本申请涉及极地道路检测的领域，尤其是涉及一种极地高强度道路的内嵌式检测方法、装置及存储介质。
背景技术：
南极是世界上最难以到达的地区之一。目前，进出南极只能采用破冰船进行海运和采用飞机进行航空运输这两种方式。相比于传统的采用破冰船进行海运的方式，采用飞机进行航空运输的方式具有往返周期短、人员轮换快、直接抵达考察目的地、投送效率高以及覆盖范围广等显著优势。
自20世纪20年代开始，多个南极门户国家建立了进出南极大陆的洲际和洲内航线。此时，南极机场道路的重要性显而易见，开展南极航空活动，最重要的前置条件是在南极修建满足飞机起降的机场道路。根据道路表层结构和建造技术特点，南极机场道路可分为五类：砂石道路、建海冰道路、蓝冰道路、雪橇道路和压实雪层道路。
针对上述中的相关技术，发明人认为大部分的南极机场道路由冰或雪制成，其受到南极季节影响较大，部分机场道路在冬季可正常使用，而到了夏季，气温上升，道路发生变化，为了保证飞机安全则无法正常使用，但是，当正在使用的道路出现意外情况时，例如突发裂纹时，人工观测会由于雪的反射光而降低效果，同时道路也无法检测到飞机位置，而使飞机的安全处于危险的状态下。
技术实现要素：
为了能够让道路检测到飞机的位置，本申请提供一种极地高强度道路的内嵌式检测方法、装置及存储介质。
第一方面，本申请提供一种极地高强度道路的内嵌式检测方法，采用如下的技术方案：
一种极地高强度道路的内嵌式检测方法，基于相互数据连接的第一检测模组与控制器，包括如下步骤：
在道路内预埋所述第一检测模组，所述第一检测模组用于检测地面压力的变化而输出压力信号；所述第一检测模组包括第一检测器，所述第一检测器用于产生振动，所述第一检测器的阻抗特性随着振动的变化而变化，所述压力信号与所述第一检测器的阻抗特性呈对应关系；
所述控制器获取所述压力信号，根据预设的第一算法来取出所述压力信号中与飞机位置对应的第一信号特征；
所述控制器基于所述第一信号特征根据预设的位置模板匹配出所述飞机在所述道路上的位置，输出第一位置信号；其中，所述位置模板包括所述第一信号特征与所述飞机位置的对应关系。
通过采用上述技术方案，当飞机在道路上滑行时，飞机与路面之间会产生振动并传递，这些振动的波形很复杂；当道路上没有飞机时，第一检测器会产生振动，振动会在道路中传播，而这些波形则比较简单，且第一检测器的阻抗特性也更符合预设的特性曲线，当飞机压在道路上时，飞机所在位置对应的第一检测器产生的振动会被传递到飞机上，同时飞机与道路的振动被传递至第一检测器，使得第一检测器的阻抗特性不再符合预设的特性曲线，通过这些变化，能够使用信号分析检测出飞机在道路上的位置，利于提高飞机的安全性。
优选的，所述第一检测模组包括多个所述第一检测器，多个所述第一检测器呈网状布置在所述道路内。
通过采用上述技术方案，呈网状分布的第一检测器就能够更好地检测飞机在道路上的振动区域，同时，在道路出现细微裂缝时，裂缝会使第一检测器的振动波形变形，而这种变形趋势与飞机在跑道上对振动波形影响的趋势是属于不同类型的，从而利于检测出裂缝的位置，进一步利于提高飞机的安全性。
优选的，所述方法包括：
在道路内预埋所述第二检测模组，所述第二检测模组与所述控制器数据连接，所述第二检测模组用于检测地面金属物而输出能耗信号；所述第二检测模组包括第二检测器，所述第二检测器用于产生预设磁场，所述第二检测器的能耗特性随着磁场遇到外界金属物体干扰而变化，所述能耗信号与所述第二检测器的磁场呈对应关系；
所述控制器获取所述能耗信号，根据预设的第二算法来取出所述能耗信号中与飞机位置对应的第二信号特征；
所述控制器基于所述第二信号特征根据预设的位置模板匹配出所述飞机在所述道路上的位置，输出第二位置信号；其中，所述位置模板包括所述第二信号特征与所述飞机位置的对应关系。
