【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下管网施工，特别是指一种基于探地雷达与3d成像的管道勘测方法及系统。
技术介绍
1、随着城市化进程的不断推进，城市建设逐渐趋于完善，市政管网配套工程的数量也在不断增加，为了提升城市基础设施的水平，旧小区改造项目中雨污分流工程成为了一项重要的任务，然而，在施工过程中，常常会遇到一些难以预料的问题，比如不知名管线的出现或者管线与地勘资料不符的情况，为了解决这些问题，目前主要依靠已经完成的项目施工图纸和实地物探技术来绘制现有的管网图，尽管如此，由于物探技术存在一定的间断性，时常会导致部分管网被遗漏，尤其是非金属类的管道，这给施工带来了不小的挑战。
2、在人工沿着拟新建管线进行勘测的过程中，由于人工操作的局限性，勘测人员可能会在行进过程中偏离预定路线，导致勘测路径出现偏差，此外，勘测设备的性能限制也可能导致无法持续进行深入的探勘工作，从而增加了遗漏被交管线的风险，这种遗漏可能会对后续的施工和管线安全造成严重影响；通常新项目的既有管线图源于已完项目的施工图，以前项目施工过程中难免会出现误差，或者由于各种原因导致实际施工并未完全按照设计图纸进行，这些偏差如果没有在最终的竣工图上得到准确反映，就会导致新项目管线图上的管线位置与实际位置不符，这种不准确的管线位置信息可能会对工程设计和施工带来误导，进而影响整个项目的顺利进行；勘测人员需要沿着管线从起点到终点进行实地勘测，这期间需要对大量的井口、阀门等设施进行摸排和记录，在处理这些数据时，由于数据量庞大且复杂，过程中容易出现各种错误和疏漏，此外，勘测人员在实地操作过程中
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于探地雷达与3d成像的管道勘测方法及系统，解决了管线勘测遗漏、管线位置不准确、勘测工作耗费大量的人力和时间的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、第一方面，一种基于探地雷达与3d成像的管道勘测方法，所述方法包括：
4、使用量子退火算法规划勘测路径并进行优化，以得到最优勘测路径；
5、根据最优勘测路径，管线勘测车结合北斗定位装置沿管网的线中心线行走，并在行走过程中不断校正位置；
6、在行走过程中，探地雷达以预设的频率和角度对管道进行连续扫描，得到管道的反射信号并进行参数提取，以得到管道的参数信息，所述管道的参数信息包括管道位置、深度、尺寸；
7、在行走过程中，物探设备通过声波传播对管道的反射信号进行验证和补充，以得到融合后的管道参数；
8、根据最优勘测路径，管线勘测车结合北斗定位装置沿地下管网的线中心线行走，并在行走过程中通过探地雷达、物探设备实时获取地下管道网的参数；
9、根据地下管道网的参数，使用量子退火算法进行优化处理，以得到优化后的数据；
10、根据优化后的数据，使用3d成像软件通过三维重建算法得到地下管道的高精度三维图像。
11、进一步的，使用量子退火算法规划勘测路径并进行优化，以得到最优勘测路径，包括：
12、将勘测区域离散化为一个网格，每个网格点代表一个勘测点，每两个网格点连接代表一条勘测路径；
13、根据每个勘测路径，构建目标函数，即其中，n是网格点的总数，ob为优劣指标，xi表示路径是否经过第i个网格点，xi∈{0,1}，xj表示路径是否经过第j个网格点，xj∈{0,1}，dij表示从网格点i到网格点j的距离，cci表示网格点i的勘测价值，t表示量子退火过程中的温度参数，λ是一个权重参数；
14、根据每个勘测路径，使每个网格点对应的量子比特处于叠加态，以得到初始化的量子系统；
15、量子退火过程中，根据初始化的量子系统，使用目标函数模拟量子系统从高温到低温的退火过程，使量子系统状态逐渐趋向于目标函数的最优解，最终得到最优解；
16、当量子退火过程结束后，读取量子系统的状态，并解码得到最优勘测路径。
17、进一步的，根据最优勘测路径，管线勘测车结合北斗定位装置沿管网的线中心线行走，并在行走过程中不断校正位置，包括：
18、管线勘测车获取最优勘测路径数据，所述最优勘测路径数据包括路径的起点、终点以及沿管网中线的各个节点坐标；
19、在行走过程中，持续接收北斗定位装置提供的实时位置信息，并将实时位置与最优勘测路径进行比对，以得到比对结果；
20、根据比对结果，计算当前位置与路径中线的偏差，以得到偏差计算结果；
21、根据偏差计算结果，管线勘测车自动调整行进方向，并对行走过程中的累积误差进行校正。
22、进一步的，在行走过程中，探地雷达以预设的频率和角度对管道进行连续扫描，得到管道的反射信号并进行参数提取，以得到管道的参数信息，所述管道的参数信息包括管道位置、深度、尺寸，包括：
