碎石道床地质雷达检测数据降噪方法及装置与流程

本发明涉及物理仪器测量测试分类，尤其涉及一种碎石道床地质雷达检测数据降噪方法及装置。

背景技术：

1、本部分旨在为本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、有砟轨道是普速铁路和部分高速铁路采用的主要轨道结构，随服役时间的增加，道床发生脏污劣化现象，影响列车行车安全。基于地质雷达的铁路道床检测技术是指导铁路基础设施养护维修的重要手段，该技术通过地质雷达沿线路方向对碎石道床进行检测，运用数字信号处理技术对检测数据进行分析，得出碎石道床的脏污评价结果。这种方法具有快速、无损、非接触和连续的特性。但检测过程中，铁路沿线列控设备、通信设备的电磁信号会降低检测数据的信噪比，影响检测结果的准确性，削弱了检测技术的检测能力，并限制了检测技术的适用范围。

3、现有的地质雷达检测数据降噪方法主要通过获取检测数据的频谱，用滤波器对数据进行处理，但对于铁路沿线电磁噪声及干扰信号，其频谱范围与雷达接收机的接收范围重叠，导致现有方法的降噪效果不佳，无法有效提升数据的信噪比、利用率及检测结果的准确性。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种碎石道床地质雷达检测数据降噪方法，能够提升地质雷达检测数据的信噪比、利用率，提高地质雷达检测数据的质量及检测结果的准确性，该方法包括：

2、获取地质雷达对碎石床道的检测数据；所述检测数据为以测点的探测深度为行、以测点的检测距离为列的检测数据矩阵；

3、根据碎石床道的相邻轨枕之间的检测数据的列数，对检测数据进行驻波干扰去除；

4、根据经驻波干扰去除后的检测数据的能量，确定含噪声数据；

5、根据预设的雷克子波对含噪声数据进行垂直滤波；所述预设的雷克子波的频率与地质雷达的发射波频率相同；

6、对垂直滤波后的含噪声数据进行二维小波变换；

7、对变换后的数据进行水平滤波，得到降噪后的碎石道床检测数据。

8、本发明实施例提供一种碎石道床地质雷达检测数据降噪装置，能够提升地质雷达检测数据的信噪比、利用率，提高地质雷达检测数据的质量及检测结果的准确性，该装置包括：

9、获取模块，用于获取地质雷达对碎石床道的检测数据；所述检测数据为以测点的探测深度为行、以测点的检测距离为列的检测数据矩阵；

10、驻波干扰去除模块，用于根据碎石床道的相邻轨枕之间的检测数据的列数，对检测数据进行驻波干扰去除；

11、确定模块，用于根据经驻波干扰去除后的检测数据的能量，确定含噪声数据；

12、垂直滤波模块，用于根据预设的雷克子波对含噪声数据进行垂直滤波；所述预设的雷克子波的频率与地质雷达的发射波频率相同；

13、变换模块，用于对垂直滤波后的含噪声数据进行二维小波变换；

14、水平滤波模块，用于对变换后的数据进行水平滤波，得到降噪后的碎石道床检测数据。

15、本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述碎石道床地质雷达检测数据降噪方法。

16、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述碎石道床地质雷达检测数据降噪方法。

17、本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述碎石道床地质雷达检测数据降噪方法。

18、本发明实施例与现有技术中利用检测数据的频谱对检测数据进行降噪的方案相比，通过获取地质雷达对碎石床道的检测数据；所述检测数据为以测点的探测深度为行、以测点的检测距离为列的检测数据矩阵；根据碎石床道的相邻轨枕之间的检测数据的列数，对检测数据进行驻波干扰去除；根据经驻波干扰去除后的检测数据的能量，确定含噪声数据；根据预设的雷克子波对含噪声数据进行垂直滤波；所述预设的雷克子波的频率与地质雷达的发射波频率相同；对垂直滤波后的含噪声数据进行二维小波变换；对变换后的数据进行水平滤波，得到降噪后的碎石道床检测数据，能够提升地质雷达检测数据的信噪比、利用率，提高地质雷达检测数据的质量及检测结果的准确性。

技术特征：

1.一种碎石道床地质雷达检测数据降噪方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据碎石床道的相邻轨枕之间的检测数据的列数，对检测数据进行驻波干扰去除，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据计算驻波干扰的窗口，对检测数据进行驻波干扰去除，包括：

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算驻波干扰的窗口是碎石床道的相邻轨枕之间的检测数据的列数的倍数；所述倍数至少为2。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测点分布于空气层及碎石道床内部。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据经驻波干扰去除后的检测数据的能量，确定含噪声数据，包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据分布在空气层的测点对应的、经驻波干扰去除后的检测数据的能量，及分布在碎石道床内部的测点对应的、经驻波干扰去除后的检测数据的能量，确定每一列检测数据的噪声水平，包括：

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据每一列检测数据的噪声水平，确定含噪声数据，包括：

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测数据矩阵的总行数为地质雷达对碎石床道进行探测的测点的探测深度，行数越大探测深度越深；所述检测数据矩阵的总列数为地质雷达对碎石床道进行探测的测点的检测距离，列数越大检测距离越长；所述测点在探测深度及检测距离上均匀分布。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设的雷克子波对含噪声数据进行垂直滤波，包括：

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对变换后的数据进行水平滤波，得到降噪后的碎石道床检测数据，包括：

12.一种碎石道床地质雷达检测数据降噪装置，其特征在于，包括：

13.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至11任一所述方法。

14.一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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11任一所述方法。

15.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11任一所述方法。

技术总结
本发明公开了一种碎石道床地质雷达检测数据降噪方法及装置，该方法包括：获取地质雷达对碎石床道的检测数据；所述检测数据为以测点的探测深度为行、以测点的检测距离为列的检测数据矩阵；根据碎石床道的相邻轨枕之间的检测数据的列数，对检测数据进行驻波干扰去除；根据经驻波干扰去除后的检测数据的能量，确定含噪声数据；根据预设的雷克子波对含噪声数据进行垂直滤波；所述预设的雷克子波的频率与地质雷达的发射波频率相同；对垂直滤波后的含噪声数据进行二维小波变换；对变换后的数据进行水平滤波，得到降噪后的碎石道床检测数据，本发明能够提升地质雷达检测数据的信噪比、利用率，提高地质雷达检测数据的质量及检测结果的准确性。

技术研发人员：彭湛,王石磊,江波,齐法琳,李耀南,刘恒柏,张弛,宋国华,贾飞宇
受保护的技术使用者：中国国家铁路集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12