通过采用上述技术方案，第二检测器会发出磁场，当飞机在道路上滑行时，飞机上的金属结构会吸收部分磁场，使第二检测器的能耗特性增加而不符合预设的能耗曲线，通过能耗的变化，能够使用信号分析检测出飞机在道路上的位置，利于提高飞机的安全性，同时，当飞机上存在大功率电磁波时，甚至会降低第二检测器的能耗特性而不符合预设的能耗曲线，利于识别道路上飞机的类型，属于正常运输飞机还是带有大功率探测设备的科研飞机。
优选的，所述第二检测模组包括多个所述第二检测器，多个所述第二检测器呈网状布置在所述道路内。
通过采用上述技术方案，呈网状分布的第二检测器能够更好地检测飞机在道路上的区域。
优选的，所述第二检测器位于呈网状布置的所述第一检测器的下方，所述第二检测器位于所述第一检测器组成的网格的中间位置。
通过采用上述技术方案，呈网状分布的第一检测器与第二检测器能够更好地检测飞机在道路上的区域，且两种检测器的检测原理不同不会相互干扰；当出现较大电磁波动时，网状分布的第一检测器能够吸收掉频率较高且能量较低的电磁波，而留下频率较低且能量较高的电磁波，利于被第二检测器更准确地识别科研飞机的位置，利于提高检测准确度。
第二方面，本申请提供一种极地高强度道路的内嵌式检测装置，采用如下的技术方案：
一种极地高强度道路的内嵌式检测装置，包括相互数据连接的第一检测模组与控制器；
所述第一检测模组预埋在道路内，所述第一检测模组用于检测地面压力的变化而输出压力信号；所述第一检测模组包括第一检测器，所述第一检测器用于产生振动，所述第一检测器的阻抗特性随着振动的变化而变化，所述压力信号与所述第一检测器的阻抗特性呈对应关系；
所述控制器包括：
第一提取模块，与第一检测器数据连接，用于获取所述压力信号，根据预设的第一算法来取出所述压力信号中与飞机位置对应的第一信号特征；以及，
第一匹配模块，与第一提取模块数据连接，用于基于所述第一信号特征根据预设的位置模板匹配出所述飞机在所述道路上的位置，输出第一位置信号；其中，所述位置模板包括所述第一信号特征与所述飞机位置的对应关系。
通过采用上述技术方案，当飞机压在道路上时，飞机所在位置对应的第一检测器产生的振动会被传递到飞机上，同时飞机与道路的振动被传递至第一检测器，使得第一检测器的阻抗特性不再符合预设的特性曲线，第一提取模块提取阻抗特性的变化，第一匹配模块能够匹配出飞机在道路上的位置，利于提高飞机的安全性。
优选的，所述第一检测模组包括多个所述第一检测器，多个所述第一检测器呈网状布置在所述道路内。
通过采用上述技术方案，呈网状分布的第一检测器就能够更好地检测飞机在道路上的振动区域，也能利于检测出裂缝的位置，进一步利于提高飞机的安全性。
优选的，还包括预埋在道路内的所述第二检测模组，所述第二检测模组与所述控制器数据连接，所述第二检测模组用于检测地面金属物而输出能耗信号；所述第二检测模组包括第二检测器，所述第二检测器用于产生预设磁场，所述第二检测器的能耗特性随着磁场遇到外界金属物体干扰而变化，所述能耗信号与所述第二检测器的磁场呈对应关系；
所述控制器包括：
第二提取模块，与第二检测器数据连接，用于获取所述能耗信号，根据预设的第二算法来取出所述能耗信号中与飞机位置对应的第二信号特征；以及，
第二匹配模块，与第二提取模块数据连接，用于基于所述第二信号特征根据预设的位置模板匹配出所述飞机在所述道路上的位置，输出第二位置信号；其中，所述位置模板包括所述第二信号特征与所述飞机位置的对应关系。
通过采用上述技术方案，第二检测器会发出磁场，当飞机在道路上滑行时，飞机上的金属结构会吸收部分磁场，使第二检测器的能耗特性增加而不符合预设的能耗曲线，第二提取模块能提取出通过能耗变化对应的第二信号特征，第二匹配模块能够检测出飞机在道路上的位置，利于提高飞机的安全性，利于识别出带有大功率探测设备的科研飞机。
优选的，所述第一检测模组包括多个所述第一检测器，多个所述第一检测器呈网状布置在所述道路内，所述第二检测模组包括多个所述第二检测器，多个所述第二检测器呈网状布置在所述道路内，所述第二检测器位于呈网状布置的所述第一检测器的下方，所述第二检测器位于所述第一检测器组成的网格的中间位置。