23、确定探地雷达的参数，探地雷达的参数包括工作频率、扫描角度、脉冲宽度；
24、根据工作频率，探地雷达连续发射雷达波，雷达波沿预设扫描角度向下方地面传播；
25、当雷达波遇到地下管道时，产生反射信号，探地雷达通过接收器连续接收反射信号；
26、对接收到的反射信号进行预处理，以得到预处理后的信号；
27、根据预处理后的信号，使用时域分析对信号进行参数提取，以得管道的参数信息，所述使用时域分析对信号进行参数提取包括使用计算得到管道位置、使用h＝d×tan(θ)计算得到管道深度、通过分析反射信号的幅度和宽度以及雷达波的波长和频率得到管道的尺寸，其中，d是管道与设备之间的距离，即管道位置，v是雷达波的传播速度，td是反射信号的时间延迟，h是管道深度，θ是预设扫描角度。
28、进一步的，在行走过程中，物探设备通过声波传播对管道的反射信号进行验证和补充，以得到融合后的管道参数，包括：
29、物探设备根据预设的频率发射声波，当声波遇到地下管道时，产生反射声波；
30、根据反射声波，使用时域分析对反射声波进行参数提取，以得到声波特征；
31、将声波特征与管道的参数信息进行对比，以得到对比结果；
32、根据对比结果，使用将声波特征与管道的参数信息进行融合，以得到融合后的管道参数，其中，是加权平均后的综合估计值，即融合后的管道参数，xi是第i个数据点的值，wi是第i个数据点的权重，n是数据点的总数。
33、进一步的，根据地下管道网的参数，使用量子退火算法进行优化处理，以得到优化后的数据，包括：
34、根据地下管道网的参数，确定量子退火算法的参数，所述量子退火算法的参数包括初始温度、最大迭代次数、初始状态及其对应的状态能量；
35、根据地下管道网的参数及量子退火算法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于探地雷达与3D成像的管道勘测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于探地雷达与3D成像的管道勘测方法，其特征在于，使用量子退火算法规划勘测路径并进行优化，以得到最优勘测路径，包括：
3.根据权利要求2所述的基于探地雷达与3D成像的管道勘测方法，其特征在于，根据最优勘测路径，管线勘测车结合北斗定位装置沿管网的线中心线行走，并在行走过程中不断校正位置，包括：
4.根据权利要求3所述的基于探地雷达与3D成像的管道勘测方法，其特征在于，在行走过程中，探地雷达以预设的频率和角度对管道进行连续扫描，得到管道的反射信号并进行参数提取，以得到管道的参数信息，所述管道的参数信息包括管道位置、深度、尺寸，包括：
5.根据权利要求4所述的基于探地雷达与3D成像的管道勘测方法，其特征在于，在行走过程中，物探设备通过声波传播对管道的反射信号进行验证和补充，以得到融合后的管道参数，包括：
6.根据权利要求5所述的基于探地雷达与3D成像的管道勘测方法，其特征在于，根据地下管道网的参数，使用量子退火算法进行优化处理，以
7.根据权利要求6所述的基于探地雷达与3D成像的管道勘测方法，其特征在于，根据优化后的数据，使用3D成像软件通过三维重建算法得到地下管道的高精度三维图像，包括：
8.一种基于探地雷达与3D成像的管道勘测系统，其特征在于，包括：
9.一种计算设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于探地雷达与3d成像的管道勘测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于探地雷达与3d成像的管道勘测方法，其特征在于，使用量子退火算法规划勘测路径并进行优化，以得到最优勘测路径，包括：
3.根据权利要求2所述的基于探地雷达与3d成像的管道勘测方法，其特征在于，根据最优勘测路径，管线勘测车结合北斗定位装置沿管网的线中心线行走，并在行走过程中不断校正位置，包括：
4.根据权利要求3所述的基于探地雷达与3d成像的管道勘测方法，其特征在于，在行走过程中，探地雷达以预设的频率和角度对管道进行连续扫描，得到管道的反射信号并进行参数提取，以得到管道的参数信息，所述管道的参数信息包括管道位置、深度、尺寸，包括：
5.根据权利要求4所述的基于探地雷达与3d成像的管道勘...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨迪志，廖良雄，魏建拯，陶汝俊，刘玥岩，丁德远，王明江，何友平，李关敏，
申请(专利权)人：中建三局集团华南有限公司，
类型：发明
国别省市：
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