[发明专利]一种基于SAR的GPR多层钢筋网参数检测方法

权利要求书

1.一种基于SAR的GPR多层钢筋网参数检测方法，其特征在于，包括步骤：

(1)获取多层钢筋网的GPR扫描图像，对GPR扫描图像进行预处理，并采用空间域中值滤波法抑制扫描图像数据中的椒盐噪声；

(2)对经过预处理后的GPR扫描图像进行频率波数偏移成像，得到偏移图像；

(3)从偏移图像中自顶层向下逐层提取钢筋网的参数，提取下层钢筋网参数时，将偏移图像中的上层钢筋网截断，提取包括步骤：

(3-1)对偏移图像做像素点灰度值统计，得到每一个灰度值对应的像素点数量占总像素点数量的比例值；

(3-2)将得到的比例值按照其对应的灰度值升序排列形成比例值序列；从比例值序列的最小灰度值一端开始逐个累加比例值，直至比例值的累加和超过设定的阈值T，选取最后累加的一个比例值，将其对应的灰度值作为全局阈值对偏移图像进行二值化处理，得到二值图像；

(3-3)从二值图像中提取钢筋位置坐标，根据钢筋位置坐标计算钢筋水平方向间隔和钢筋深度。

2.根据权利要求1所述的一种基于SAR的GPR多层钢筋网参数检测方法，其特征在于，所述对于GPR扫描图像进行预处理的方法为：

对GPR扫描图像数据二维矩阵中的每行数据求方差，选出方差小于预设阈值σ的行，并将选出的行中的每个元素减去所在行的平均值。

3.根据权利要求1所述的一种基于SAR的GPR多层钢筋网参数检测方法，其特征在于，所述对经过预处理后的GPR扫描图像进行频率波数偏移成像的步骤包括：

1)定义预处理后的GPR扫描图像数据为u(x，z＝0，t)，其中，x表示雷达波在水平方向的位置坐标，z表示深度，t为时刻；

2)对u(x，z＝0，t)在x和t方向做二维傅里叶变换：

式中，ω是频率，k＝ω/v，k是波数矢量的幅度，v表示电磁波在介质中的波速，k_x表示雷达波的波数矢量在水平方向的分量；

3)通过差值计算，将U(k_x，z＝0，ω)从(k_x，ω)空间映射到(k_x，k_z)空间，得到偏移图像，偏移图像表示为：

式中，k_z表示雷达波的波数矢量在垂直方向的分量；B(k_x，k_z)为中间函数，B(k_x，k_z)的表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种基于SAR的GPR多层钢筋网参数检测方法，其特征在于，所述步骤(3-3)中计算钢筋水平方向间隔的方法为：

获取二值图像中水平方向上相邻钢筋之间的迹线数，用迹线数乘以相邻迹线之间的间隔距离，得到钢筋水平方向间隔。

5.根据权利要求4所述的一种基于SAR的GPR多层钢筋网参数检测方法，其特征在于，所述步骤(3-3)中计算钢筋深度的方法为：

获取钢筋位置坐标(x^*，y^*)，式中，x^*为钢筋水平方向位置坐标，y^*为钢筋垂直方向位置坐标；钢筋深度的计算公式为：

h＝y^*×Δt×v

式中，h表示钢筋深度，Δt表示采样间隔。