本申請涉及探地雷達定位，特別是涉及一種探地雷達的軌跡定位方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、三維探地雷達是一種以介質(zhì)的差異（介電常數(shù)、電導率、磁導率）為物理前提，利用超高頻電磁波探測地下或其他不可視介質(zhì)內(nèi)部電磁特性和分布規(guī)律的一種無損檢測電磁技術(shù)，其基礎(chǔ)理論來源于瞬態(tài)電磁場理論，它以脈沖的形式通過對反射信號的處理和分析，可以生成地下結(jié)構(gòu)的圖像，來探測地表之下或者不可視的物體或結(jié)構(gòu)，如地下巖層的分布、空洞的位置、地下管道和電纜的走向等。將雷達數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)（gis）相結(jié)合能夠?qū)Φ叵驴臻g信息進行定位，以便對地下目標進行空間分析和可視化展示，為后續(xù)的規(guī)劃、設(shè)計和施工提供科學依據(jù)。

2、目前，實現(xiàn)雷達數(shù)據(jù)與gis同步匹配的常見做法是，在雷達主機端安裝一個持續(xù)運行的授時gps（全球定位系統(tǒng)）模塊。該模塊不斷地、無誤差地捕獲衛(wèi)星信號，并將衛(wèi)星的精確時間戳與每一組雷達數(shù)據(jù)精確關(guān)聯(lián)，這樣每道雷達數(shù)據(jù)便具備了精確的衛(wèi)星時間戳。同時，在探地雷達系統(tǒng)中某一位置固定一個rtk（實時差分定位）裝置，實時接收包含有地理位置信息和衛(wèi)星時間戳的數(shù)據(jù)。然后通過衛(wèi)星時間戳將雷達數(shù)據(jù)與包含地理信息的rtk數(shù)據(jù)進行同步和關(guān)聯(lián)，這樣便能夠確保每道雷達數(shù)據(jù)與包含其確切位置信息的rtk數(shù)據(jù)準確對應(yīng)，以實現(xiàn)雷達數(shù)據(jù)與gis的精確整合。

3、然而，在遭遇樹木、建筑物的遮擋，以及在隧道或室內(nèi)的環(huán)境中，定位衛(wèi)星的信號受到干擾，這可能導致所獲取的位置信息精度下降，進而引起浮點解、飛點等現(xiàn)象。即使結(jié)合了慣性導航系統(tǒng)（ins），此問題也無法得到根本解決。因為，在隧道內(nèi)，慣導的定位誤差會隨著行駛距離的增加而加劇，從而顯著降低定位的精確度；而在室內(nèi)環(huán)境，慣導也無法有效運行。另外，慣導需要較長的初始對準時間，因此在離開隧道后需要較長時間恢復準確對準，這在快速響應(yīng)方面存在顯著的不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N探地雷達的軌跡定位方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)，以解決gps定位系統(tǒng)在被遮擋區(qū)域難以準確定位的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的一個技術(shù)方案是：提供一種探地雷達的軌跡定位方法，其包括：獲取探地雷達的初始軌跡點數(shù)據(jù)；采集探地雷達在移動時輪子的偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)；基于偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)確認探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)；根據(jù)初始軌跡點數(shù)據(jù)和探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)生成探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)。

3、作為本申請的進一步改進，采集探地雷達在移動時輪子的偏轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，包括：在探地雷達移動時，按預設(shè)的采樣周期采集探地雷達的輪子在當前采樣時刻相較于上一采樣時刻的偏轉(zhuǎn)角度、以及在在當前采樣時刻和上一采樣時刻期間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。

4、作為本申請的進一步改進，所述探地雷達的軌跡定位方法還包括：在探地雷達移動時，若檢測到探地雷達的輪子相較于上一采樣時刻發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則采集一次探地雷達的輪子的偏轉(zhuǎn)角度、以及當前采樣時刻與上一采樣時刻時間段內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。

5、作為本申請的進一步改進，基于偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)確認探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)，包括：根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度確認探地雷達在當前采樣時刻和上一采樣時刻之間的行進方向、以及探地雷達在當前采樣時刻和上一采樣時刻期間內(nèi)沿行進方向的行進距離，得到與每個采樣點一一對應(yīng)的軌跡點數(shù)據(jù)。

6、作為本申請的進一步改進，根據(jù)初始軌跡點數(shù)據(jù)和探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)生成探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)，包括：以初始軌跡點數(shù)據(jù)為起始點，按采樣的時間順序，依次將每個軌跡點數(shù)據(jù)映射至同一坐標系下，得到探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)。