通过采用上述技术方案，呈网状分布的第二检测器能够更好地检测飞机在道路上的区域，当出现较大电磁波动时，网状分布的第一检测器能够起到为第二检测器滤波的作用，利于被第二检测器更准确地识别科研飞机的位置，利于提高检测准确度。
第三方面，本申请提供一种计算机存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任意一种极地高强度道路的内嵌式检测方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当飞机压在道路上时，飞机所在位置对应的第一检测器产生的振动会被传递到飞机上，同时飞机与道路的振动被传递至第一检测器，使得第一检测器的阻抗特性变化，对变化的阻抗特性进行信号分析，从而检测出飞机在道路上的位置，利于提高飞机的安全性；
2.当飞机压在道路上时，飞机所在位置对应的第二检测器产生的能耗受到飞机上金属结构的影响而变化，对变化的能耗进行信号分析，从而检测出飞机在道路上的位置，利于提高飞机的安全性。
附图说明
图1是本申请极地高强度道路的内嵌式检测方法的方法流程示意图；
图2是本申请极地高强度道路的内嵌式检测系统的装置结构框图；
图3为第一检测器与第二检测器在道路中的竖直截面示意图；
图4为第一检测器与第二检测器的俯视图。
附图标记：10、控制器；11、第一提取模块；12、第一匹配模块；13、第二提取模块；14、第二匹配模块；20、第一检测模组；21、第一检测器；30、第二检测模组；31、第二检测器；。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
本申请实施例公开一种极地高强度道路的内嵌式检测方法，如图1所示，基于相互数据连接的第一检测模组20与控制器10，控制器10可采用运行有安卓系统或者ios系统的智能设备，也可采用mcu、dsp或者fpga等微计算机，智能设备或者微计算机连接有gps、蓝牙、wifi以及gprs等通信模组，智能设备或者微计算机内还设有用于显示数据以及接收输入的触摸屏。
第一检测模组20采用安卓系统或者ios系统的智能设备、mcu单片机、plc或者fpga及它们外围电路组成的控制中心，控制中心数据连接有gps、蓝牙、wifi以及gprs等通信模组，控制中心上设有接收通信信号的引脚，并通过引脚数据连接有兼容同样通信协议的传感器或者连有多个传感器的其它控制中心，通信协议可为iic、iis、spi、uart或者can等现场通信协议。
方法包括如下步骤：
如图1与图3所示，在道路内预埋第一检测模组20，道路为被压实的多层冰雪层，第一检测模组20预埋在冰雪层间，第一检测模组20用于检测地面压力的变化而输出压力信号。第一检测模组20包括多个第一检测器21，第一检测器21可采用压电陶瓷、驱动压电陶瓷振动的驱动电路和与控制器10数据连接的控制中心，控制中心能采集压电陶瓷阻抗特性并依据阻抗特性输出压力信号。如图4所示，多个第一检测器21呈网状布置在道路内，多个压电陶瓷可串联或者并联。驱动电路用交流电驱动压电陶瓷产生振动，同时在外界环境变化的情况下，第一检测器21的阻抗特性随着振动的变化而变化，使得压力信号与第一检测器21的阻抗特性呈对应关系。
回到图1，控制器10获取压力信号，根据预设的第一算法来取出压力信号中与飞机位置对应的第一信号特征。网状分布的第一检测器21构成一个二维坐标系，二维坐标系与道路的实际位置对应，压力信号为分布于二维坐标系中的数值，第一信号特征于所述压力信号中的位置即为飞机在道路上的位置。第一算法为从压力信号中提取出时域上信号波动更不规则的部分。
控制器10基于第一信号特征根据预设的位置模板匹配出飞机在道路上的位置，输出第一位置信号。位置模板包括第一信号特征与飞机位置的对应关系，位置模板也为道路位置与二维坐标系之间对应关系的锚点。
