作应在此基础上发展成为基于知识的智能化数据处理系统 .Tao Xiang 2hua , Yuan Li 2ying , Wang Fu 2ming , et al . Appli 2 cation o f grou nd p enetrating radar in p avement quality testing J . J o urnal of Z hengzhou University of Techno 2log y , 2001 , 22 ( 4) :63 - 66.徐升才 ,刘峰. 探地雷达在城市道路厚度检测中的研究与应用 J . 华东交通大学学报 ,2000 ,17 (4) :24 - 28.Xu Sheng 2cai , Liu Feng . The research and application o f GPR to d etect thickness in city road J . J o urnal o f E ast China J i aotong University , 2000 , 17 (4) :24 - 28. Christo p h er L Barnes ,J e an 2Francois Trottier .Use of ground p enetrating radar f o r estimating deterioration rep air quantities on reinf o rced concrete b ridge decks EB / OL . http : / / www .dal .ca/ ～barnesc/ Quebec .html , 2002 - 09 - 18.杨建广 , 吕绍林 , 杨天春. 获取探地雷达原始信息的两种方法及技术 J . 物探化探计算技术 , 2001 , 23 ( 3) :232 - 235.Yang J i an 2guang , L u Shao 2lin , Yang Tian 2chun . Two meth 2 od s f o r ob taining the crude data of the GPR J . Comp u ting Techniques f o r G eop h ysical and G eochemical Exploration , 2001 , 23 (3) :232 - 235.肖辉 . 高速探地雷达在市政工程中的应用 J . 中国市政工程 , 2001 (3) :21 - 22.Xiao Hui . Application o f high sp eed ground radar to mu nici 2 pal p r ojects J . C hina Mu nicip al Engineering , 2001 ( 3) : 21 - 22.小结雷达作为一种高新无损检测技术 , 在道路、桥梁工程检测领域使用越来越广泛 , 但是由于实际检测情况千差万别、以及新的信号和数据处理方法的提出 , 雷达系统原有的配套处理软件就难以适应不断变化的需求 , 因此就有必要对雷达输出数据进行变换和处理 , 以便根据实际情况做出更合适的判断 .本文中所设计的软件系统实际数据处理结果与 IRIS 2L 配套软件处理结果对比显示 , 文中软件系统的数据变换、数据处理的方法是正确的. 其中显示的雷达波形图及道路剖面图能清晰地分辨出路面状况 , 并能根据鼠标的左、右键在图像上的点选 , 自动对诸如路面材料、空洞、高含水区等隐患及其所处的深度进行判断 , 而 I RIS 2L 并不具备该功能.4 [ 2 ] [ 3 ][ 4 ] 参考文献 :[ 5 ] [ 1 ] 陶向华 , 袁丽颖 , 王复明 , 等 . 探地雷达 ( GPR ) 在路面工程质量检测中的应用 J . 郑州工业大学学报 , 2001 , 22(4) :63 - 66.I ns p e c t i o n of P a v e m e n t S t r u c t u r a l D ef e c t s B a s e do n t h e G r o u n d P e n e t r a t i n g R a d a rY e J i a 2weiWu PengZheng Guo 2li a n g( College of Traffic and C ommu nications , South China Univ . of Tech . , Guangzhou 510640 , Guangdong , China )A bs t r a c t : In order t o i mp rove t he adap tabilit y of t he Ground Penet rating Radar ( GPR ) t o actual insp ected objects andthe efficiency of inspecting the pavement structural defects , a software s ystem of the data transf ormation and imagerecognition of GPR was develop ed by using B o rland C + + B u ilder 6. 0 . The comp aris on between t he p r op o sed s y stemand the original GPR s oftware kit —the IRIS 2L p r oves that the methods of data transf o rmation and signal p r ocessing/ i 2 dentification applied to the developed s ystem are correct , and that the p rop osed system is of an additional f unction of pavement defect identification and can i mp rove the veracity of pavement quality inspection as well as the efficiency ofst ruct ural defect identification .Ke y w o r ds : ground penetrating radar ; i nsp ecti on ; defect ; identification。

公路工程检测过程中雷达的应用论文

公路工程检测过程中雷达的应用论文公路工程检测过程中雷达的应用论文0引言钻芯取样法是在公路建设过程中最常采取的一种传统的检测路面是否安全的方法，这种检测方法会对公路造成破坏，不具备代表性，人为因素的影响非常之大，并且其检测结果缺乏准确性。

现如今，科学技术快速发展，在公路工程检测的过程中引入了地质雷达检测技术。

这项技术有快速采样、检测精度高、分辨率高，经济无破损等等特点，很好的弥补了传统检测方法的不足，因此，将地质雷达技术应用在高速公路检测中具有非常重要的意义［1］。

1工作原理1．1系统构成完整的探地雷达(GPＲ)包括多个系统，具体的发射机，接收机，天线和信号处理等发射机传输，脉冲雷达信号控制电路，信号的天线辐射到人行道上，紧随其后的是接收反射信号，接收信号的过程中，需要使用放大器进行信号放大，然后将信号放大信号处理设备进行处理。

同时，天线可以用来发送和接收信号，耦合天线在地面和空气耦合信号是主要的两种类型的天线，发射器和接收器不断与天线连接和切断分离器，分离器主要是防止接收机输入元素被高能发射机的输出;接收反射信号数据采集、存储、处理和显示了信号处理设备。

1．2检测原理地质雷达探测原理是低到地面点火脉冲式高频电磁波，电磁波传播过程中如果遇到的对象不同的电气、散射和反射，反射电磁波天线，然后分析电磁波处理，不同的反射波的强度和形状，双向旅行时间反映了不同的结构，位置和电气性能。

使用脉冲电磁波反射地质雷达探测技术的原理于公路工程结构层，疾病检测、预防、隐患，因为它是一种非接触式的物理检测方法，因此，可以解决许多公路工程中的问题。

1．3检测依据地质雷达探测技术具有无损检测的特点，而且经常被用于高速公路探测，因为地质雷达探测深度小的特点，高分辨率，因此，即使测试中没有电的区别在道路和道路，也可以检测到。

电的区别越小，反射系数越小，使反射信号越少，反之亦然。

当前道路结构层分为三部分:表面，基础和地基。

水泥混凝土材料或改性沥青材料建筑通常用于路面、稳定碎石、石灰稳定材料，水泥稳定材料分类的水泥混凝土和粉煤灰石灰材料通常用于路面基层。

基于毫米波雷达的过街轨迹识别与特征分析方法

总第３１９期交　通　科　技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３１９　２０２３第４期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．４Ａｕｇ．２０２３ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１７５７０．２０２３．０４．０２１收稿日期：２０２３０３２１第一作者：王艳丽（１９８５－），女，高级工程师，博士。

国家自然科学面上基金（５２１７２３３１）资助基于毫米波雷达的过街轨迹识别与特征分析方法王艳丽　向争良　王海山（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室　上海　２０１８０４）摘　要　针对行人、非机动车等慢行交通的过街轨迹识别与分析问题，提出一种基于毫米波雷达的实现方法。

根据毫米波雷达提供的目标数据，采取坐标转换、数据清洗、数据滤波三步骤，识别获得过街轨迹数据，在此基础上，通过计算平均速度、最大速度、最小速度、过街方向等特征指标，判断过街类型，完成分类统计和特征分析。

并结合实际案例应用，将识别与分析结果与人工统计结果进行比对，结果表明，该方法能有效提取过街轨迹，识别行人与非机动车，计算出其流量和速度，与实际较为相符，误差在１０％以内。

关键词　毫米波雷达　行人　非机动车　过街　轨迹识别中图分类号　Ｕ４９１．８　Ｕ４９１．１＋１以行人和非机动车为主的慢行交通是城市交通的重要组成部分。

过街交通特征是慢行交通过街设施的规划、设计、运营，以及管理的关键依据。

为了保障过街安全，学者们从不同角度进行了研究，包括过街行为特征分析［１］、过街行为建模与仿真［２］、人车冲突风险评价与量化分析［３４］、行人安全警示系统［５］等，这些研究均需要轨迹数据作为支撑。