7、作為本申請的進一步改進，獲取探地雷達的初始軌跡點數(shù)據(jù)，包括：獲取gps定位系統(tǒng)最后采集的軌跡點數(shù)據(jù)作為探地雷達的初始軌跡點數(shù)據(jù)。

8、作為本申請的進一步改進，基于偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)確認探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)之后，還包括：獲取慣性測量單元采集的軌跡點數(shù)據(jù)；將慣性測量單元采集的軌跡點數(shù)據(jù)和探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)融合，得到最終的軌跡點數(shù)據(jù)。

9、作為本申請的進一步改進，得到探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)之后，還包括：對映射至同一坐標系下的所有軌跡點數(shù)據(jù)進行聚類，得到多個簇，并保留最大的簇對應(yīng)的目標軌跡點數(shù)據(jù)；利用插值法對目標軌跡點數(shù)據(jù)進行補全，得到最終的軌跡數(shù)據(jù)。

10、為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的再一個技術(shù)方案是：提供一種計算機設(shè)備，所述計算機設(shè)備包括處理器、與所述處理器耦接的存儲器，所述存儲器中存儲有程序指令，所述程序指令被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如上述任一項的探地雷達的軌跡定位方法的步驟。

11、為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的再一個技術(shù)方案是：提供一種存儲介質(zhì)，存儲有能夠?qū)崿F(xiàn)上述任一項的探地雷達的軌跡定位方法的程序指令。

12、本申請的有益效果是：本申請的探地雷達的軌跡定位方法通過在探地雷達進入gps定位系統(tǒng)無法準確獲取定位信號的區(qū)域之前，獲取探地雷達的初始軌跡點數(shù)據(jù)，然后采集探地雷達在移動過程中輪子的偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，利用偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)計算探地雷達相較于初始軌跡點數(shù)據(jù)的前進方向和前進距離，根據(jù)前進方向和前進距離生成探地雷達的軌跡，使得即使在gps信號弱的情況下也能夠很好地生成探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種探地雷達的軌跡定位方法，其特征在于，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探地雷達的軌跡定位方法，其特征在于，所述采集所述探地雷達在移動時輪子的偏轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的探地雷達的軌跡定位方法，其特征在于，所述方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的探地雷達的軌跡定位方法，其特征在于，所述基于所述偏轉(zhuǎn)角度和所述旋轉(zhuǎn)圈數(shù)確認所述探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探地雷達的軌跡定位方法，其特征在于，所述根據(jù)所述初始軌跡點數(shù)據(jù)和所述探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)生成所述探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探地雷達的軌跡定位方法，其特征在于，所述獲取探地雷達的初始軌跡點數(shù)據(jù)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探地雷達的軌跡定位方法，其特征在于，所述基于所述偏轉(zhuǎn)角度和所述旋轉(zhuǎn)圈數(shù)確認所述探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)之后，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探地雷達的軌跡定位方法，其特征在于，所述得到所述探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)之后，還包括：

9.一種計算機設(shè)備，其特征在于，所述計算機設(shè)備包括處理器、與所述處理器耦接的存儲器，所述存儲器中存儲有程序指令，所述程序指令被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-8中任一項權(quán)利要求所述的探地雷達的軌跡定位方法的步驟。

10.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，存儲有能夠?qū)崿F(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項所述的探地雷達的軌跡定位方法的程序指令。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種探地雷達的軌跡定位方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)，其中方法包括：獲取探地雷達的初始軌跡點數(shù)據(jù)；采集探地雷達在移動時輪子的偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)；基于偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)確認探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)；根據(jù)初始軌跡點數(shù)據(jù)和探地雷達的軌跡點數(shù)據(jù)生成探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過在探地雷達進入GPS定位系統(tǒng)無法準確獲取定位信號的區(qū)域之前，獲取探地雷達的初始軌跡點數(shù)據(jù)，然后采集探地雷達在移動過程中輪子的偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，利用偏轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)計算探地雷達相較于初始軌跡點數(shù)據(jù)的前進方向和前進距離，根據(jù)前進方向和前進距離生成探地雷達的軌跡，使得即使在GPS信號弱的情況下也能夠很好地生成探地雷達的軌跡數(shù)據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：支海燕,唐建冰,呂力,張?zhí)扃?陳富強
受保護的技術(shù)使用者：深圳迪科力合科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6