当飞机在道路上滑行时，飞机与路面之间会产生振动并传递，这些振动的波形很复杂。当道路上没有飞机时，第一检测器21会产生振动，振动会在道路中传播，而这些波形则比较简单，且第一检测器21的阻抗特性也更符合预设的特性曲线。在道路出现细微裂缝时，裂缝会使第一检测器21的振动波形变形，使第一检测器21的阻抗特性不符合预设的特性曲线，从而利于检测出裂缝的位置，利于提高飞机的安全性。呈网状分布的第一检测器21就能够更好地检测飞机在道路上的振动区域，进而利于检测出飞机在跑道上的位置，飞机在跑道上使振动波形变形的趋势与飞机在跑道上对振动波形影响的趋势是属于不同类型的，能分别检测出。
如图3与图4所示，在道路的冰雪层之间预埋第二检测模组30，第二检测模组30位于第一检测模组20的下方且也与控制器10数据连接。第二检测模组30用于检测地面金属物而输出能耗信号，能耗信号为第二检测模组30中模块的能耗情况。第二检测模组30包括多个第二检测器31，多个第二检测器31呈网状布置在道路的冰雪层内，第二检测器31位于呈网状布置的第一检测器21的下方，第二检测器31位于第一检测器21组成的网格的中间位置。第二检测器31可采用探测金属的探测器，第二检测器31产生预设磁场，第二检测器31的能耗特性随着磁场遇到外界金属物体干扰而变化，能耗信号与第二检测器31的磁场呈对应关系，第二检测器31能够计算出外界金属物体所处的位置。
控制器10获取能耗信号，根据预设的第二算法来取出能耗信号中与飞机位置对应的第二信号特征。控制器10基于第二信号特征根据预设的位置模板匹配出飞机在道路上的位置，输出第二位置信号，第二位置信号代表外界金属物体所在位置。位置模板包括第二信号特征与飞机位置的对应关系，可从位置模板中进行匹配或者遍历搜索操作，利于降低控制器10计算的次数。第二算法为从能耗信号中提取出时域上能耗更高的部分。
第一检测器21与第二检测器31均呈网状分布，两者从不同的检测原理出发，能够更好地检测出飞机在道路上的区域，且不会相互干扰。当具有较大电磁波动的飞机经过时，第一检测器21即能够检测飞机的振动，还能够吸收掉频率较高且能量较低的电磁波，而留下频率较低且能量较高的电磁波，利于被第二检测器31更准确地识别科研飞机的位置，利于提高检测准确度。
实施原理为：飞机在道路上起飞或者下降，飞机在道路上产生的振动被位置对应且产生振动的第一检测器21感知，同时第一检测器21产生的振动会传递至飞机上，两种振动的频率不同，多重振动的传递作用下，使得第一检测器21的阻抗特性曲线产生变化，对阻抗特性进行信号分析能检测出飞机在道路上的位置。在第一检测器21工作的同时，第二检测器31也会发出磁场，飞机经过第二检测器31时，飞机上的金属结构会吸收部分磁场，使第二检测器31的能耗特性增加，对第二检测器31的能耗特性使用信号分析也能检测出飞机在道路上的位置。若是飞机上存在大功率电磁波，电磁波使第二检测器31发出磁场的线圈受电，则甚至会降低第二检测器31的能耗特性，利于识别出道路上飞机的类型是正常运输飞机还是带有大功率探测设备的科研飞机。
本申请实施例还公开一种极地高强度道路的内嵌式检测装置，如图2所示，包括相互数据连接的第一检测模组20与控制器10。
第一检测模组20预埋在道路内，第一检测模组20包括多个第一检测器21，多个第一检测器21呈网状布置在道路内。第一检测模组20用于检测地面压力的变化而输出压力信号。第一检测模组20包括第一检测器21，第一检测器21用于产生振动，第一检测器21的阻抗特性随着振动的变化而变化，压力信号与第一检测器21的阻抗特性呈对应关系。
