1.一种用于勘测城市道路地下的雷达车控制系统,其特征在于:包括:
雷达车勘测控制中心:通过大数据技术,存储和接收雷达车的勘测数据,构建雷达车勘测控制数据库,并根据接收的雷达车的勘测数据的分析结果触发控制机制;
雷达车勘测数据采集模块:用于对雷达车勘测过程中的数据进行采集,得到雷达车勘测的各项控制参数,并将各项控制参数传输至雷达车勘测数据分析模块;
雷达车勘测数据分析模块:用于对数据采集模块得到的各项控制参数进行采集,得到雷达车勘测的各项控制指标,并将各项控制指标传输至雷达车勘测智能控制模块;雷达车勘测数据分析模块包括雷达车探地穿透性控制分析单元、雷达车识别管道控制分析单元和雷达车行驶控制分析单元;
所述雷达车勘测数据分析模块中雷达车探地穿透性控制分析单元:首先通过探地雷达设备识别目标管道区域的地下介质种类,获取地下介质种类数据集UTD,UTD=[ut1,ut2,...,uti,...,utn],n是地下介质种类的数量,uti是第i种地下介质;然后通过传感器技术,获取目标管道区域的第i种地下介质的电导率σ(uti);其次通过雷达车勘测控制数据库获取雷达发射频率f和发射功率P;最后通过大数据分析技术,得到雷达车探地穿透性控制指标RGCI,c是光速,μr(uti)是相对磁导率,γr(uti)是地下介质相对介电常数,γ0是真空中的介电常数,Ploss是雷达信号在穿透地下介质过程中的功率损失;
雷达车勘测智能控制模块:用于将数据分析模块得到的各项控制指标分别与阈值进行对比,将良好的对比结果传输至雷达车勘测智能控制综合分析模块,雷达车勘测控制中心根据异常对比结果触发控制机制;
雷达车勘测智能控制综合分析模块:用于将智能控制模块得到的良好的对比结果进行综合分析,得到雷达车勘测智能控制综合指标,并传输至雷达车勘测智能控制人机交互模块;
雷达车勘测智能控制人机交互模块:用于对智能控制综合分析模块的雷达车勘测智能控制综合指标进行人机交互。
2.根据权利要求1所述的一种用于勘测城市道路地下的雷达车控制系统,其特征在于:
所述雷达车勘测数据分析模块中雷达车识别管道控制分析单元包括地下管道识别与雷达波反射分析单元和地下管道识别精度分析单元;雷达车行驶控制分析单元包括雷达车移动与数据采集质量分析单元和雷达车行驶稳定性与自适应调整分析单元。
3.根据权利要求2所述的一种用于勘测城市道路地下的雷达车控制系统,其特征在于:
所述雷达车识别管道控制分析单元中地下管道识别与雷达波反射分析单元:首先通过探地雷达设备,识别目标管道区域地下管道材质的种类,获取地下管道材质种类数据集UPD,UPD=|[up1,up2,…,upj,…,upk],k是地下管材的种类数量,upj是第j种地下管道材质;然后通过雷达车勘测控制数据库提取识别到的地下管道的介电常数εg(upj)和覆盖管道的地下介质的介电常数εd(uti);其次通过传感器技术,获取地下管道材质的电导率σg(upj)和覆盖管道的地下介质的电导率σd(uti),uti是第i种地下介质;最后通过大数据分析技术,得到地下管道材质识别与雷达波反射系数τ,γ0是真空中的介电常数,ω是雷达波角频率,θ是雷达波入射角,得到地下管道识别与雷达波反射匹配控制指标WRCI, τ0是期望反射系数。
4.根据权利要求2所述的一种用于勘测城市道路地下的雷达车控制系统,其特征在于:
