一种声波聚像成像方法及系统与流程

技术特征：
1.一种声波聚像成像方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、复数个采集设备部署在待检测地面，所述复数个采集设备之间形成阵列布局，每个所述采集设备关联有多种频段的信号；s2、每个所述采集设备用以选择至少一种频段的信号同时发出并形成聚焦传输至地下；s3、同时收集地下每种所述频段的信号反馈的振动信号；s4、对收集到的每种所述振动信号进行数模处理，以获取对应每种所述振动信号的波形数据，所述波形数据至少直达波、反射波、面波与外界干扰一种或多种；s5、对每种所述波形数据进行图像数据处理得到地下地质体的反射系数图像；s6、根据所述反射系数图像中表征的地质体的参数，构建反应地下空间的数据模型。2.根据权利要求1所述的声波聚像成像方法，其特征在于，在所述步骤s2中，包括以下步骤:s21、每个所述采集设备用以按照预定时间间隔于不同频段的信号中，同步选择一相同频段的信号；s22、将所有的采集设备发射的能量经过聚焦后传输至地下。3.根据权利要求1所述的声波聚像成像方法，其特征在于，所述步骤s4包括：s41、将收集的所述振动信号转换为电压信号；s42、将所述电压信号经过ad转换成包含波形数据的数字波形图。4.根据权利要求1所述的声波聚像成像方法，其特征在于，对所述波形数据进行处理的方式包括以下步骤：s51、接收原始的所述波形数据；s52、对所述波形数据处理并保存波列图；s53、对所述波列图进行频谱分析；s54、对频谱分析结果进行滤波处理；s55、对滤波处理后的数据依次进行振幅agc处理、增益、反褶积处理；s56、继续对反褶积处理后的数据进行小波变换、短时傅里叶变换，已得到表示地下地质体的所述反射系数图像。5.根据权利要求1所述的声波聚像成像方法，其特征在于，所述采集设备关联的多种频段的信号包括定频、扫频、伪随机。6.根据权利要求1或2所述的声波聚像成像方法，其特征在于，形成阵列中的所述采集设备共同发送的信号的能量为所有单独所述采集设备发送的能量的平方之和。7.根据权利要求1所述的声波聚像成像方法，其特征在于，所述步骤s6包括：s61、于已有的反射系数图像获取表示不同地质体的训练数据集；s62、获取所述待分析的反射系数图像，并对所述待分析的反射系数图像进行预处理，已得到预处理后的所述待分析的反射系数图像；s63、建立网络神经处理模型，并通过所述训练数据集对所述网络神经处理模型进行训练；s64、将所述预处理后的待分析的反射系数图像发送至网络神经处理模型，由网络神经处理模型对将待分析的反射系数图像进行地质体识别处理，已获得地质体特征以及所述地
质体特征在反射系数图像中的位置；s65、基于所述地质体特征在反射系数图像中的位置，确定地质体类型以及该地质体在地底下位置；s66、基于步骤s65获取的数据，采用bim建模以构建表示地下空间的三维模型。8.一种声波聚像成像系统，其特征在于，包括：复数个采集设备，所述复数个采集设备之间形成阵列布局，每个所述采集设备关联有多种频段的信号；所述采集设备包括：信号发送单元，用以将选择的至少一种频段的信号形成聚焦并传输至地下；信号接收单元，用以收集地下每种所述频段的信号反馈的振动信号；处理单元，对收集到的每种所述振动信号进行数模处理，以获取对应每种所述振动信号的波形数据，所述波形数据至少直达波、反射波、面波与外界干扰一种或多种；发送单元，用以将所述波形数据以无线发送方式发出；终端处理设备，与所述采集设备连接；接收单元，用以接收所述采集设备发送的所述波形数据；数据处理单元，用以对每种所述波形数据进行图像数据处理得到地下地质体的反射系数图像；模型构建单元，用以根据所述反射系数图像中表征的地质体的参数，构建反应地下空间的数据模型。9.根据权利要求8所述的声波聚像成像系统，其特征在于，所述采集设备的信号发射单元具有0.5—16000hz的发射频率，其关联的信号包括定频、扫频、伪随机信号。10.根据权利要求8所述的声波聚像成像系统，其特征在于，每个所述采集设备用以按照预定时间间隔于不同频段的信号中，同步选择一相同频段的信号，将所有的采集设备发射的能量经过聚焦后传输至地下。

技术总结
本发明提供一种声波聚像成像方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、复数个采集设备部署在待检测地面，复数个采集设备之间形成阵列布局，每个采集设备关联有多种频段的信号；S2、每个采集设备用以选择至少一种频段的信号同时发出并形成聚焦传输至地下；S3、同时收集地下每种频段的信号反馈的振动信号；S4、对收集到的每种振动信号进行数模处理，以获取对应每种振动信号的波形数据，波形数据至少直达波、反射波、面波与外界干扰一种或多种；S5、对每种波形数据进行图像数据处理得到地下地质体的反射系数图像；S6、根据反射系数图像中表征的地质体的参数，构建反应地下空间的数据模型。能有效提高输入到地下的高频信号，减少信号的衰减。减。减。


技术研发人员：闫占豹 卢州华
受保护的技术使用者：无锡声学聚像传感探测技术有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/7/9