装置还包括预埋在道路内的第二检测模组30，第二检测模组30包括多个第二检测器31，多个第二检测器31呈网状布置在道路内，第二检测器31位于呈网状布置的第一检测器21的下方，第二检测器31位于第一检测器21组成的网格的中间位置。第二检测模组30与控制器10数据连接，第二检测模组30用于检测地面金属物而输出能耗信号；第二检测模组30包括第二检测器31，第二检测器31用于产生预设磁场，第二检测器31的能耗特性随着磁场遇到外界金属物体干扰而变化，能耗信号与第二检测器31的磁场呈对应关系。
控制器10包括：
第一提取模块11，与第一检测器21数据连接，用于获取压力信号，根据预设的第一算法来取出压力信号中与飞机位置对应的第一信号特征。
第一匹配模块12，与第一提取模块11数据连接，用于基于第一信号特征根据预设的位置模板匹配出飞机在道路上的位置，输出第一位置信号；其中，位置模板包括第一信号特征与飞机位置的对应关系。
第二提取模块13，与第二检测器31数据连接，用于获取能耗信号，根据预设的第二算法来取出能耗信号中与飞机位置对应的第二信号特征。
第二匹配模块14，与第二提取模块13数据连接，用于基于第二信号特征根据预设的位置模板匹配出飞机在道路上的位置，输出第二位置信号；其中，位置模板包括第二信号特征与飞机位置的对应关系。
实施原理为：当飞机压在道路上时，飞机所在位置对应的第一检测器21产生的振动会被传递到飞机上，同时飞机与道路的振动被传递至第一检测器21，第二检测器31会发出磁场，当飞机在道路上滑行时，飞机上的金属结构会吸收部分磁场。呈网状分布的第一检测器21与第一检测器21能检测飞机在道路上的振动区域、道路出现的缝隙以及道路上出现金属物体的区域。振动使得第一检测器21的阻抗特性变化，飞机及其拥有的电磁波使第二检测器31的能耗出现变化。第一提取模块11提取阻抗特性的变化，第一匹配模块12能够匹配出飞机在道路上的位置，第二提取模块13能提取出通过能耗变化对应的第二信号特征，第二匹配模块14能够检测出飞机在道路上的位置，网状分布的第一检测器21还能起到为第二检测器31滤波的作用，利于识别道路上飞机的位置，也利于提高飞机的安全性，还能利于识别出带有大功率探测设备的科研飞机。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述记载的极地高强度道路的内嵌式检测方法的计算机程序。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
1.一种极地高强度道路的内嵌式检测方法，其特征在于：基于相互数据连接的第一检测模组（20）与控制器（10），包括如下步骤：
在道路内预埋所述第一检测模组（20），所述第一检测模组（20）用于检测地面压力的变化而输出压力信号；所述第一检测模组（20）包括第一检测器（21），所述第一检测器（21）用于产生振动，所述第一检测器（21）的阻抗特性随着振动的变化而变化，所述压力信号与所述第一检测器（21）的阻抗特性呈对应关系；
所述控制器（10）获取所述压力信号，根据预设的第一算法来取出所述压力信号中与飞机位置对应的第一信号特征；
所述控制器（10）基于所述第一信号特征根据预设的位置模板匹配出所述飞机在所述道路上的位置，输出第一位置信号；其中，所述位置模板包括所述第一信号特征与所述飞机位置的对应关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一检测模组（20）包括多个所述第一检测器（21），多个所述第一检测器（21）呈网状布置在所述道路内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括：
在道路内预埋第二检测模组（30），所述第二检测模组（30）与所述控制器（10）数据连接，所述第二检测模组（30）用于检测地面金属物而输出能耗信号；所述第二检测模组（30）包括第二检测器（31），所述第二检测器（31）用于产生预设磁场，所述第二检测器（31）的能耗特性随着磁场遇到外界金属物体干扰而变化，所述能耗信号与所述第二检测器（31）的磁场呈对应关系；
