Cgpr-3dm多通道實(shí)時(shí)三維成像混凝土檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雷達(dá)探測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種CGPR-3DM多通道實(shí)時(shí)三維成像混凝土檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，工程建設(shè)迅猛增加，混凝土作為一種常用和重要的材料被廣泛應(yīng)用到各種工程建筑，其質(zhì)量直接關(guān)系到工程質(zhì)量。近年來，各種混凝土事故、病害頻頻發(fā)生，如橋梁垮塌、樓房開裂、道路裂縫等，這些都與混凝土質(zhì)量直接相關(guān)。
[0003]為保障工程質(zhì)量，需要定期對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有無損檢測(cè)技術(shù)是當(dāng)前工程建設(shè)中最重要的檢測(cè)和分析手段。其中，探地雷達(dá)通過發(fā)射電磁波探測(cè)物體內(nèi)部不可見的目標(biāo)體或界面，具有探測(cè)速度快、探測(cè)過程連續(xù)、分辨率高、操作方便靈活等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前無損檢測(cè)工程中最有效的方法之一，在建筑、鐵路、公路、水利、電力、采礦、市政建設(shè)等各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0004]但是，現(xiàn)有雷達(dá)探測(cè)設(shè)備存在以下問題:不能直觀反映混凝土內(nèi)部信息、探測(cè)結(jié)果的精度低、探測(cè)效率差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種CGPR-3DM多通道實(shí)時(shí)三維成像混凝土檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所述CGPR-3DM多通道實(shí)時(shí)三維成像混凝土檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:顯示終端、雷達(dá)主機(jī)和天線收發(fā)裝置；所述顯示終端與所述雷達(dá)主機(jī)之間，所述雷達(dá)主機(jī)與所述天線收發(fā)裝置之間均雙向通信連接；所述天線收發(fā)裝置包括η對(duì)發(fā)射接收天線，每對(duì)發(fā)射接收天線包括一個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線，所述天線收發(fā)裝置還包括與發(fā)射天線一一對(duì)應(yīng)連接的發(fā)射機(jī)和與接收天線一一對(duì)應(yīng)連接的接收機(jī)，所述η大于等于1。
[0007]優(yōu)選地，所述天線收發(fā)裝置包括6對(duì)發(fā)射接收天線，每對(duì)發(fā)射接收天線包括一個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線。
[0008]優(yōu)選地，所述天線收發(fā)裝置中發(fā)射接收天線的極化方向與探測(cè)方向垂直、發(fā)射天線和接收天線的水平交錯(cuò)排列且所述發(fā)射天線設(shè)置在探測(cè)方向的前端，具體排列方式為:所有發(fā)射天線處于相同水平線Α，且兩個(gè)相鄰發(fā)射天線之間的距離為10cm ;所有接收天線處于相同水平線B，兩個(gè)相鄰接收天線之間的距離為10cm ;水平線A與水平線B之間的距離為5cm，相鄰兩個(gè)發(fā)射天線和其之間的接收天線形成倒“品”字型排列。
[0009]優(yōu)選地，所述雷達(dá)主機(jī)包括多路時(shí)基控制模塊、AD采集和數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述多路時(shí)基控制模塊和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊分別與所述AD采集和數(shù)據(jù)處理模塊雙向通信連接。
[0010]優(yōu)選地，雷達(dá)主機(jī)中還包括與所述多路時(shí)基控制模塊、所述AD采集和數(shù)據(jù)處理模塊和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊供電連接的電源。
[0011]更優(yōu)選地，所述多路時(shí)基控制模塊與天線收發(fā)裝置通信連接。
[0012]更優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述顯示終端通信連接。
[0013]優(yōu)選地，所述顯示終端是計(jì)算機(jī)。
[0014]優(yōu)選地，所述雷達(dá)主機(jī)還與GIS可視化平臺(tái)數(shù)據(jù)通信連接。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型所述雷達(dá)系統(tǒng)，采用6對(duì)收發(fā)天線陣列，能夠同時(shí)完成11通道數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集單元對(duì)采集到的數(shù)據(jù)直接處理并進(jìn)行三維成像顯示，能夠?qū)崟r(shí)完成混凝土檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部問題。其中，陣列天線對(duì)可根據(jù)需要縮減或擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)5-41通道測(cè)線探測(cè)。同時(shí)，采用高精度GPS實(shí)現(xiàn)雷達(dá)采集設(shè)備的精確定位，獲得當(dāng)前采集數(shù)據(jù)的精確位置，為后續(xù)數(shù)據(jù)回訪精確定位，并將雷達(dá)數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)集成在GIS平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)探測(cè)結(jié)果的智能管理。為獲得高精度成像效果，系統(tǒng)采用先進(jìn)合成孔徑算法，并對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)大塊目標(biāo)如鋼筋、波紋管等進(jìn)行實(shí)物擬合，反應(yīng)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)為混凝土探測(cè)提供實(shí)時(shí)三維成像結(jié)果，直觀反應(yīng)混凝土內(nèi)部信息，探測(cè)結(jié)果更加直觀可信，且同時(shí)掃描11條測(cè)線，實(shí)現(xiàn)一個(gè)作業(yè)面掃描，極大提升探測(cè)效率。
