09基于FPV頭追模組的管道“靈境”系統設計與實現.pdf

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1、長時間、高度集中CCTV視頻標定缺陷點反復觀看內業人員少視頻抖動假如，CCTV采集與內業標定能一起做？圖像傳輸+頭部姿態檢測+CCTV云臺攝像頭隨心而動CCTV云臺云臺 CCTV發射端發射端 CCTV接收端接收端 頭部姿態檢測頭部姿態檢測GeoSLAM多平臺移動掃描儀點云、紅外、景深、色彩，四種成像方式 基于雙目基于雙目TOF的隧道與管道三維重建的隧道與管道三維重建目前正應用目前正應用Lidar進行厘米級管網建模進行厘米級管網建模地下20米，供熱管廊內襯檢測基礎設施老化是必然的！及時的檢測是有效的！管道周邊檢測可以解決大部分管道周邊檢測可以解決大部分的路面塌陷問題，相較于地面的路面塌陷問題，相

2、較于地面雷達探測城市地下空洞，其投雷達探測城市地下空洞，其投入產出比更高入產出比更高高頻電磁波對管道內損傷進行探測，高頻電磁波對管道內損傷進行探測，如鋼筋腐蝕形變等如鋼筋腐蝕形變等探測深度僅受鉆孔深度限制6層PCB工藝，接收機+主控一體化設計boost升壓+脈沖源一體化設計入射波第二層第二層第一層第一層第三層第三層散射散射發射波反射系數：11iRiiii透射系數：1i2iii點源散射電磁波在地層中傳播速度約為1108m/s無損檢測，且效率高fv探地雷達的垂向最小分辨距離4x電磁波在同一介質中，傳播速度 v 一定探地雷達測距方程RSTReLLLRSGPP401104322)4(在電磁波傳播層面，

3、探測距離與探測精度成反比在保證探測精度探測精度同時，如何提高探地雷達探測深度探測深度，是目前探地雷達技術發展的關鍵難點。1）加大脈沖發射功率；2）提高天線發射效率；3）提高接收機靈敏度和采集系統的動態范圍；4）改變探測形式，以定向隨鉆方式，將探地雷達送入地下。式（1）式（2）式（3）脈沖源產生一定頻率和幅度的交流信號作為輸入信號，通過發射天線將其轉換成電磁波并輻射出去大幅度脈沖信號源，可提高探地雷達探測深度和測量儀器的動態范圍；皮秒量級脈沖信號源，可提高探測分辨率和測量精度指標。利用三極管的雪崩擊穿特性，設計高幅值脈沖源；利用電容充放電速度設計ps級脈沖。1GHz，vivaldi天線1ns，1

4、10v脈沖源電容放電速度99.01lnCRt雪崩擊穿后電流增大速度5ns、110V脈沖源boost升壓、脈沖源集成化真雙極性脈沖源、PP峰值翻倍借助西安交通大學與西安恒達微波測試環境圖1 分布式電阻加載多枝節天線圖4 Vivaldi天線圖2 終端加載半橢圓天線針對不同應用場景，進行天線定制化設計圖3 分布加載棒狀天線復刻高頻波形，直采更簡單，但成本過高假設重繪400MHz（脈寬2.5ns）電磁波回波，理論上在波形上取樣點越多，波形重繪的精度越高。取10個點，即每0.25ns取樣一次，ADC的采樣率達到4GSa/s，單片芯片達到驚人的1800$，一臺多通道雷達至少8片ADC實時采樣方案是在雷達回

5、波信號的一個完整周期內，按照固定的時間間隔T對輸入信號進行采樣。時域脈沖步進采樣原理取樣變換前信號取樣變換后信號步進取樣脈沖探地雷達回波信號是周期信號！用時間換精度！順序等效采樣的原理是利用信號的周期性，在信號的每個周期進行一次采樣，采集多個周期后將得到的數據重構，即可還原出原信號波形。公司公司型號型號延時范圍延時范圍步進精度步進精度ADIHMC856100ps3psMicrochipSY898XX5ns或10ns5ps或10psMaximDS1020-2564ns250psON SemiconductorMC100EP19510ns10ps1sft參數順序等效采樣并行等效采樣接收機采樣頻率5

6、00kHz100MHz單次脈沖采樣點數16最大數據掃描速率500道/秒29942994道道/秒秒最大數據產生速率8Mbps48Mbps延時電路最大延時60ns9.96nsFPGA并行等效采樣技術 在高速運動情況下復現厘米級精度數據小型化單通道GPR系統框圖時變增益原理示意圖小型化單通道探地雷達主控+接收機設計隨時間變化的前端增益，對接收信號中的大信號進行衰減，對小信號進行放大，增大整個接收機系統動態范圍的效果。介質對電磁波產生損耗，理論上，回波電壓幅值遞減（刪除）時變增益功能測試（a）非時變增益采樣 （b）測試場景 （c）時變增益采樣時變增益等效采樣功能測試增益目的是為了調節回波信號電壓，使其滿足ADC芯片電壓范圍多頻多通道探地雷達接收機（16通道）六通道探地雷達系統框圖時序控制模塊電路結構框圖基于FPGA的分時復用多通道探地雷達海量工程樣本數據基于YOLO的道路病害異常體決策算法AIoTAIoT-MCUMCU行業應用全棧解決方案行業應用全棧解決方案愿與各位攜手共進，賦能地下空間愿與各位攜手共進，賦能地下空間中煤（西安）地下空間科技發展有限公司中煤（西安）地下空間科技發展有限公司徐晗徐晗17612730527（微信同號）（微信同號）