所述控制器（10）获取所述能耗信号，根据预设的第二算法来取出所述能耗信号中与飞机位置对应的第二信号特征；
所述控制器（10）基于所述第二信号特征根据预设的位置模板匹配出所述飞机在所述道路上的位置，输出第二位置信号；其中，所述位置模板包括所述第二信号特征与所述飞机位置的对应关系。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述第二检测模组（30）包括多个所述第二检测器（31），多个所述第二检测器（31）呈网状布置在所述道路内。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一检测模组（20）包括多个所述第一检测器（21），多个所述第一检测器（21）呈网状布置在所述道路内，所述第二检测器（31）位于呈网状布置的所述第一检测器（21）的下方，所述第二检测器（31）位于所述第一检测器（21）组成的网格的中间位置。
6.一种极地高强度道路的内嵌式检测装置，其特征在于：包括相互数据连接的第一检测模组（20）与控制器（10）；
所述第一检测模组（20）预埋在道路内，所述第一检测模组（20）用于检测地面压力的变化而输出压力信号；所述第一检测模组（20）包括第一检测器（21），所述第一检测器（21）用于产生振动，所述第一检测器（21）的阻抗特性随着振动的变化而变化，所述压力信号与所述第一检测器（21）的阻抗特性呈对应关系；
所述控制器（10）包括：
第一提取模块（11），与第一检测器（21）数据连接，用于获取所述压力信号，根据预设的第一算法来取出所述压力信号中与飞机位置对应的第一信号特征；以及，
第一匹配模块（12），与第一提取模块（11）数据连接，用于基于所述第一信号特征根据预设的位置模板匹配出所述飞机在所述道路上的位置，输出第一位置信号；其中，所述位置模板包括所述第一信号特征与所述飞机位置的对应关系。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述第一检测模组（20）包括多个所述第一检测器（21），多个所述第一检测器（21）呈网状布置在所述道路内。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：还包括预埋在道路内的第二检测模组（30），所述第二检测模组（30）与所述控制器（10）数据连接，所述第二检测模组（30）用于检测地面金属物而输出能耗信号；所述第二检测模组（30）包括第二检测器（31），所述第二检测器（31）用于产生预设磁场，所述第二检测器（31）的能耗特性随着磁场遇到外界金属物体干扰而变化，所述能耗信号与所述第二检测器（31）的磁场呈对应关系；
所述控制器（10）包括：
第二提取模块（13），与第二检测器（31）数据连接，用于获取所述能耗信号，根据预设的第二算法来取出所述能耗信号中与飞机位置对应的第二信号特征；以及，
第二匹配模块（14），与第二提取模块（13）数据连接，用于基于所述第二信号特征根据预设的位置模板匹配出所述飞机在所述道路上的位置，输出第二位置信号；其中，所述位置模板包括所述第二信号特征与所述飞机位置的对应关系。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述第一检测模组（20）包括多个所述第一检测器（21），多个所述第一检测器（21）呈网状布置在所述道路内，所述第二检测模组（30）包括多个所述第二检测器（31），多个所述第二检测器（31）呈网状布置在所述道路内，所述第二检测器（31）位于呈网状布置的所述第一检测器（21）的下方，所述第二检测器（31）位于所述第一检测器（21）组成的网格的中间位置。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至5中任意一种方法的计算机程序。
技术总结