一种探洞雷达检测车的制作方法

本实用新型涉及电子及机械设备领域，尤其是探洞雷达检测车。

背景技术：

有些施工中，制作了很多探洞，但探洞回填往往不及时、甚至不回填；既有管理因素、经济因素，也与缺乏探洞清理设备有一定的关系。

在进行探洞清理、回填等工作时，如果有一种自动化的装置，能够自动检测探洞的位置和/或探洞的直径，移动方便，减少道路占用。

技术实现要素：

技术问题：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提出一种探洞雷达检测车；其能够自动检测探洞的位置和/或探洞的直径，移动方便，提高了探洞检测的工作效率。

技术方案：

为实现上述目的，本实用新型提出一种探洞雷达检测车，包括所述探洞检测装置、车、定位装置、车控制器、作业孔；

所述探洞检测装置配合固定设置在车上；

所述定位装置配合固定设置在车上；

所述车控制器配合固定安装在车上；

所述作业孔位于车上，配合所述探洞检测装置设置；所述探洞检测装置通过所述作业孔检测探洞；

所述车控制器配合连接探洞检测装置、定位装置；

所述探洞检测装置用于获得检测区域的探洞的位置和/或直径；

所述车控制器是计算机控制器；

所述定位装置用来确定车的位置；

所述探洞检测装置，包括底座、地面检测装置、检测控制器；所述检测控制器是计算机控制器；所述地面检测装置与所述底座配合固定设置；所述检测控制器与所述底座配合固定设置；所述地面检测装置与所述检测控制器配合连接；所述地面检测装置包括雷达。

进一步的，所述车为遥控无人驾驶车或智能无人驾驶车。

进一步的，所述检测控制器还包括输入接口；所述输入接口包括启动接口和/或停止接口；所述输入接口的启动接口和/或停止接口是线路连接和/或通信连接。所述输入接口是线路连接和/或通信连接。

进一步的，所述检测控制器至少还包括下述接口之一：

接口一：通信接口；所述通信接口包括下述之一：数字无线通信接口、移动数字通信接口、近距离无线通信接口、有线通信接口；

接口二：视频接口；所述视频接口至少能够连接一台视频监控装置；所述视频接口是模拟接口或数字接口；

接口三：音频接口；所述音频接口至少能够连接一台拾音器；所述音频接口是模拟接口或数字接口。

进一步的，所述定位装置是卫星定位装置、惯性定位装置、基站定位装置的组合。

进一步的，所述探洞自动检测车还包括监控摄像机；所述探洞雷达检测车上安装监控探测区域的监控摄像机；所述监控摄像机配合连接监视器；所述监视器包括位于驾驶室的监视器和/或位于车载操控位的监视器和/或遥控器和/或远程监视器和/或手机。

本实用新型提出一种探洞检测方法，其特征在于：所述探洞检测方法用于检测检测区域内的探洞的位置和/或直径，包括下述处理步骤：

S1).逐块遍历检测区域；自检测区域的一个角开始，每次检测一个检测子区域，所述检测子区域的长度、宽度设置为大于探洞直径，使一个检测子区域只能有一个完整的探洞；行内相邻的两个检测子区域重叠至少半个探洞直径，2行重叠至少半个探洞直径；列内相邻的两列检测子区域重叠至少半个探洞直径；一个检测子区域检测完毕后，移动到行内下一个检测子区域；一行检测完毕后，检测下一行；

S2).测量获得检测子区域的距离数据矩阵；在一个检测子区域内进行检测，按照预先设置的检测点的行列间距(间距小于探洞直径的5分之一)，确定位于检测区域内的检测点的位置；测量出各个检测点到地面检测装置的距离，获得检测区域的距离数据矩阵；

