[发明专利]一种多层混凝土结构薄层缺陷厚度检测方法、装置及终端有效
申请号: | 202110303424.5 | 申请日: | 2021-03-22 |
公开(公告)号: | CN113064166B | 公开(公告)日: | 2023-01-06 |
发明(设计)人: | 杨勇;赵维刚;田秀淑;杨怀志 | 申请(专利权)人: | 石家庄铁道大学;京沪高速铁路股份有限公司 |
主分类号: | G01S13/89 | 分类号: | G01S13/89;G01S7/41 |
代理公司: | 河北国维致远知识产权代理有限公司 13137 | 代理人: | 秦敏华 |
地址: | 050000 河*** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 多层 混凝土结构 薄层 缺陷 厚度 检测 方法 装置 终端 | ||
1.一种多层混凝土结构薄层缺陷厚度检测方法,其特征在于,包括:
获取回波信号,其中,所述回波信号为探地雷达对混凝土结构进行探测返回的信号;
利用分数阶S变换对所述回波信号进行预处理,以强化所述回波信号中对应于薄层缺陷的信号特征;
所述利用分数阶S变换对所述回波信号进行预处理,以强化所述回波信号中对应于薄层缺陷的信号特征包括:
确定分数阶S变换中的分数因子;
根据预设的分数阶S变换公式对所述回波信号进行分数阶S变换,所述分数阶S变换公式为:
其中,FrSTy(t,f,a)表示进行分数阶S变换后的回波信号,Ya(τ)表示回波信号的傅里叶变换信号,a表示分数因子;
所述确定分数阶S变换中的分数因子包括:
根据预设的交叉熵公式计算所述回波信号中只包含一个信号时与同时包含上表面反射信号与下表面反射信号时的交叉熵,所述交叉熵公式为:
其中,表示与之间的交叉熵,表示只包含一个信号的回波信号,表示同时包含上表面反射信号与下表面反射信号的回波信号;
取令所述交叉熵出现最多个最小值的分数因子为确定的分数因子;
基于预处理后的回波信号生成灰度图像;
将所述灰度图像输入训练好的厚度识别模型,得到混凝土结构中薄层缺陷的厚度信息。
2.根据权利要求1所述的多层混凝土结构薄层缺陷厚度检测方法,其特征在于,将所述灰度图像输入训练好的厚度识别模型之前还包括:
建立回波信号模型库,所述回波信号模型库包含不同薄层缺陷厚度的多层混凝土对应的回波信号;
通过所述回波信号模型库对厚度识别模型进行训练,得到训练好的厚度识别模型。
3.根据权利要求2所述的多层混凝土结构薄层缺陷厚度检测方法,其特征在于,所述建立回波信号模型库包括:
获取用于建立回波信号模型库的回波信号,其中,所述用于建立回波信号模型库的回波信号为探地雷达对薄层缺陷的厚度信息已知的混凝土结构进行探测返回的信号;
利用分数阶S变换对所述用于建立回波信号模型库的回波信号进行预处理,以强化所述用于建立回波信号模型库的回波信号中对应于薄层缺陷的信号特征;
将处理后的用于建立回波信号模型库的回波信号和对应的薄层缺陷的厚度信息作为所述回波信号模型库中的数据。
4.根据权利要求3所述的多层混凝土结构薄层缺陷厚度检测方法,其特征在于,所述基于预处理后的回波信号生成灰度图像包括:
通过预设的灰度图像转化公式计算所述预处理后的回波信号对应的灰度图像,所述灰度图像转化公式为:
其中,I表示灰度图像,表示预处理后的回波信号的绝对值,t、f表示S变换所处平面。
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