【附圖說明】
[0017]圖1是所述CGPR-3DM多通道實(shí)時(shí)三維成像混凝土檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1中天線收發(fā)裝置中發(fā)射接收天線的排列方式，A表示發(fā)射天線，B表示接收天線；
[0019]圖3是圖1中雷達(dá)主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是天線收發(fā)裝置中發(fā)射接收天線的分時(shí)工作圖；
[0021]圖5是圖1中顯控終端數(shù)據(jù)處理流程示意圖；
[0022]圖6是多線程并行數(shù)據(jù)處理流程示意圖；
[0023]圖7是GIS平臺(tái)下雷達(dá)數(shù)據(jù)定位過程。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]實(shí)施例
[0026]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例所述CGPR-3DM多通道實(shí)時(shí)三維成像混凝土檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)，包括:顯示終端、雷達(dá)主機(jī)和天線收發(fā)裝置；所述顯示終端與所述雷達(dá)主機(jī)之間，所述雷達(dá)主機(jī)與所述天線收發(fā)裝置之間均雙向通信連接；所述天線收發(fā)裝置包括6對(duì)發(fā)射接收天線，每對(duì)發(fā)射接收天線包括一個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線，所述天線收發(fā)裝置還包括與發(fā)射天線--對(duì)應(yīng)連接的發(fā)射機(jī)和與接收天線--對(duì)應(yīng)連接的接收機(jī)。更詳細(xì)的解釋說明:
[0027](一 )天線收發(fā)裝置
[0028]每對(duì)發(fā)射接收天線包括一個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線。參照?qǐng)D2，所述天線收發(fā)裝置中發(fā)射接收天線的極化方向與探測(cè)方向垂直、發(fā)射天線和接收天線的水平交錯(cuò)排列且所述發(fā)射天線設(shè)置在探測(cè)方向的前端，具體排列方式為:所有發(fā)射天線處于相同水平線A，且兩個(gè)相鄰發(fā)射天線之間的距離為10cm ;所有接收天線處于相同水平線B，兩個(gè)相鄰接收天線之間的距離為10cm ;水平線A與水平線B之間的距離為5cm，相鄰兩個(gè)發(fā)射天線和其之間的接收天線形成倒“品”字型排列。
[0029]該天線收發(fā)裝置共形成11條測(cè)線，總跨度為60cm，即一次能夠探測(cè)寬度為60cm的范圍。各測(cè)線具體形成情況如下:發(fā)射天線1發(fā)射信號(hào)，接收天線1接收信號(hào)，形成測(cè)線1 ;發(fā)射天線2發(fā)射信號(hào)，接收天線1和2接收信號(hào)，形成測(cè)線2和3 ;發(fā)射天線3發(fā)射信號(hào)，接收天線2和3接收信號(hào)，形成測(cè)線4和5 ;發(fā)射天線4發(fā)射信號(hào)，接收天線3和4接收信號(hào)，形成測(cè)線6和7 ;發(fā)射天線5發(fā)射信號(hào)，接收天線4和5接收信號(hào)，形成測(cè)線8和9 ;發(fā)射天線6發(fā)射信號(hào)，接收天線5和6接收信號(hào)，形成測(cè)線10和11。
[0030]發(fā)射機(jī)產(chǎn)生發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，信號(hào)經(jīng)饋線傳輸?shù)桨l(fā)射天線，并由發(fā)射天線輻射到空間中；空間中的信號(hào)在空氣和地下介質(zhì)的傳播，遇到電性差異較大的兩介質(zhì)交界面時(shí)產(chǎn)生反射，發(fā)射信號(hào)經(jīng)地下介質(zhì)和空氣傳播最終被接收天線接收，接收天線將接收到的信號(hào)經(jīng)饋線傳輸?shù)浇邮諜C(jī)，接收機(jī)完成信號(hào)放大、濾波等處理，并將處理完后的信號(hào)送到雷達(dá)主機(jī)。
[0031](二)雷達(dá)主機(jī)
[0032]參照?qǐng)D3，所述雷達(dá)主機(jī)包括多路時(shí)基控制模塊、AD采集和數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述多路時(shí)基控制模塊和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊分別與所述AD采集和數(shù)據(jù)處理模塊雙向通信連接。所述多路時(shí)基控制模塊與天線收發(fā)裝置通信連接。所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述顯示終端通信連接。雷達(dá)主機(jī)中還包括向所述多路時(shí)基控制模塊、所述AD采集和數(shù)據(jù)處理模塊和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊供電的電源。
[0033]多路時(shí)基控制模塊產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)工作所需的時(shí)序控制信號(hào)，保證天線陣列中發(fā)