【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理领域，具体涉及一种用于超声波地下探测的数据处理方法。
技术介绍
1、在高速铁路修建时，需要穿越岩溶强发育区、矿藏采空区，地质条件极其复杂。所以，在施工前期需要进行灾害综合勘察，探测不良地质构造的发育规模和类型，包括岩溶区和采空区等。
2、通过使用超声波技术，可以对地下的岩层结构进行非破坏性的检测，从而确定地下空区的位置、规模和特征，进而确保施工的顺利进行，最大程度地降低工程风险。但是，使用超声波检测地下空洞位置时，由于地下可能存在地质松动区域，获取的波形与地下空洞的波形同样都存在振幅衰减和波形畸变，因此，仅通过波形的振幅大小难以区分。基于此，有必要研究一种用于超声波地下探测的数据处理方法，以区分空洞区域和地质松软区域。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于超声波地下探测的数据处理方法，所采用的技术方案具体如下：
2、本专利技术提供一种用于超声波地下探测的数据处理方法，所述方法包括：
3、获取针对目标区域的多个探测点采集得到的超声波探测数据；
4、将每一个探测点采集得到的超声波探测数据按照周期进行分段，并根据分段后所得到的波段确定每一个探测点的波形异常程度；
5、根据所述波形异常程度确定目标探测点；
6、针对每一个目标探测点，结合所述波形异常程度和每一个波段的波形特征计算第一波形畸变指标；
7、根据所述目标探测点与邻近探测点的差异更新所述第一波
8、对所述第二波形畸变指标进行归一化处理，并根据归一化处理结果判断每一个所述目标探测点为地下空洞区域或地质松动区域。
9、在一些实施例中，所述根据分段后所得到的波段确定每一个探测点的波形异常程度，包括：
10、根据参考振幅以及每一个周期波段中的振幅，计算每一个探测点对应的波形衰减程度；
11、根据所述参考振幅、每一个探测点对应的周期数量以及每一个探测点对应的所有周期中的最小振幅，得到每一个探测点对应的波形衰减速度；
12、基于所述波形衰减程度和所述波形衰减速度，得到每一个探测点的波形异常程度。
13、在一些实施例中，所述根据分段后所得到的波段确定每一个探测点的波形异常程度，具体包括：
14、计算每一个周期波段中的振幅与所述参考振幅的差值的平均值，并将所述平均值作为对应探测点的波形衰减程度；
15、将所述参考振幅与每一个探测点对应的所有周期中的最小振幅的差值除以对应的周期数量，得到对应探测点的波形衰减速度；
16、将所述波形衰减程度与所述波形衰减速度的乘积作为对应探测点的波形异常程度。
17、在一些实施例中，所述根据所述波形异常程度确定目标探测点，包括：将所述波形异常程度归一化至[-1,1]范围内，并将归一化指标大于0的探测点作为目标探测点。
18、在一些实施例中，所述针对每一个目标探测点，结合所述波形异常程度和每一个波段的波形特征计算第一波形畸变指标，包括：
19、基于所述波形异常程度和所述目标探测点对应的探测时间间隔，得到第一乘积，其中，所述探测时间间隔为超声波发射时间和接收时间之间的时间差值；
20、对所述第一乘积进行归一化计算，得到第一参数；
21、根据所述第一参数，以及所述目标探测点所对应的每一个波段相对于标准正弦波的差异，得到所述目标探测点对应的第一波形畸变指标，其中，所述标准正弦波根据所述目标探测点的单个波段的振幅和频率得到。
22、在一些实施例中，所述根据所述第一参数，以及所述目标探测点所对应的每一个波段相对于标准正弦波的差异，得到所述目标探测点对应的第一波形畸变指标，包括：
23、计算所述目标探测点对应的原始波段在每一个周期构成的原始波段面积，以及所述目标探测点所对应的标准正弦波在每一个周期构成的标准正弦波面积；
24、根据所述目标探测点在每一个周期对应的原始波段面积和标准正弦波面积的差值，计算所述目标探测点对应的面积差异均值；
25、将所述第一参数与所述面积差异均值的乘积作为所述目标探测点对应的第一波形畸变指标。
26、在一些实施例中，所述根据所述目标探测点与邻近探测点的差异更新所述第一波形畸变指标，得到第二波形畸变指标，包括：
27、基于所述目标探测点与每一个所述邻近探测点之间的距离值，以及每一个所述邻近探测点所对应的第一波形畸变指标，确定所述目标探测点所对应的畸变指标调整系数，其中，所述邻近探测点为与所述目标探测点距离最小的m个探测点；
28、将所述目标探测点对应的第一波形畸变指标和畸变指标调整系数相乘，得到所述目标探测点对应的第二波形畸变指标。
29、在一些实施例中，所述基于所述目标探测点与每一个所述邻近探测点之间的距离值，以及每一个所述邻近探测点所对应的第一波形畸变指标，确定所述目标探测点所对应的畸变指标调整系数，包括：