S3).检测探洞边沿点，在探洞候选边沿点标记矩阵A中标记探洞边沿点；包括如下子处理：

S3.1).去除探洞候选边沿点标记矩阵A所有元素的标记(探洞候选边沿点标记矩阵A的行数、列数与距离数据矩阵一致)；

S3.2).逐一计算距离数据矩阵内的所有行或列相邻点之间的距离差值；

S3.3).找出候选探洞边沿点：判断所述距离差值的绝对值是否大于或大于等于设定的阈值，如果是，则认为该一对相邻点中的2个点对应的检测点为候选探洞边沿点，在探洞候选边沿点标记矩阵A中的对应这2个点的位置做标记；

S4).在探洞候选边沿点标记矩阵A中，找探洞，并把找出的探洞记录到探洞集合中；包括如下子处理：

S4.1).复制探洞候选边沿点标记矩阵A到探洞边沿点遍历标记矩阵B；

S4.2).去除探洞边沿点标记矩阵C所有元素的标记(探洞边沿点标记矩阵C的行数、列数与探洞候选边沿点标记矩阵A一样)；

S4.3).找探洞的第一个边沿点：在探洞边沿点遍历标记矩阵B中，逐行或列遍历找第一个有标记的元素(记为P)；找到，认为找到疑似探洞的一个边沿点，在探洞边沿点遍历标记矩阵B中去掉点P对应的标记，在探洞边沿点标记矩阵C中标记点P对应的标记；未找到，认为该区域中没有探洞了，转步骤S5；

S4.4).找探洞的邻接边沿点：在探洞边沿点遍历标记矩阵B中，以点P为中心的，行或列距离点P距离在x(预先设定)个点的范围内，查找下一个有标记的元素(记为P2)；找到，在探洞边沿点遍历标记矩阵B中去掉点P2对应的标记，在探洞边沿点标记矩阵C中标记点P对应的标记，记录P等于P2，转步骤S4.4；未找到，转步骤S4.5；

S4.5).判断找到的探洞是否完整：在探洞候选边沿点标记矩阵A中，在以点P为中心的，行或列距离点P在x个点的范围内，查找下一个有标记的元素；找到，认为找到完整的探洞，转步骤S4.6；未找到，认为找到的是不完整的探洞，转步骤S4.2找下一个探洞；

S4.6).计算探洞的直径、中心点坐标：依次计算探洞边沿点标记矩阵C中的有标记的任意一点，到其余有标记的点之间的最大距离(记为L)和最大距离对应的2个点(记为P1、P3)；

判断L是否在预先设定的范围内，如果在，认为找到探洞，认为探洞的中心点在点P1、P3连线的中点，计算探洞中心点的位置；如果不在，转步骤S4.2；

S4.7).把该探洞的位置信息记录到探洞集合中；

S5).坐标变换:根据探洞检测装置的坐标，对探洞中心点坐标进行坐标变换，获得探洞中心点相对于探洞检测装置原点的坐标。

进一步的，所述处理步骤S3.3被替换为：

S3.4).根据所述差值的正负确定该点位于洞内、洞外；如果所述差值为正，则被减数对应的检测点位于洞内；如果所述差值为负，则减数对应的检测点位于洞内；

选择一对相邻点中的位于洞内的检测点和/或位于洞外的检测点，在探洞候选边沿点标记矩阵A中的对应位置做标记。

进一步的，所述处理步骤S4.6被替换为：

S4.10).遍历计算探洞的直径、中心点坐标：依次计算探洞边沿点标记矩阵C中的带标记的所有点之间的距离，获得有标记的点之间的最大距离(记为L)和最大距离对应的2个点(记为P1、P3)；

判断L是否在预先设定的范围内，如果在，认为找到探洞，认为探洞的中心点在点P1、P3连线的中点，计算探洞中心点的位置；如果不在，转步骤S4.2。

进一步的，所述处理步骤S4.6被替换为：

S4.11).最大宽度、高度法遍历计算探洞的直径、中心点坐标：依次计算探洞边沿点标记矩阵C中的带标记的所有点之间的行距、列距，找到最大的行距、列距，及其端点；

以最大的行距、列距之中的大值或小值或其平均值为探洞直径(记为L)；

判断L是否在预先设定的范围内，如果在，认为找到探洞,以最大的行距、列距对应的连线的交叉点为探洞中心点，或以最大的行距或列距对应的连线的中点为探洞中心点；

如果不在，转步骤S4.2。

进一步的，所述的探洞检测方法，可选的还包括下述处理步骤：

S6).坐标变换二:根据车载定位装置获得的探洞雷达检测车的坐标，对探洞中心点坐标或探洞中心点相对于探洞检测装置原点的坐标进行坐标变换，获得探洞中心点相对于探洞雷达检测车原点的坐标。

有益效果

本实用新型提出的探洞雷达检测车，能够自动检测探洞的位置和/或探洞的直径，移动方便，提高了探洞检测的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的探洞检测装置的一种实施例的结构示意图：

11.底座，12.地面检测装置，13.连接线，14.检测控制器。

图2是本实用新型的探洞检测装置的另一种实施例的结构示意图：

11.底座，15.运动平台，16.激光测距装置，13.连接线，14.检测控制器。

图3是本实用新型的探洞雷达检测车的一种实施例的结构示意图：

31.车，32.探洞检测装置，33.定位装置，34.连接线，35.车控制器，36.作业孔。

图4是本实用新型的探洞检测方法的一种实施例的主流程图。

图5是本实用新型的探洞检测方法的图5所示实施例的处理步骤S3的子流程图。

图6是本实用新型的探洞检测方法的图5所示实施例的处理步骤S4的子流程图。

图7是本实用新型的探洞检测方法的另一种实施例的处理步骤S3的子流程图。

图8是本实用新型的探洞检测方法的另一种实施例的处理步骤S4的子流程图。

图9是本实用新型的探洞检测方法的另一种实施例的处理步骤S4的子流程图。

图10是本实用新型的探洞检测方法的另一种实施例的主流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施用例一

如图1所示，是本实用新型的一种探洞检测装置的一种实施例的结构示意图，包括底座11、地面检测装置12、连接线13、检测控制器14。

所述底座11用于固定、保护其他部件，其形状优选的包括底面。

所述地面检测装置12配合固定设置在底座11上；

所述检测控制器14与底座11配合固定设置；

所述检测控制器14是计算机控制器，是现有技术。

所述地面检测装置12、通过连接线13与所述检测控制器14配合连接；

所述连接线13与底座11、地面检测装置12、检测控制器14配合连接。

所述探洞检测装置用于获得检测区域的探洞的位置和/或直径。

所述地面检测装置12包括影像采集装置或雷达，优选的是雷达；所述雷达用于获得检测区域地面的测量数据。

所述影像采集装置为数码摄像机或数码照相机之一，优选的为数码照相机；影像采集装置把采集的图像信息传输给检测控制器14，检测控制器14对图像进行分析，获得探洞在图像中的位置坐标和/或探洞直径；可选的，再根据影像采集装置相对底座11原点的坐标，获得探洞相对底座11原点的坐标。

可选的，所述探洞检测装置还包括输入接口，所述输入接口与检测控制器14配合连接；所述输入接口用于接收外部的输入信号；优选的，包括输入接口；

所述输入接口包括启动接口和/或停止接口，优选的包括启动接口和停止接口；所述输入接口是线路连接和/或通信连接，优选的是线路连接；

所述检测控制器14接收到启动接口传来的启动信号后，开始工作；所述检测控制器14接收到停止接口传来的停止信号后，停止工作。

可选的，所述探洞检测装置还包括信号输出装置；优选的包括信号输出装置。

所述信号输出装置与检测控制器15配合连接、配合固定设置；所述信号输出装置用于输出检测结果和/或工作状态等信息。

所述信号输出装置为现有技术中的无线通信装置或有线通信装置；所述无线通信装置至少包括ZigBee传输协议、WiFi传输协议、蓝牙传输协议、GPRS通信协议之一；所述有线通信装置至少包括线路输出装置、串口有线通信装置、并口通信装置之一；所述有线通信装置、无线通信装置是现有技术。优选的使用串口有线通信装置。

可选的，所述检测控制器至少还包括下述接口之一：

接口一：通信接口；所述通信接口包括下述之一：数字无线通信接口、移动数字通信接口、近距离无线通信接口、有线通信接口；优选的为，移动数字通信接口；

接口二：视频接口；所述视频接口至少能够连接一台视频监控装置；所述视频接口是模拟接口或数字接口；优选的是数字接口；

接口三：音频接口；所述音频接口至少能够连接一台拾音器；所述音频接口是模拟接口或数字接口。

优选的，所述检测控制器还包括通信接口、视频接口、音频接口。

所有用电设备由安装在底座11上的电源装置供电；所述电源装置，是发电机和/或蓄电池供电系统和/或发电机与蓄电池联合供电系统和/或外部供电接口装置；优选的是蓄电池供电系统。

实施用例二

如图2所示，是本实用新型的一种探洞检测装置另一种实施例的结构示意图，包括底座11、运动平台15、激光测距装置16、检测控制器14、连接线13。

实施用例二与实施用例一的不同之处在于，实施用例二使用的地面检测装置12为激光测距装置16；所述激光测距装置16配合固定设置在运动平台15上；所述运动平台15配合固定设置在底座11上；

所述激光测距装置16为无线测距装置或激光测距装置；所述无线测距装置、激光测距装置是现有技术；优选的为激光测距装置；

所述激光测距装置16通过连接线13配合连接检测控制器14；

所述运动平台15为二维或多维或二轴或多轴运动平台；二维或多维或二轴或多轴运动平台是现有技术；所述运动平台15的通过连接线13配合连接检测控制器14；优选的为二轴运动平台；在检测控制器14的控制下，运动平台15带动激光测距装置16测量出检测区域内的各个测量点到激光测距装置16的距离；检测区域内的各个测量点，预先在检测控制器上设置，优选的通过在检测控制器上设置测量点之间的行间距、列间距来确定区域内的测量点的位置。测量点之间的行间距、列间距应设置为小于探洞直径的三分之一，优选的为十分之一。

实施用例三

如图3所示，是本实用新型的一种探洞雷达检测车的一种实施例的结构示意图，包括：车31、探洞检测装置32、定位装置33、连接线34、车控制器35、作业孔36。

所述探洞检测装置32是本实用新型所述的探洞检测装置之一或其他的探洞检测装置；优选的是实施用例二所述的探洞检测装置32。

所述探洞检测装置32配合固定安装在车31上；

所述定位装置33配合固定安装在车31上；

所述车控制器35配合固定安装在车31上；

所述连接线34配合固定安装在车31上。

所述作业孔36位于车31上，配合所述探洞检测装置32设置；所述探洞检测装置32通过所述作业孔36检测探洞；

所述车控制器35与连接线34配合连接；

所述车控制器35是计算机控制器；

所述连接线34是与车控制器35配合的计算机控制系统连接线；

所述车控制器35通过连接线34配合连接探洞检测装置32、定位装置33。

所述定位装置33用来确定车31的位置；所述定位装置33是卫星定位装置、惯性定位装置、基站定位装置的组合；优选的是卫星定位装置结合惯性定位装置的双源定位装置。

所述探洞检测装置32的检测控制器14通过其通信接口和/或连接线13配合连接连接线33和/或车控制器34；

所述探洞检测装置32在车31的带动下移动检测。

车31设置有探洞检测装置32工作使用的窗口，用于探洞检测装置32检测车31外部的情况。

可选的，所述探洞雷达检测车上安装监控探测区域的监控摄像机；所述监控摄像机配合连接监视器；所述监视器包括位于驾驶室的监视器和/或位于车载操控位的监视器和/或遥控器和/或远程监视器和/或手机。优选的，安装监控摄像机，所述监视器为位于驾驶室的监视器。可选的，在工作过程中，记录监控摄像机拍摄的影像。

可选的，所述车为遥控无人驾驶车或智能无人驾驶车，优选的是遥控无人驾驶车。

实施用例四

如图4所示，是本实用新型的一种探洞检测方法的一种实施例的主流程图(图5是图4所示流程图的处理步骤S3的子流程图，图6是图4所示流程图的处理步骤S4的子流程图)，在探洞检测装置的检测控制器中运行包括探洞检测方法的程序，所述探洞检测方法用于检测检测区域内的探洞的位置和/或直径，包括下述处理步骤：

S1).逐块遍历检测区域；自检测区域的一个角开始，每次检测一个检测子区域，所述检测子区域的长度、宽度设置为大于探洞直径，使一个检测子区域只能有一个完整的探洞；行内相邻的两个检测子区域重叠至少半个探洞直径，2行重叠至少半个探洞直径；列内相邻的两列检测子区域重叠至少半个探洞直径；一个检测子区域检测完毕后，移动到行内下一个检测子区域；一行检测完毕后，检测下一行；优选的，检测子区域的长度、宽度设置为探洞直径的1.5倍(举例：当探洞直径为50毫米时，检测子区域的长度、宽度设置为75毫米)；优选的，行内相邻的两个检测子区域重叠0.7个探洞直径，2行重叠0.7个探洞直径；向下一行移动时，剩余的未检测区域的高度不足0.7个探洞直径时，移动到区域边沿即可；向下一列移动时，剩余的未检测区域的宽度不足0.7个探洞直径时，移动到区域边沿即可；

S2).测量获得检测子区域的距离数据矩阵；在一个检测子区域内进行检测，按照预先设置的检测点的行列间距(间距小于探洞直径的5分之一)，确定位于检测区域内的检测点的位置；测量出各个检测点到地面检测装置的距离，获得检测区域的距离数据矩阵；优选的，检测点的行列间距设置为2毫米；

S3).检测探洞边沿点，在探洞候选边沿点标记矩阵A中标记探洞边沿点；包括如下子处理：

S3.1).去除探洞候选边沿点标记矩阵A所有元素的标记(探洞候选边沿点标记矩阵A的行数、列数与距离数据矩阵一致)；

S3.2).逐一计算距离数据矩阵内的所有行或列相邻点之间的距离差值；

S3.3).找出候选探洞边沿点：判断所述距离差值的绝对值是否大于或大于等于设定的阈值(优选的，设置为10毫米)，如果是，则认为该一对相邻点中的2个点对应的检测点为候选探洞边沿点，在探洞候选边沿点标记矩阵A中的对应这2个点的位置做标记；

S4).在探洞候选边沿点标记矩阵A中，找探洞，并把找出的探洞记录到探洞集合中；包括如下子处理：

S4.1).复制探洞候选边沿点标记矩阵A到探洞边沿点遍历标记矩阵B；

S4.2).去除探洞边沿点标记矩阵C所有元素的标记(探洞边沿点标记矩阵C的行数、列数与探洞候选边沿点标记矩阵A一样)；

S4.3).找探洞的第一个边沿点：在探洞边沿点遍历标记矩阵B中，逐行或列遍历找第一个有标记的元素(记为P)；找到，认为找到疑似探洞的一个边沿点，在探洞边沿点遍历标记矩阵B中去掉点P对应的标记，在探洞边沿点标记矩阵C中标记点P对应的标记；未找到，认为该区域中没有探洞了，转步骤S5；

S4.4).找探洞的邻接边沿点：在探洞边沿点遍历标记矩阵B中，以点P为中心的，行或列距离点P距离在x(预先设定，优选的，x＝3)个点的范围内，查找下一个有标记的元素(记为P2)；找到，在探洞边沿点遍历标记矩阵B中去掉点P2对应的标记，在探洞边沿点标记矩阵C中标记点P对应的标记，记录P等于P2，转步骤S4.4；未找到，转步骤S4.5；