因此，过街轨迹的识别与分析，是相关研究基础数据准备的关键步骤，对提升慢行交通系统的服务品质有着重要意义。

相对于现场调查或人工处理视频数据效率较低，基于雷达、摄像机、无人机等技术设备研究轨迹识别算法，可提高轨迹识别效率［６８］。

毫米波雷达经济成本低、环境适应性强、实现难度小，不少学者基于毫米波雷达研究轨迹识别方法，如，针对机动车检测场景的毫米波雷达数据预处理方法研究［９］，非具体场景下针对行人轨迹识别的毫米波雷达融合定位算法研究［１０］等。

使用毫米波雷达进行地表形变监测的技巧与注意事项

使用毫米波雷达进行地表形变监测的技巧与注意事项引言地表形变监测是一种重要的地球科学应用技术，可以帮助我们了解和预测地壳运动、地震活动以及地质灾害等现象。

毫米波雷达作为一种非接触式、高精度的测量工具，被广泛应用于地表形变监测领域。

本文将介绍使用毫米波雷达进行地表形变监测的一些技巧与注意事项，以帮助读者更好地应用和理解这一技术。

一、毫米波雷达的工作原理毫米波雷达是一种利用高频电磁波进行测量的设备，其工作原理是利用雷达波束与地表物体相互作用后产生的散射信号，通过接收和处理这些信号来获取目标物体的形变信息。

在地表形变监测中，我们通常使用多基线技术，即同时使用多个雷达基准站观测目标区域，以提高测量精度和可靠性。

二、毫米波雷达在地表形变监测中的应用1. 地震活动监测通过监测地震前后地表的形变情况，可以帮助我们了解地震的发生机理以及可能的前兆现象。

毫米波雷达能够实时测量地表的形变情况，并将数据传输到地震监测中心，帮助科学家进行地震活动的分析和预测。

2. 地质灾害预警地质灾害，如滑坡、崩塌等，对人们生命财产安全造成严重威胁。

使用毫米波雷达可以监测地表的形变情况，及时发现地质灾害的可能风险，并通过预警系统向相关部门和居民发送警报，提前采取防范措施，减少灾害带来的损失。

三、毫米波雷达在地表形变监测中的技巧与注意事项1. 雷达位置选择选择合适的雷达站点是确保测量精度和可靠性的关键。

一般而言，我们应选择地势较平缓且地表稳定的区域，避免选择有植被覆盖、地形起伏剧烈或者有人为干扰的区域。

2. 数据处理与分析在进行数据处理与分析时，我们需要考虑到多个因素，如地球自转、地球引力等对数据的影响。

此外，我们还需要进行精确的大气校正，以消除大气折射对数据的干扰。

对于复杂地形区域的监测，我们可能需要借助数学模型进行数据的拟合和解释。

3. 数据传输与共享毫米波雷达监测所产生的数据量庞大，传输与存储是一个重要的问题。

在传输与存储过程中，我们需要注意数据的完整性、准确性和安全性。

基于毫米波雷达的障碍物测距研究

基于毫米波雷达的障碍物测距研究摘要：文章介绍了ARS408-21毫米波雷达的测距原理，在车辆前进过程中对前方障碍物使用毫米波雷达进行测距，并通过具体场景的实验分析它在0-10m、10m-70m以及70m-150m这三个区域内探测范围及测量精度。

基于其在简单实验场景下的应用研究，分析了毫米波雷达对比其他传感器的优越性，尤其是在无人驾驶方面的重要应用前景。

关键词：测量精度；测距实验；连续波雷达；车载应用；传感器Abstract: our article presents the theory of ARS408-21 wave radar. It uses millimeter wave radar for distance measurement during vehicle forward, and analyzes it in the specific scene by 0-10m, 10m-70m and 70m-150m. Detection range and measurement accuracy in the area. Based on its application research in a simple experimental scenario, the superiority of millimeter wave radar compared with other sensors is analyzed, aespecially in the important application prospect of unmanned driving.Keywords: measurement accuracy; ranging experiment;fmcw wave radar;car application ;sensor引言是许多国家正在着力发展的重要方向，甚至可以说是一种标配。

