[实用新型]多功能智能探测与土壤水含量检测装置

权利要求书

1.多功能智能探测与土壤水含量检测装置，其特征在于，包括智能移动机器人平台、探地雷达和多功能智能探测与土壤水含量检测仪；

其中，多功能智能探测与土壤水含量检测仪和探地雷达设置在所述智能移动机器人平台上；

所述智能移动机器人平台包括传感器、承载结构、移动控制模块和移动执行结构；其中，传感器用于感知待检测区域的环境信息；并将感知的环境信息发送给多功能智能探测与土壤水含量检测仪；承载结构用于放置探地雷达和多功能智能探测与土壤水含量检测仪；移动控制模块用于接收来自多功能智能探测与土壤水含量检测仪反馈的最优探测路线，并基于驱动移动执行结构按照所述最优探测路线移动智能移动机器人平台；

所述探地雷达用于采集土壤数据并发送给多功能智能探测与土壤水含量检测仪；

所述多功能智能探测与土壤水含量检测仪包括智能探测路线规划模块和土壤水含量分析模块；其中智能探测路线规划模块包括多个路径规划子模块和路径筛选子模块；每个路径规划子模块内置不同的局部路径规划方式，用于基于当前输入的环境信息确定智能移动机器人平台的局部路径规划结果，并发送给路径筛选子模块；所述路径筛选子模块从多个局部路径规划结果中选择最短路径长度作为当前最优探测路线并反馈给智能移动机器人平台的移动控制模块；

所述土壤水含量分析模块包括杂波抑制模块、土壤水含量检测模块、存储单元和显示模块；

所述杂波抑制模块，用于对当前输入的土壤数据进行杂波抑制处理，并将处理后的土壤数据存储至存储单元；

所述土壤水含量检测模块，从存储单元读取杂波抑制模块处理后的土壤数据，执行探地雷达波速估计处理，并基于探地雷达波速估计结果计算土壤水含量检测结果并通过显示模块输出显示；

其中，土壤水含量检测模块包括多个雷达波速估计子模块和运算处理模块，各雷达波速估计子模块分别内置不同的雷达波束估计方法，用于确定对应当前读取的土壤数据的探地雷达波速估计结果并发送给运算处理模块；

所述运算处理模块基于预置的每种探地雷达波速估计结果的权值，对接收的多种探地雷达波速估计结果进行加权融合，并将融合结果输出至显示模块，作为最终的探地雷达波速估计结果；以及基于预置的雷达波速与土壤水含量的映射关系，计算土壤水含量检测结果并输出至显示模块。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，智能探测路线规划模块包括五个路径规划子模块：弹性带路径规划模块、人工势场法路径规划模块、模糊控制逻辑法路径规划模块、神经网络算法路径规划模块和遗传算法路径规划模块。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，杂波抑制模块包括三个杂波抑制子模块：直耦杂波抑制子模块、地表杂波抑制子模块和地下非均匀杂波抑制子模块，其中直耦杂波抑制子模块用于生成能对消探地雷达的天线直耦回波信号中的杂波信号的第一抑制信号；地表杂波抑制子模块用于生成能对消地表回波信号中的杂波信号的第二抑制信号；地下非均匀杂波抑制子模块用于生成能对消地下介质非均匀产生回波信号中的杂波信号的第三抑制信号；各杂波抑制子模块用于生成对应回波信号中的杂波信号相位接近相反、幅度基本一致的抑制信号，通过耦合器实现对杂波信号的实时对消。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，土壤水含量检测模块包括三个雷达波速估计子模块：基于霍夫变换方法的雷达波速估计子模块、基于曲线拟合方法的雷达波速估计子模块和基于合成孔径成像技术的雷达波速估计子模块。