本實(shí)用新型涉及探地雷達(dá)領(lǐng)域，尤其涉及一種探地雷達(dá)設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著雷達(dá)技術(shù)不斷的發(fā)展，探地雷達(dá)在建筑公路建設(shè)、環(huán)境地球物理探測(cè)、資源和礦藏探測(cè)、軍事探測(cè)、考古探測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有的探地雷達(dá)往往通過(guò)發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)電磁波遇到介電常數(shù)不同的界面時(shí)產(chǎn)生反射回波，并根據(jù)反射回波確定探測(cè)目標(biāo)的位置信息，然而現(xiàn)有的探地雷達(dá)僅能簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)雷達(dá)與探測(cè)目標(biāo)之間的距離檢測(cè)，可獲取的探測(cè)目標(biāo)的信息有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種探地雷達(dá)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)生成探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息及三維空間圖像，豐富可獲取的探測(cè)目標(biāo)的信息。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種探地雷達(dá)設(shè)備，可包括：雷達(dá)傳感器、信號(hào)預(yù)處理器、定位處理器和成像處理器；其中，

所述雷達(dá)傳感器的雷達(dá)波束覆蓋包含地下探測(cè)目標(biāo)在內(nèi)的監(jiān)測(cè)區(qū)域，所述雷達(dá)傳感器向所述監(jiān)測(cè)區(qū)域發(fā)射雷達(dá)波束，并獲取所述地下探測(cè)目標(biāo)反射所述雷達(dá)波束所返回的回波信號(hào)；

所述信號(hào)預(yù)處理器與所述雷達(dá)傳感器相連接，所述回波信號(hào)經(jīng)所述信號(hào)預(yù)處理器濾波放大處理后生成所述地下探測(cè)目標(biāo)的距離信號(hào)；

所述定位處理器與所述信號(hào)預(yù)處理器相連接，所述距離信號(hào)經(jīng)所述定位處理器進(jìn)行坐標(biāo)處理后生成所述地下探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息；

所述成像處理器與所述定位處理器相連接，所述空間坐標(biāo)信息經(jīng)所述定位處理器傳輸至所述成像處理器，所述空間坐標(biāo)信息經(jīng)所述成像處理器進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換處理生成三維空間圖像。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)采用定位處理器以及成像處理器，進(jìn)一步依據(jù)所獲取的地下探測(cè)目標(biāo)的距離信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了空間坐標(biāo)信息及三維空間圖像的生成，豐富了可獲取的探測(cè)目標(biāo)的信息。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種探地雷達(dá)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雷達(dá)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雷達(dá)前端組成的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的定位處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，探地雷達(dá)設(shè)備可以用于探測(cè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地下探測(cè)目標(biāo)并實(shí)現(xiàn)對(duì)地下探測(cè)目標(biāo)的三維空間圖像的生成，其采用雷達(dá)傳感器的雷達(dá)波束覆蓋包含地下探測(cè)目標(biāo)在內(nèi)的監(jiān)測(cè)區(qū)域，獲取所述地下探測(cè)目標(biāo)反射所述雷達(dá)波束所返回的回波信號(hào)，所述回波信號(hào)經(jīng)所述信號(hào)預(yù)處理器濾波放大處理后生成所述地下探測(cè)目標(biāo)的距離信號(hào)，所述距離信號(hào)經(jīng)所述定位處理器進(jìn)行坐標(biāo)處理后生成所述地下探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息，所述空間坐標(biāo)信息經(jīng)所述定位處理器傳輸至所述成像處理器，所述空間坐標(biāo)信息經(jīng)所述成像處理器進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換處理生成三維空間圖像。通過(guò)采用定位處理器以及成像處理器，進(jìn)一步依據(jù)所獲取的地下探測(cè)目標(biāo)的距離信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了空間坐標(biāo)信息及三維空間圖像的生成，豐富了可獲取的探測(cè)目標(biāo)的信息。所述地下探測(cè)目標(biāo)可以包括地下管道、地下建筑等地下物體。

下面將結(jié)合附圖1-4，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的探地雷達(dá)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)介紹。

請(qǐng)參見(jiàn)圖1，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種探地雷達(dá)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的所述探地雷達(dá)設(shè)備1可以包括：雷達(dá)傳感器11、信號(hào)預(yù)處理器12、定位處理器13、校正處理器14、角度探測(cè)器15、成像處理器16和顯控儀器17。

所述雷達(dá)傳感器11與所述信號(hào)預(yù)處理器12相連接，所述信號(hào)預(yù)處理器12與所述定位處理器13相連接，所述定位處理器13與所述成像處理器16相連接，優(yōu)選的，所述定位處理器13可以通過(guò)所述校正處理器14與所述成像處理器16相連接，所述角度探測(cè)器15分別與所述雷達(dá)傳感器11和所述校正處理器14相連接，所述成像處理器16與所述顯控儀器17相連接?？梢岳斫獾氖?，所述角度探測(cè)器15與所述雷達(dá)傳感器11的連接關(guān)系可以為物理連接關(guān)系，其余的連接關(guān)系均可以為電連接關(guān)系。

