[發(fā)明專利]一種三維探測(cè)方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110088827.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN112817039B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張邦;化希瑞;劉鐵;孫紅林;劉鐵華;雷理;李凱;趙曉博;陳洪杰;王敏;陳支興;劉瑞軍;言利幫;汪文剛;楊磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01V1/00
• 分類號(hào): G01V1/00;G01V1/20;G01S15/89;G01S7/539;G01S7/521
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 黃景輝;張穎玲

1.一種三維探測(cè)方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于樁底巖溶的探測(cè)系統(tǒng)中，所述探測(cè)系統(tǒng)包括呈二維陣列排列的多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器可發(fā)射聲波信號(hào)和接收聲波信號(hào)，所述方法包括：

基于所述探測(cè)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)單元對(duì)應(yīng)的第一傳感器發(fā)射聲波信號(hào)，獲得第二傳感器接收所述聲波信號(hào)覆蓋所述樁底的反射信號(hào)；所述預(yù)設(shè)單元包括點(diǎn)單元、線單元和面單元；所述點(diǎn)單元、線單元和面單元分別對(duì)應(yīng)二維陣列中的點(diǎn)區(qū)域、線區(qū)域和面區(qū)域；所述第一傳感器為所述預(yù)設(shè)單元中任意傳感器；所述第二傳感器為所述探測(cè)系統(tǒng)中除所述預(yù)設(shè)單元的第一傳感器以外的任意傳感器；

對(duì)所述反射信號(hào)進(jìn)行處理，獲得波形成像的波形信號(hào)；

獲得在所述樁底預(yù)設(shè)三維空間的成像點(diǎn)，將所述波形信號(hào)成像至所述成像點(diǎn)上，確定在所述樁底以下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)巖溶的三維空間成像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述探測(cè)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)單元的第一傳感器發(fā)射聲波信號(hào)，獲得第二傳感器接收所述聲波信號(hào)覆蓋所述樁底的反射信號(hào)，包括：

基于所述點(diǎn)單元對(duì)應(yīng)的第一傳感器發(fā)射聲波信號(hào)，獲得第二傳感器接收所述聲波信號(hào)覆蓋所述樁底的反射信號(hào)；所述第二傳感器為除所述點(diǎn)單元對(duì)應(yīng)的第一傳感器以外的其它傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述探測(cè)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)單元的第一傳感器發(fā)射聲波信號(hào)，獲得第二傳感器接收所述聲波信號(hào)覆蓋所述樁底的聲波反射信號(hào)，包括：

基于所述線單元對(duì)應(yīng)的第一傳感器發(fā)射聲波信號(hào)，獲得第二傳感器接收所述聲波信號(hào)覆蓋所述樁底的反射信號(hào)；所述第一傳感器包括所述二維陣列中預(yù)設(shè)行或預(yù)設(shè)列對(duì)應(yīng)的傳感器；所述第二傳感器包括所述二維陣列中除所述預(yù)設(shè)行或所述預(yù)設(shè)列以外的其它傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述探測(cè)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)單元的第一傳感器發(fā)射聲波信號(hào)，獲得第二傳感器接收所述聲波信號(hào)覆蓋所述樁底的聲波反射信號(hào)，包括：

基于所述面單元對(duì)應(yīng)的第一傳感器發(fā)射聲波信號(hào)，獲得第二傳感器接收所述聲波信號(hào)覆蓋所述樁底的反射信號(hào)；所述第一傳感器包括所述二維陣列中面區(qū)域?qū)?yīng)的傳感器；所述第二傳感器包括所述二維陣列中除所述面區(qū)域以外的其它任意傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述反射信號(hào)進(jìn)行處理，獲得波形成像的波形信號(hào)，包括：

對(duì)所述反射信號(hào)進(jìn)行波速分析，獲得所述聲波信號(hào)在基巖中的傳播速度；

對(duì)所述反射信號(hào)進(jìn)行去除噪音處理，獲得高頻反射信號(hào)；

去除所述高頻反射信號(hào)中的直達(dá)波信號(hào)，獲得無(wú)直達(dá)波信號(hào)的高頻反射信號(hào)；

根據(jù)所述傳播速度補(bǔ)償所述無(wú)直達(dá)波信號(hào)的高頻反射信號(hào)，獲得波形成像的波形信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述反射信號(hào)進(jìn)行波速分析，獲得所述聲波信號(hào)在基巖中的傳播速度，包括：

將預(yù)設(shè)道記錄的反射信號(hào)作為參考信號(hào)；

獲得除所述預(yù)設(shè)道以外其他記錄的反射信號(hào)與所述參考信號(hào)的相關(guān)函數(shù)；

確定所述相關(guān)函數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的延遲時(shí)間，根據(jù)所述延遲時(shí)間獲得所述聲波信號(hào)在基巖中的傳播速度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述獲得在所述樁底預(yù)設(shè)三維空間的成像點(diǎn)，將所述波形信號(hào)成像至所述成像點(diǎn)上，確定在所述樁底以下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)巖溶的三維空間成像，包括：

根據(jù)所述傳播速度確定所述第一傳感器發(fā)射的聲波信號(hào)到所述成像點(diǎn)的第一到達(dá)時(shí)間；

獲得所述反射信號(hào)由所述成像點(diǎn)到所述第二傳感器的第二到達(dá)時(shí)間；

根據(jù)所述第一到達(dá)時(shí)間和所述第二到達(dá)時(shí)間確定所述成像點(diǎn)上對(duì)應(yīng)所述波形信號(hào)的時(shí)間；

將所述第二傳感器在所述成像點(diǎn)上對(duì)應(yīng)所述波形信號(hào)的時(shí)間下對(duì)應(yīng)的所述波形信號(hào)的值進(jìn)行累加，確定在所述樁底以下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)巖溶的三維空間成像。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲得所述探測(cè)系統(tǒng)的初始方向角度；

將所述三維空間成像旋轉(zhuǎn)所述初始方向角度，確定校正后的三維空間成像。