基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测技术研究的开题报告

基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测技术研究的开题报告一、研究背景和目的随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加，城市交通拥堵和交通事故频发成为了城市交通中的重要问题。

因此，研究一种高精度的车辆检测技术成为了当前交通管理和安全领域的研究热点之一。

毫米波雷达是一种传感器，能够在复杂的环境下实现无死角、高精度的车辆检测。

与其他传感器相比，毫米波雷达的工作频率更高，可以提供更多的信息，在雨雪天气等恶劣环境下也有更好的表现。

因此，基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测技术备受关注。

本研究旨在探究基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测技术，包括其原理、算法和实现方法，并结合实际场景进行验证，以期提高车辆检测的准确度和可靠性，筛查和预防交通事故。

二、研究内容和方法本研究的主要内容包括：1. LFMCW毫米波雷达的原理和特点研究：介绍毫米波雷达的工作原理，原理模型和特点，探究基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测的基础。

2. LFMCW毫米波雷达下的车辆检测算法研究：研究基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测算法，包括基于信号处理的技术、基于机器学习的技术等，分析算法的优缺点和应用场景，寻找最优算法。

3. 车辆检测实现方法的研究：深入探究LFMCW毫米波雷达在车辆检测中的实现方法，包括系统硬件的设计、算法实现和软件架构的搭建等。

4. 实验验证和应用案例研究：在实际场景下验证基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测系统的性能，包括准确度、稳定性和抗干扰性等；通过应用案例分析，评价其在实际运用中的效果。

本研究采用实验分析法和案例分析法，通过实验验证和应用案例评价，分析系统的性能，提高车辆检测的准确度、稳定性和可靠性。

三、预期成果和意义本研究预期取得以下成果：1. 探究基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测技术的原理、特点和算法，并进行实现和验证。

2. 实现一套完整的基于LFMCW毫米波雷达的车辆检测系统，达到高精度、无死角、可靠性好等特点，并进行实际应用。

基于77GHz毫米波雷达的防外破感测系统

基于77GHz毫米波雷达的防外破感测系统摘要：针对现有的电力系统输电线路的防外破的恶劣形式，研发出一种基于77GHz毫米波雷达的防外破感测系统，包括警示灯本身、安装在警示灯身上的整灯控制系统，还包括4G专用通讯系统、安装在警示灯身上的前端雷达感测系统、终端显控控制系统；其通过布设于警示灯的77GHz毫米波雷达传感器设备获取覆盖范围内探测数据；数据处理模块：其处理前端传感设备输入的主动探测数据，完成数据识别、数据汇总、处理和分析，并返回处理后的探测和预警数据到相关展示的预警设备；主动预警展示模块：其获取所述数据处理模块的处理后的探测和预警数据，其提供所述系统使用操作的入口，在展示端进行预警展示或者安全联动操作，同时后台中控室进行远程主动安全预警系统数据管理并在大屏展示。

有效防止出现安全事故，在增加施工的主动安全系数的同时，也进一步推动智慧电网的智能化、信息化的安防管控水平和工作效率。

关键词：4G模块；77GHZ毫米波雷达；测距；碰撞预警；传感器1、引言随着国家城镇化、工业化的改造工作的不断推进和深入，我国各地方的工业开展如火如荼，广大的输电线路遭到严重侵蚀，防外破的压力日益严峻，输电线路设备都属于高压危险设备，非专业操作人员近距离的靠近或接触就可能构成严重安全事故。

目前，我国广大的电力网络设备通常采用粉刷或悬挂警示标语的形式来提醒该高压区域的危险性，而这些方法对不同的群体所起到的警示作用具有很大的局限性，关于人、畜的各种触电事故也屡屡发生。

2、77GHZ毫米波雷达介绍毫米波雷达是工作在毫米波波段的雷达，毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。

毫米波雷达具有穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候、全天时的特点。

相比于24GHz毫米波雷达，77GHz毫米波雷达无论是在体积还是在探测精度和探测距离上都有着非常大的优势，这是由于77GHz的雷达微带天线拥有更短的波长，更容易在较小的天线体积下实现窄波束、大带宽和高增益。