[发明专利]一种非线性结点探测方法及探测器

权利要求书

1.一种非线性结点探测方法，其特征在于，探测器包括发射单元和四个接收单元，所述四个接收单元包括第一接收单元、第二接收单元、第三接收单元、和第四接收单元，所述非线性结点探测方法包括以下步骤：

S1,所述四个接收单元设置在不同的位置，其中，所述第一接收单元、所述第二接收单元、和所述第三接收单元位于直角三角形的顶点上，所述第二接收单元位于直角的顶点上，所述第一接收单元、所述第二接收单元、所述第三接收单元所在的平面为基准平面，所述第四接收单元位于所述基准平面上方，且所述第四接收单元与所述基准平面之间的距离为h，所述第四接收单元在所述基准平面上的垂直投影、所述第一接收单元、所述第二接收单元、所述第三接收单元位于矩形的四个顶点，所述发射单元位于所述矩形的中心点上，所述第二接收单元与所述第三接收单元之间的距离为S1，所述第一接收单元与所述第二接收单元之间的距离为S2，所述发射单元发射探测信号，若探测范围内存在非线性结点，则所述四个接收单元将收到所述非线性结点反馈的谐波信号，并获取所收到的谐波信号的相位分别为PH₁、PH₂、PH₃和PH₄，所述谐波信号的波长为λ；若没有非线性结点，所述四个接收单元则接收不到谐波信号；

S2，根据所述PH₁、PH₂、PH₃和PH₄，以及λ、S₁、S₂和h，计算所述非线性结点反馈的谐波信号在所述基准平面的投影相对所述基准平面中第二接收单元与所述第三接收单元之间连线的垂线的水平偏转角θ，计算所述非线性结点反馈的谐波信号相对所述基准平面法线的垂直俯仰角计算所述非线性结点反馈的谐波信号相对于所述第三接收单元与所述第四接收单元所在平面法线的俯仰角以及计算所述第三接收单元与所述第四接收单元所在平面法线相对于所述基准平面法线的俯仰角

根据及h计算非线性结点到所述基准平面的垂直距离d₆，具体为：

综合所述水平偏转角θ、垂直俯仰角和距离d₆，就可以定位所述非线性结点的具体空间位置。

2.根据权利要求1所述的非线性结点探测方法，其特征在于，步骤S2中：

计算所述非线性结点反馈的谐波信号的水平偏转角θ，具体为：所述第二接收单元和第三接收单元所接收的谐波信号的相位差ΔPH₁＝PH₂-PH₃，所述第二接收单元和第三接收单元所接收的谐波信号的距离差则非线性结点反馈的谐波信号的水平偏转角

计算所述非线性结点反馈的谐波信号的垂直俯仰角具体为：第二接收单元和第一接收单元所接收的谐波信号的相位差ΔPH₂＝PH₂-PH₁，第二接收单元和第一接收单元所接收的谐波信号的距离差则非线性结点反馈的谐波信号的垂直俯仰角

计算非线性结点反馈的谐波信号相对于所述第三接收单元与所述第四接收单元所在平面法线的俯仰角具体为：所述第三接收单元和所述第四接收单元所接收的谐波信号的相位差ΔPH₃＝PH₃-PH₄，所述第三接收单元和所述第四接收单元所接收的谐波信号的距离差则非线性结点反馈的谐波信号相对于第三接收单元与第四接收单元所在平面法线的俯仰角

计算所述第三接收单元与第四接收单元所在平面法线相对于所述基准平面法线的俯仰角具体为：

其中，非线性结点到第一预设平面的垂直距离d₄、非线性结点到第二预设平面的垂直高度d₅、和h、的关系如下：

所述第一预设平面为与所述基准平面相平行、且为所述第四接收单元所在的平面，所述第二预设平面为与所述基准平面相垂直、且经过一直角三角形的中位线的平面，其中，所述第一接收单元、所述第二接收单元、所述第三接收单元位于所述直角三角形的顶点，所述中位线平行于所述第二接收单元与所述第三接收单元之间的连线；

从而，得到非线性结点到所述基准平面的垂直距离d₆: