论文摘要
本文结合国家经贸委“多功能路面清雪车”项目进行研究。为使清雪车能够实现实时自动避障,利用探地雷达(GPR)对积雪路面进行探测,研究GPR探测回波信号的实时滤波处理和障碍物的实时成像技术,为障碍信号的实时提取及雪铲避障的自动控制研究奠定基础。在理论分析及实验验证的基础上,对遵循电磁波传播规律的GPR无损探测技术应用于清雪车除雪作业的积雪路面探测的可行性进行分析、论证;应用小波理论的Mallat算法(多分辩率分析算法)对GPR回波信号进行分解和重构,实现GPR探测回波信号的一维滤波实时处理;计算机仿真及实验验证了Daubechies小波对积雪路面GPR探测回波信号滤波处理的有效性、实时性;依据地震波运动学,采用Stolt偏移算法,实现GPR探测积雪路面障碍的实时合成孔径成像,并采用小波理论的二元多分辩率分析算法对障碍图像进行分解与重构,实现障碍图像的实时增强,达到提高清雪车操作人员可视性监控的目的。
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提要第1章 绪论1.1 选题背景1.2 课题研究的目的与意义1.3 国内外相关技术研究发展概况1.3.1 冰雪清除技术发展概况1.3.2 信号分析发展概况1.3.3 探地雷达信号分析与处理技术发展概况1.3.4 小波理论的发展及其在GPR 信号处理中的应用1.4 本文主要研究内容第2章 积雪路面探测方法分析与选择2.1 探测方法对比分析2.1.1 声波探测分析2.1.2 电磁波探测分析2.2 电磁波在媒质中传播的特性分析2.2.1 电磁波波动方程2.2.2 电磁波在介质中的传播2.3 探地雷达的基本组成与相关性能指标2.3.1 基本组成2.3.2 相关性能指标2.4 探地雷达用于积雪路面的探测性能分析2.4.1 探测深度分析2.4.2 分辨率分析2.5 探地雷达应用的验证性实验2.5.1 相关性能指标的选取2.5.2 实验过程2.6 本章小结第3章 GPR 探测信号分析的方法与选择3.1 信号分析综述3.2 傅立叶变换3.3 短时傅立叶变换与信号的时频局部化分析3.4 小波变换3.4.1 小波函数3.4.2 连续小波变换3.4.3 离散小波变换3.5 算法和小波的选择3.5.1 算法选择3.5.2 小波选择3.6 本章小结第4章 一维滤波实验验证与分析4.1 多分辨率分析(MRA)4.2 MALLAT 算法4.2.1 双尺度方程4.2.2 尺度空间的分解4.2.3 分解算法4.2.4 重构算法4.3 信号处理实例分析4.3.1 实验数据4.3.2 小波去噪的模拟及效果对比验证4.3.3 手测实验时的数据处理4.3.4 车载实验时的数据处理4.4 本章小结第5章 探地雷达回波信号的二维成像处理5.1 探地雷达图像数据特性5.2 探地雷达回波信号二维成像处理5.2.1 成像原理与算法5.2.2 探地雷达回波信号成像5.3 探地雷达回波信号图像的增强处理5.3.1 小波图像增强算法5.3.2 增强处理的探地雷达回波信号图像5.4 本章小结第6章 总结与展望6.1 总结6.2 展望参考文献摘要ABSTRACT致谢导师简介作者简介
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