S4.5).判断找到的探洞是否完整：在探洞候选边沿点标记矩阵A中，在以点P为中心的，行或列距离点P在x个点的范围内，查找下一个有标记的元素；找到，认为找到完整的探洞；未找到，认为找到的是不完整的探洞，转步骤S4.2找下一个探洞；

S4.6).计算探洞的直径、中心点坐标：依次计算探洞边沿点标记矩阵C中的有标记的任意一点，到其余有标记的点之间的最大距离(记为L)和最大距离对应的2个点(记为P1、P3)；

判断L是否在预先设定的范围(优选的，与探洞直径的误差在10％以内)内，如果在，认为找到探洞，认为探洞的中心点在点P1、P3连线的中点，计算探洞中心点的位置；如果不在，转步骤S4.2；

S4.7).把该探洞的位置信息记录到探洞集合中；

S5).坐标变换:根据探洞检测装置的坐标，对探洞中心点坐标进行坐标变换，获得探洞中心点相对于探洞检测装置原点的坐标。

在探洞检测装置32的检测控制器14中，或搭载探洞检测装置32的设备且与探洞检测装置32之间有通信连接的检测控制器中，运行包括探洞检测方法的程序。

实施用例五

如图7所示，是本实用新型的一种探洞检测方法的另一种实施例的处理步骤S3的子流程图。

实施用例五与实施用例四的区别在于，处理步骤S3.3被替换为：

S3.4).找出候选探洞边沿点：

根据所述差值的正负确定该点位于洞内、洞外；如果所述差值为正，则被减数对应的检测点位于洞内；如果所述差值为负，则减数对应的检测点位于洞内；

选择一对相邻点中的位于洞内的检测点和/或位于洞外的检测点，在探洞候选边沿点标记矩阵A中的对应位置做标记。

实施用例六

如图8所示，是本实用新型的一种探洞检测方法的另一种实施例的处理步骤S4的子流程图。

实施用例六与实施用例四、五的区别在于，处理步骤S4.6被替换为：

S4.10).遍历计算探洞的直径、中心点坐标：依次计算探洞边沿点标记矩阵C中的带标记的所有点之间的距离，获得有标记的点之间的最大距离(记为L)和最大距离对应的2个点(记为P1、P3)；

判断L是否在预先设定的范围(优选的，与探洞直径的误差在10％以内)内，如果在，认为找到探洞，认为探洞的中心点在点P1、P3连线的中点，计算探洞中心点的位置；如果不在，转步骤S4.2。

实施用例七

如图9所示，是本实用新型的一种探洞检测方法的另一种实施例的处理步骤S4的子流程图。

实施用例七与实施用例四、五的区别在于，所述处理步骤S4.6被替换为：

S4.11).最大宽度、高度法遍历计算探洞的直径、中心点坐标：依次计算探洞边沿点标记矩阵C中的带标记的所有点之间的行距、列距，找到最大的行距、列距，及其端点；

以最大的行距、列距之中的大值或小值或其平均值为探洞直径(记为L)；

判断L是否在预先设定的范围(优选的，与探洞直径的误差在10％以内)内，如果在，认为找到探洞,以最大的行距、列距对应的连线的交叉点为探洞中心点，或以最大的行距或列距对应的连线的中点为探洞中心点；

如果不在，转步骤S4.2。

实施用例八

如图10所示，是本实用新型的一种探洞检测方法的另一种实施例的主流程图。

实施用例八与实施用例四至七任一的区别在于，实施用例八还包括下述处理步骤：

S6).坐标变换二:根据车载定位装置获得的探洞雷达检测车的坐标，对探洞中心点坐标或探洞中心点相对于探洞检测装置原点的坐标进行坐标变换，获得探洞中心点相对于探洞雷达检测车原点的坐标。

需要说明的是，在附图的流程图示出的可以在诸如一组可执行计算机指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了处理的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的处理顺序执行所示出或描述的处理。

本实用新型提供了一种探洞雷达检测车，能够自动检测探洞的位置和/或探洞的直径，移动方便，提高了探洞检测的工作效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。