所述雷达车识别管道控制分析单元中地下管道识别精度分析单元:首先通过雷达车勘测控制数据库获取雷达波探测地下管道的往返时间Δt,得到管道深度测量控制系数Ede,c是光速,εd是覆盖管道的地下介质的介电常数,h表示管道深度的标准值;然后通过探地雷达设备,识别目标管道区域的管道直径R,并与雷达车勘测控制数据库中的管道直径数据进行对比,统计直径识别正确的管道数量Ncor和总识别管道数量Ntotal,得到管道直径识别准确率控制系数Adis,Adis=Ncor/Ntotal,其次通过定位技术,获取雷达探测管道位置坐标PCD,并与雷达车勘测控制数据库中的管道位置坐标PCD0进行对比,得到雷达探测管道位置准确性控制系数Xp, 最后通过大数据分析技术,得到地下管道识别精度控制指标PACI,PACI=εg×(a1×Ede+a2×Adis+a3×Xp),εg是地下管道的介电常数,a1、a2和a3分别表示相应的权重。
5.根据权利要求2所述的一种用于勘测城市道路地下的雷达车控制系统,其特征在于:
所述雷达车行驶控制分析单元中雷达车移动与数据采集质量分析单元:首先通过速度传感器实时采集雷达车的行驶速度v;然后通过雷达车勘测控制数据库获取雷达探测地下管道的数据采集时间间隔t和雷达扫描宽度w,得到地下管道数据采集效率控制指标DCCI,A是每次扫描雷达覆盖的管道面积。
6.根据权利要求2所述的一种用于勘测城市道路地下的雷达车控制系统,其特征在于:
所述雷达车行驶控制分析单元中雷达车行驶稳定性与自适应调整分析单元:首先通过定位技术,获取雷达车探测地下管道的实际行驶路线Rs,并将其与设定的行驶路线R进行对比,得到雷达车行驶偏差控制系数DDc,DDc=|Rs‑R|/R;然后在数据采集时间间隔t内,采集N个雷达车行驶速度采样点,得到速度标准差σ(v)和平均速度μ(v),得到车辆速度波动控制系数VVc,VVc=σ(v)/μ(v);其次通过时间戳技术,记录每次从发出转向控制指令到雷达车开始转向的响应时间tx;最后通过大数据分析技术,得到雷达车行驶稳定性与自适应调整控制指标RAACI,Nadj是系统根据设定的行驶路径控制雷达车实际行驶进行自适应调整的次数,b1和b2分别表示相应的权重。
7.根据权利要求1所述的一种用于勘测城市道路地下的雷达车控制系统,其特征在于:
所述雷达车勘测智能控制模块中智能控制模块实现以下步骤:
步骤3.1:将雷达车探地穿透性控制指标RGCI与阈值RGCI0进行对比,得到雷达车探地穿透性控制的性能因子ζ(RGCI),ζ(RGCI)=RGCI/RGCI0,若ζ(RGCI)≥1,则说明雷达车探地穿透性控制良好;反之则说明控制异常,触发雷达车探地穿透性控制机制;
步骤3.2:首先将地下管道识别与雷达波反射匹配控制指标WRCI与阈值WRCI0进行对比,得到雷达波反射匹配控制的性能因子ζ(WRCI),ζ(WRCI)=WRCI/WRCI0,若ζ(WRCI)≥1,则说明雷达波反射匹配控制良好;反之则说明控制异常,触发雷达波反射匹配控制机制;然后将地下管道识别精度控制指标PACI与阈值PACI0进行对比,得到地下管道识别精度控制的性能因子ζ(PACI),ζ(PACI)=PACI/PACI0,若ζ(PACI)≥1,则说明地下管道识别精度控制良好;反之则说明控制异常,触发地下管道雷达识别控制机制;
步骤3.3:首先将地下管道数据采集效率控制指标DCCI与阈值DCCI0进行对比,得到地下管道数据采集效率控制的性能因子ζ(DCCI),ζ(DCCI)=DCCI/DCCI0,若ζ(DCCI)≥1,则说明地下管道数据采集效率控制良好;反之则说明控制异常,触发地下管道数据采集效率控制机制;然后将雷达车行驶稳定性与自适应调整控制指标RAACI与阈值RAACI0进行对比,得到雷达车行驶稳定性与自适应调整控制的性能因子ζ(RAACI),ζ(RAACI)=RAACI/RAACI0,若ζ(RAACI)≥1,则说明雷达车行驶稳定性与自适应调整控制良好;反之则说明控制异常,触发雷达车行驶控制机制。