[发明专利]用于地下空间勘察的多源数据同步采集及融合方法和系统

权利要求书

1.一种用于地下空间勘察的多源数据同步采集及融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，将二维探地雷达的数据采集方式设置为随距离采集；

步骤S2，将三维探地雷达的数据采集方式设置为随距离采集；

步骤S3，将网络摄像机中的抓拍模式设置为上位机触发模式；

步骤S4，旋转编码器随着车轮共轴旋转，以输出脉冲信号；

步骤S5，通过脉冲同步器对所述旋转编码器输出的脉冲信号进行一分为多处理；

步骤S6，二维探地雷达收到脉冲信号后开始数据采集；

步骤S7，三维探地雷达收到脉冲信号后同步开始数据采集；

步骤S8，上位机根据预设的采样间距同步触发网络摄像机进行地表数据采集；

步骤S9，对步骤S6获得的二维探地雷达数据、步骤S7获得的三维探地雷达数据和步骤S8获得的高清照片数据进行数据融合；

所述步骤S5中，对所述旋转编码器输出的脉冲信号进行一分为多处理的过程包括以下子步骤：

步骤S501，测量旋转编码器的电源正极、电源负极、A脉冲信号输出端、B脉冲信号输出端和Z脉冲信号输出端；

步骤S502，将所述旋转编码器的A脉冲信号输出端和B脉冲信号输出端分别连接至脉冲同步器的A+输入端和B+输入端；

步骤S503，将所述旋转编码器的电源正极和电源负极分别连接至所述脉冲同步器的电源正极和电源负极；

步骤S504，将所述脉冲同步器的A-输入端、B-输入端、C-输入端和C+输入端悬空；

步骤S505，A脉冲信号和B脉冲信号通过所述脉冲同步器转变为四路顺序输出的脉冲信号，且输出的脉冲信号与输入的A脉冲信号和B脉冲信号的振幅一致，频率一致。

2.根据权利要求1所述的用于地下空间勘察的多源数据同步采集及融合方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述二维探地雷达接收到所述脉冲同步器输入的脉冲信号后，触发数据采集，由发射天线向下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，最终生成建立道号索引的二维探地雷达数据文件，所述二维探地雷达数据文件中记录了反射回地面的电磁波振幅强度的二维数据。

3.根据权利要求2所述的用于地下空间勘察的多源数据同步采集及融合方法，其特征在于，所述步骤S6中，生成建立道号索引的二维探地雷达数据文件的过程包括以下子步骤：

步骤S601，二维探地雷达数据文件包含二维头文件和二维数据文件，所述二维探地雷达数据文件记录的是二维探地雷达经过的路线垂直向下延伸的剖面图像 ， 其横轴记录道号 Trace_二维，对应二维探地雷达的前进距离d_二维，该前进距离d_二维=Trace_二维*Δd_二维，Δd_二维为二维探地雷达的采样道间距；其纵轴记录样本点Sample_二维，对应二维探地雷达波从发射到反射回地面的双程走时t_二维，双程走时t _二维= Sample_二维*Δt_二维, Δt_二维为二维探地雷达采样的时间间隔；二维探地雷达数据大小为道号总数nTraces_二维和样本点总数nSamples_二维的乘积，每一个数据样本点的索引为（Trace_二维，Sample_二维），二维探地雷达数据以道号和数据样本点共同作为索引；

步骤S602，数据采集时，预先设置二维探地雷达的采样道间距Δd_二维、样本点总数nSamples_二维，并使每一列数据对应一个道号Trace_二维来实现二维探地雷达数据文件建立道号索引。

4.根据权利要求1所述的用于地下空间勘察的多源数据同步采集及融合方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述三维探地雷达接收到所述脉冲同步器输入的脉冲信号后，也同步触发数据采集，由多个发射天线同步向下发射高频电磁波，通过多个接收天线分别接收多个反射回地面的电磁波，最终生成建立道号索引的三维探地雷达数据文件，所述三维探地雷达数据文件中记录了反射回地面的电磁波振幅强度的三维数据。