中国石油大学(华东)周鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种建筑保温层粘结面雷达数据采集方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120972171B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511502185.0,技术领域涉及:G01S13/89;该发明授权一种建筑保温层粘结面雷达数据采集方法是由周鹏;景泓远;佀佳乐设计研发完成,并于2025-10-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种建筑保温层粘结面雷达数据采集方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种建筑保温层粘结面雷达数据采集方法,属于雷达数据采集技术领域,用于建筑保温层粘结面数据采集,包括基于穿透成像雷达原理采集建筑保温层粘结面数据,采用距离偏移成像和鲁棒主成分分析法处理雷达回波数据,采用边缘检测方法对图像边缘进行连接与区域填充,生成建筑保温层粘结面二值图像,基于本发明方法搭建建筑保温层粘结面雷达数据采集实验平台。本发明通过对建筑保温层粘结面进行雷达数据采集,并对雷达回波和图像进行优化,为评价粘结层的结构稳固性和潜在风险提供科学依据,提升了雷达数据采集精度和图像清晰度;设计了建筑保温层粘结面雷达数据采集实验平台,实现了在实验室环境下采集建筑保温层粘结面数据的方法。
本发明授权一种建筑保温层粘结面雷达数据采集方法在权利要求书中公布了:1.一种建筑保温层粘结面雷达数据采集方法,其特征在于,包括: 基于穿透成像雷达原理采集建筑保温层粘结面数据,基于电磁波的速度与双程走时反演目标埋藏深度,通过不同介质间的反射系数分析回波信号的振幅,区分不同介质类型,采用距离偏移成像和鲁棒主成分分析法处理雷达回波数据,采用边缘检测方法对图像边缘进行连接与区域填充,生成建筑保温层粘结面二值图像;搭建建筑保温层粘结面雷达数据采集实验平台; 根据建筑保温层介质的相对介电常数计算电磁波传播速度: ; 式中,为电磁波速度,是电磁波在真空中的传播速度,是建筑保温层介质相对介电常数; 根据电磁波双程走时确定目标与雷达的距离: ; 式中,为目标与天线之间的距离,为电磁波在介质中的双程传播时间; 利用菲涅耳反射系数描述电磁波在两种介质的分界面传播时的反射和透射特性,当电磁波垂直入射时,介质和介质的界面的反射系数为: 式中,为介质的相对介电常数,为介质相对介电常数; 建立建筑保温层粘结面雷达数据采集模型,设步进频率雷达用频率为的连续波照射目标,目标位于处,雷达天线位于处,并在的平面上合成矩形孔径,测量点形成矩形网格,在水平方向的间距为,在垂直方向上的间距,在每个天线位置,合成的频率带宽为B,反向散射数据为,频率变量与双程频率波数直接相关,,基于将改写为,设目标反射率为,测得的为: ; ; 式中,为雷达天线到点散射体的单程距离,为虚数单位; 对进行二维傅里叶变换,转换到波数域: ; 式中,为空间波数谱,为方向的波数变量,为方向的波数变量; 将点散射体回波模型代入,利用驻定相位原理进行推导,得到的近似解: ; 确定参考距离,并构造相位补偿函数: ; 为雷达天线的合成孔径平面至目标所在平面的垂直距离;将与相乘,并忽略幅度的影响,得到经过相位补偿函数补偿后的波数域信号: ; 通过斯托尔特插值将映射到: ; 式中,为方向的波数变量; 通过斯托尔特插值实现坐标变换,得到点散射体的频谱响应: ; 对进行三维逆傅里叶变换,重构点散射体的空间位置和反射率,得到雷达图像: ; 式中,为三维逆傅里叶变换; 引入鲁棒主成分分析方法对任一方位轴的所有采样点切片矩阵进行杂波抑制,基于低秩稀疏分解理论,将分解: ; 式中,为背景杂波,为砂浆目标的散射信号,为系统热噪声和随机扰动; 求解凸化问题,得到凸显目标并抑制杂波的雷达图像: ; ; 式中,为的核范数,为的范数,范数为向量中各元素绝对值之和,为弗罗贝尼乌斯范数,是与噪声能量相关的常数,为正则化参数; 对雷达图像进行边缘检测,对检测到的边缘进行连接和区域填充,生成二值图像; 用于一种建筑保温层雷达数据采集实验平台,建筑保温层雷达数据采集实验平台包括,外墙保温结构模型、穿透成像雷达采集平台和三维电动扫描与控制系统,外墙保温结构模型水平放置于三维电动扫描与控制系统内侧底部; 穿透成像雷达采集平台包括矢量网络分析仪、喇叭天线,射频线缆和计算机,喇叭天线通过射频线缆与矢量网络分析仪连接,矢量网络分析仪通过TCPIP通信与计算机连接,喇叭天线为工作频段覆盖2GHz至18GHz的加脊喇叭天线; 三维电动扫描与控制系统包括三轴龙门架和步进电机控制器,步进电机控制器设于三轴龙门架X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道的一端,喇叭天线固定于三维电动扫描与控制系统Z轴轨道底部,喇叭口垂直向下;三维电动扫描与控制系统在固定Z轴高度下,采用S形轨迹完成二维平面扫描; 外墙保温结构模型包括吸波材料、基层混凝土基板、聚合物粘结砂浆层和石墨聚苯乙烯保温板,吸波材料水平放置于靠近X轴轨道起点一侧,基层混凝土基板通过聚合物粘结砂浆层与石墨聚苯乙烯保温板粘结为一体,放置于X轴轨道终点一侧;混凝土基板为6块尺寸为的预制板,拼接为的基底,基板表面涂覆一层粘结砂浆,最外层铺设尺寸为的石墨聚苯乙烯保温板。
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