基于自动边缘检测和模板匹配的探地雷达目标检测方法

摘要

探地雷达对地下复杂场景中的目标进行探测时，由于地下介质的非均匀，导致回波信号在传播路径和传播衰减上的扰动，造成探地雷达记录剖面中双曲线特征的畸变、错位、缺失等现象，传统的基于双曲线顶点检测的目标定位方法不再有效.本文提出了一种基于自动阈值边缘检测和模板匹配的散射曲线顶点检测方法来抑制双曲线特征形变和噪声的影响，提高顶点检测的精度.该方法通过探地雷达记录剖面沿测线维的一维能量曲线确定目标个数的预设区间；然后基于自动匹配阈值的方式对探地雷达记录剖面进行边缘检测，得出估计的顶点坐标；再基于估计的顶点坐标建立模板并进行模板匹配，得出匹配后的目标顶点；最后对目标顶点采用聚类分析的方法进行过滤，去除虚假顶点，得出探地雷达记录剖面中的目标顶点的检测结果.通过对仿真和实测数据的处理，结果表明本方法能有效的抑制双曲特征形变和噪声的影响，具有更高的检测精度.