所述雷達(dá)傳感器11的雷達(dá)波束覆蓋包含地下探測(cè)目標(biāo)在內(nèi)的監(jiān)測(cè)區(qū)域，優(yōu)選的，所述雷達(dá)傳感器11向所述監(jiān)測(cè)區(qū)域發(fā)射雷達(dá)波束，并獲取所述地下探測(cè)目標(biāo)反射所述雷達(dá)波束所返回的回波信號(hào)。

進(jìn)一步的，請(qǐng)一并參見(jiàn)圖2，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供了雷達(dá)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述雷達(dá)傳感器11可以包括雷達(dá)發(fā)射器111和雷達(dá)接收器112。

所述雷達(dá)接收器112置于以所述雷達(dá)發(fā)射器111為圓心的圓周位置上，優(yōu)選的，所述雷達(dá)傳感器11可以包括一個(gè)雷達(dá)發(fā)射器111和至少四個(gè)雷達(dá)接收器112，相鄰兩個(gè)所述雷達(dá)接收器112間的距離相等。

所述雷達(dá)發(fā)射器111發(fā)射的雷達(dá)波束覆蓋包含所述地下探測(cè)目標(biāo)在內(nèi)的所述監(jiān)測(cè)區(qū)域，所述雷達(dá)接收器112則分別獲取所述地下探測(cè)目標(biāo)反射所述雷達(dá)波束所返回的回波信號(hào)，需要說(shuō)明的是，基于所述回波信號(hào)可以分別分析得到所述地下探測(cè)目標(biāo)與所述雷達(dá)接收器112的距離信號(hào)，所述地下探測(cè)目標(biāo)必然存在與以所述雷達(dá)接收器112為圓心，以該距離信號(hào)為半徑的三維圓弧曲面上，由于至少需要4個(gè)曲面兩兩相交才能確定唯一的一個(gè)點(diǎn)，因此通過(guò)采用至少四個(gè)雷達(dá)接收器112，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)目標(biāo)的準(zhǔn)確獲取，并實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息的生成。

進(jìn)一步的，請(qǐng)一并參見(jiàn)圖3，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供了雷達(dá)前端組成的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，所述雷達(dá)前端的組成結(jié)構(gòu)可以包括雷達(dá)發(fā)射器111和雷達(dá)接收器112。

所述雷達(dá)發(fā)射器111可以包括第一超帶寬雷達(dá)芯片和發(fā)射天線，每個(gè)所述雷達(dá)接收器112可以包括第二超寬帶雷達(dá)芯片和接收天線。所述第一超寬帶雷達(dá)芯片與所述發(fā)射天線相連接，所述第二超寬帶雷達(dá)芯片與所述接收天線相連接。

所述第一超寬帶雷達(dá)芯片發(fā)送的雷達(dá)波束經(jīng)所述發(fā)射天線覆蓋所述地下探測(cè)目標(biāo)在內(nèi)的所述監(jiān)測(cè)區(qū)域，所述地下探測(cè)目標(biāo)反射所述雷達(dá)波束所返回的回波信號(hào)經(jīng)所述接收天線傳輸至所述第二超寬帶雷達(dá)芯片。

所述信號(hào)預(yù)處理器12進(jìn)一步與所述雷達(dá)傳感器11中的所述雷達(dá)接收器112相連接，用于接收所述雷達(dá)傳感器11中的所述雷達(dá)接收器112傳輸?shù)幕夭ㄐ盘?hào)，優(yōu)選的，所述信號(hào)預(yù)處理器12與所述第二超寬帶雷達(dá)芯片相連接，所述信號(hào)預(yù)處理器12接收所述第二超寬帶雷達(dá)芯片傳輸?shù)幕夭ㄐ盘?hào)，所述回波信號(hào)經(jīng)所述信號(hào)預(yù)處理器12濾波放大處理后生成所述地下探測(cè)目標(biāo)的距離信號(hào)，可以理解的是，所述信號(hào)預(yù)處理器12可以接收至少四個(gè)第二超寬帶雷達(dá)芯片中各第二超寬帶雷達(dá)芯片傳輸?shù)幕夭ㄐ盘?hào)，即至少四個(gè)回波信號(hào)，所述信號(hào)預(yù)處理器12可以分別對(duì)每個(gè)回波信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理以獲取每個(gè)回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的第二超寬帶雷達(dá)芯片與所述地下探測(cè)目標(biāo)的距離信號(hào)，分別可以為d₁、d₂、…，d_n，其中n為大于或等于4的整數(shù)。所述信號(hào)預(yù)處理器12將所述距離信號(hào)傳輸至所述定位處理器13。