30、获取每一个所述邻近探测点相对于所述目标探测点的第一距离，并基于所述第一距离与所有所述邻近探测点对应的第一距离之和的比值，得到第一系数；
31、计算每一个所述邻近探测点对应的第一波形畸变指标与所述目标探测点对应的第一波形畸变指标的差值，并进行指数运算，得到第二系数；
32、基于所述第一系数和所述第二系数，得到所述目标探测点所对应的畸变指标调整系数。
33、在一些实施例中，所述基于所述第一系数和所述第二系数，得到所述目标探测点所对应的畸变指标调整系数，包括：
34、将每一个所述邻近探测点对应的第一系数和第二系数相乘，得到每一个所述邻近探测点对应的第二参数；
35、基于所有所述邻近探测点对应的第二参数之和，得到所述目标探测点所对应的畸变指标调整系数。
36、在一些实施例中，所述对所述第二波形畸变指标进行归一化处理，并根据归一化处理结果判断每一个所述目标探测点为地下空洞区域或地质松动区域，包括：
37、将所述第二波形畸变指标归一化至[0,1]范围内，并将归一化处理结果大于或等于预设阈值的目标探测点视为地质松动区域，将归一化处理结果小于所述预设阈值的目标探测点视为地下空洞区域；其中，所述预设阈值为0.5。
38、本专利技术具有如下有益效果：
39、（1）在本说明书一些实施例所提供的用于超声波地下探测的数据处理方法中，通过结合探测点对应的波形异常程度以及每一个波段的波形特征计算第一波形畸变指标，然后根据该探测点与邻近探测点的差异得到第二波形畸变指标，最后根据该第二波形畸变指标对应的归一化处理结果判断探测点为地下空洞区域或地质松动区域，可以实现基于超声波探测数据对地下空洞区域和地质松动区域进行区分，提升使用超声波探测数据确定地下空洞区域的准确性；
40、（2）在本说明书一些实施例所提供的用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述根据分段后所得到的波段确定每一个探测点的波形异常程度，包括：
3.如权利要求2所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述根据分段后所得到的波段确定每一个探测点的波形异常程度，具体包括：
4.如权利要求1所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述波形异常程度确定目标探测点，包括：将所述波形异常程度归一化至[-1,1]范围内，并将归一化指标大于0的探测点作为目标探测点。
5.如权利要求1所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述针对每一个目标探测点，结合所述波形异常程度和每一个波段的波形特征计算第一波形畸变指标，包括：
6.如权利要求5所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述第一参数，以及所述目标探测点所对应的每一个波段相对于标准正弦波的差异，得到所述目标探测点对应的第一波形畸变指标，包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述根据分段后所得到的波段确定每一个探测点的波形异常程度，包括：
3.如权利要求2所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述根据分段后所得到的波段确定每一个探测点的波形异常程度，具体包括：
4.如权利要求1所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述波形异常程度确定目标探测点，包括：将所述波形异常程度归一化至[-1,1]范围内，并将归一化指标大于0的探测点作为目标探测点。
5.如权利要求1所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述针对每一个目标探测点，结合所述波形异常程度和每一个波段的波形特征计算第一波形畸变指标，包括：
6.如权利要求5所述的一种用于超声波地下探测的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述第一参数，以及所述目标探测...
【专利技术属性】
技术研发人员：衣忠强，李仁强，刘继红，刘壮，丁宁，李艳龙，熊安兵，万春光，朱慎林，
申请(专利权)人：中铁九局集团第一建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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