一种基于宽频脉冲的地下电缆定位方法及系统

本发明涉及雷达定位，具体是涉及一种基于宽频脉冲的地下电缆定位方法及系统。

背景技术：

1、地下电缆是指与常见的架空线相比，常埋于地下的电缆，故又称地下电缆。电缆是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘层和保护层制成，用于将电力或信息从一处传递到另一处的导线。进入现代社会后，由于城市用地紧张，交通压力大，市容建设等原因，大城市普遍采用地下电缆输电方式。相对于架空线，电缆具有占地小、输电可靠、抗干扰能力强等优点。

2、在城市中经常会进行挖掘，由于地下埋有电缆，有时在进行挖掘时，可能会将地下电缆挖断，造成局部断电。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供一种基于宽频脉冲的地下电缆定位方法及系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的在城市中经常会进行挖掘，由于地下埋有电缆，有时在进行挖掘时，可能会将地下电缆挖断，造成局部断电的问题。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于宽频脉冲的地下电缆定位方法，包括：

4、获取探测区域位置；

5、通过宽频脉冲雷达向探测区域位置发射宽频脉冲信号，获取第一反射信号；

6、对第一反射信号进行分析判断，获取第一判断结果；

7、宽频脉冲雷达根据第一判断结果选择是否二次发射宽频脉冲信号；

8、通过宽频脉冲雷达向探测区域位置二次发射宽频脉冲信号，获取第二反射信号；

9、对第二反射信号进行分析判断，获取第二判断结果；

10、对第二判断结果进行分析，确定电缆位置；

11、宽频脉冲雷达根据电缆位置发射宽频脉冲信号，获取电缆轮廓；

12、根据电缆轮廓绘制电缆走向曲线。

13、优选的，所述通过宽频脉冲雷达向探测区域位置发射宽频脉冲信号，获取第一反射信号具体包括如下步骤：

14、对探测区域位置进行特征分析，确定第一探测位置；

15、通过宽频脉冲雷达向第一探测位置发射多组宽频脉冲信号，获取多组第一反射信号。

16、优选的，所述对探测区域位置进行特征分析，确定第一探测位置具体包括如下步骤：

17、对探测区域进行图像采集，获取待分析图像；

18、通过斑点检测算法对待分析图像进行特征提取，获取图像特征；

19、根据图像特征对待分析图像进行特征分析，确定多组探测位置，所述多组探测位置包括第一探测位置、第二探测位置。

20、优选的，所述对第一反射信号进行分析判断，获取第一判断结果具体包括如下步骤：

21、对多组第一反射信号进行分析，获取多组第一信号反射时间；

22、获取宽频脉冲信号在地下的传播速度；

23、根据多组第一信号反射时间和传播速度进行计算处理，获取多组传播位移；

24、获取电缆对宽频脉冲信号的反射特性；

25、根据电缆对宽频脉冲信号的反射特性对多组第一反射信号进行分析判断，获取第一判断结果；

26、根据第一判断结果进行分析，获取电缆位置。

27、优选的，所述根据电缆对宽频脉冲信号的反射特性对多组第一反射信号进行分析判断，获取第一判断结果具体包括如下步骤：

28、对多组第一反射信号进行转换处理，获取多组第一反射数字信号；

29、对多组第一反射数字信号进行预处理，获取多组第一反射纯净信号，所述预处理包括去噪、滤波、增强；

30、通过快速傅里叶变换算法将多组第一反射纯净信号从时域转换至频域，在频域对多组第一反射纯净信号进行频谱分析，获取多组第一反射信号频谱；

31、根据电缆对宽频脉冲信号的反射特性进行分析处理，获取电缆反射信号频谱；

32、根据电缆反射信号频谱对多组第一反射信号频谱进行判断处理；

33、若多组第一反射信号频谱中不存在电缆反射信号频谱，输出第一探测位置没有电缆；

34、若多组第一反射信号频谱中存在电缆反射信号频谱，输出第一探测位置存在电缆。

35、优选的，所述根据第一判断结果进行分析，获取电缆位置具体包括如下步骤：

36、若第一探测位置存在电缆，根据电缆反射信号频谱对多组第一反射信号频谱进行查找，确定与电缆反射信号频谱对应的第一反射数字信号；

37、通过逆傅里叶变换算法对第一反射数字信号进行变换处理，获取电缆反射信号；

38、根据电缆反射信号对多组传播位移进行筛选处理，获取电缆位置。

39、优选的，所述宽频脉冲雷达根据第一判断结果选择是否二次发射宽频脉冲信号具体包括如下步骤：

40、若第一探测位置没有电缆，宽频脉冲雷达向第二探测位置二次发射宽频脉冲信号，获取第二反射信号；

41、对第二反射信号进行分析判断，获取第二判断结果，确定电缆位置；

42、若第一探测位置存在电缆，宽频脉冲雷达根据电缆位置发射宽频脉冲信号，获取电缆轮廓。

43、优选的，所述宽频脉冲雷达根据电缆位置发射宽频脉冲信号，获取电缆轮廓具体包括如下步骤：

44、获取市场中所有电缆的直径信息；

45、对所有电缆的直径信息进行分析处理，获取最大电缆直径；

46、宽频脉冲雷达以电缆位置为中心，以最大电缆直径为半径向地下发射宽频脉冲信号，获取电缆探测反射信号；

47、对电缆探测反射信号进行频谱分析，确定电缆直径；

48、根据电缆直径进行分析，获取电缆轮廓。

49、进一步的，提出一种基于宽频脉冲的地下电缆定位系统，用于实现如上述的一种基于宽频脉冲的地下电缆定位方法，包括：

50、宽频脉冲雷达，所述宽频脉冲雷达用于发射宽频脉冲信号和接收第一反射信号、第二反射信号；

51、图像采集模块，所述图像采集模块对探测区域位置进行图像采集，获取待分析图像；

52、特征分析模块，所述特征分析模块用于对待分析图像进行特征分析，确定多组探测位置；

53、分析模块，所述分析用于对第一反射信号、第二反射信号进行分析判断，获取电缆位置；

54、控制模块，所述控制模块用于实现对模块的控制、数据共享、数据交互。

55、优选的，所述分析模块内部集成有：

56、计算子模块，所述计算子模块根据多组第一信号反射时间、传播速度进行计算，获取多组传播位移；

57、判断子模块，所述判断模块根据多组第一反射信号、多组第二反射信号进行判断，获取第一判断结果、第二判断结果；

58、分析子模块，所述分析子模块对第一判断结果、第二判断结果进行判断，获取电缆位置；

59、数据存储子模块，所述数据存储子模块用于存储宽频脉冲信号在地下的传播速度、电缆对宽频脉冲信号的反射特性；

60、信号预处理子模块，所述信号预处理模块对第一反射数字信号进行信号去噪、信号滤波、信号增强。

61、与现有技术相比，本发明提供了一种基于宽频脉冲的地下电缆定位方法及系统，具备以下有益效果：

62、本发明通过探测区域位置进行分析，确定第一探测位置，使地下电缆的定位更加有序，通过宽频脉冲雷达向第一探测位置发射宽频脉冲，并接收第一反射信息，通过分析模块对反射信号进行分析，确定电缆埋设位置、电缆直径和电缆走向，避免了在进行挖掘施工时，将电缆挖断，造成局部断电，同时也避免了财产损失。