所述距離信號(hào)經(jīng)所述定位處理器13進(jìn)行坐標(biāo)處理后生成所述地下探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息，所述定位處理器13接收所述距離信號(hào)，可以對(duì)所述距離信號(hào)進(jìn)行坐標(biāo)處理，所述定位處理器13可以基于所述距離信號(hào)確定所述地下探測(cè)目標(biāo)相對(duì)于所述雷達(dá)前端的位置信息，并結(jié)合全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)信息生成所述地下探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息。

進(jìn)一步的，請(qǐng)一并參見(jiàn)圖4，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供了定位處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，所述定位處理器13可以包括定位器131和GPS132，所述定位器131分別與所述信號(hào)預(yù)處理器12、所述GPS132和所述成像處理器16相連接。所述距離信號(hào)經(jīng)所述信號(hào)預(yù)處理器12傳輸至所述定位器131，所述定位器131可以匯總所述距離信號(hào)，并確定所述地下探測(cè)目標(biāo)相對(duì)所述雷達(dá)前端的位置信息，同時(shí)所述定位器131可以結(jié)合所述GPS132中的GPS信息，生成該位置信息對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)信息，即所述地下探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息，所述空間坐標(biāo)信息經(jīng)所述定位器131傳輸至所述成像處理器16。

需要說(shuō)明的是，由于雷達(dá)前端的雷達(dá)接收器112容易受到地形起伏的影響，導(dǎo)致所獲取的回波信號(hào)中攜帶的距離信號(hào)存在一定的偏差，因此需要采用校正處理器14對(duì)所述地下探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息進(jìn)行校正，具體的，請(qǐng)?jiān)賲⒁?jiàn)圖3，所述雷達(dá)前端還可以包括角度探測(cè)器15，所述角度探測(cè)器15與所述雷達(dá)接收器12相連接，并固定連接于所述圓周位置上，所述角度探測(cè)器15探測(cè)所述雷達(dá)接收器112與水平面的角度信號(hào)，如圖3所示，每個(gè)所述雷達(dá)接收器12所在圓周位置上均存在一個(gè)角度探測(cè)器15，則相應(yīng)得到的角度信號(hào)分別可以為θ₁、θ₂、…，θ_n，其中n為大于或等于4的整數(shù)，所述角度探測(cè)器15分別與所述校正處理器14相連接，所述角度信號(hào)經(jīng)所述角度探測(cè)器15分別傳輸至所述校正處理器14。所述定位器131可以通過(guò)所述校正處理器14與所述成像處理器16相連接，所述空間坐標(biāo)信號(hào)經(jīng)所述定位處理器13傳輸至所述校正處理器14，所述空間坐標(biāo)信息經(jīng)所述校正處理器14結(jié)合所述角度信號(hào)進(jìn)行校正處理生成校正后的空間坐標(biāo)信息，所述校正后的空間坐標(biāo)信息經(jīng)所述校正處理器14傳輸至所述成像處理器16。通過(guò)采用角度探測(cè)器15探測(cè)各雷達(dá)接收器12與水平面所成夾角，并采用校正處理器14結(jié)合所成夾角對(duì)探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息進(jìn)行校正，避免了地形起伏對(duì)地下目標(biāo)探測(cè)的影響，減少了探測(cè)誤差，提升了探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息的準(zhǔn)確性。

同理，在所述探地雷達(dá)設(shè)備1持續(xù)移動(dòng)的過(guò)程中，即在所述監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行掃描式探測(cè)，可以生成多個(gè)地下探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息，所述成像處理器16可以匯總多個(gè)空間坐標(biāo)信息，并進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換處理生成三維空間圖像，進(jìn)一步的，所述成像處理器16可以獲取多個(gè)地下探測(cè)目標(biāo)校正后的空間坐標(biāo)信息，并采用多個(gè)校正后的空間坐標(biāo)信息生成三維空間圖像。

所述三維空間圖像經(jīng)所述成像處理器16傳輸至所述顯控儀器17，并由所述顯控儀器17進(jìn)行輸出顯示，優(yōu)選的，所述顯控儀器17還可以對(duì)所述三維空間圖像進(jìn)行保存及回放等。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)采用定位處理器以及成像處理器，進(jìn)一步依據(jù)所獲取的地下探測(cè)目標(biāo)的距離信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了空間坐標(biāo)信息及三維空間圖像的生成，豐富了可獲取的探測(cè)目標(biāo)的信息；通過(guò)采用至少四個(gè)雷達(dá)接收器，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)目標(biāo)的準(zhǔn)確獲取，并實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息的生成；通過(guò)采用角度探測(cè)器探測(cè)各雷達(dá)接收器與水平面所成夾角，并采用校正處理器結(jié)合所成夾角對(duì)探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息進(jìn)行校正，避免了地形起伏對(duì)地下目標(biāo)探測(cè)的影響，減少了探測(cè)誤差，提升了探測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息的準(zhǔn)確性。

以上所揭露的僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分流程，并依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于實(shí)用新型所涵蓋的范圍。