【技术实现步骤摘要】
本申请涉及智能探测领域，且更为具体地，涉及一种用于地下管线精确定位的超声波探测方法。
技术介绍
1、在城市建设与基础设施维护进程中，精准定位地下管线意义重大。伴随城市化的持续推进，地下管线纵横密布。电磁法和探地雷达法等传统地下管线探测方法对于探测金属管线较为有效，但对于探测非金属管线特别是大埋深的非金属管线存在局限性。
2、具体来说，电磁法主要用于探测地下金属管线及带有金属骨架的管线，但通常只能探测到埋深5米以内的管线。探地雷达法可以用于探测金属和非金属管线，但是其探测效果容易受到场地环境和地质条件的影响，探测深度有限，软土地区一般不超过3米。上述方法对于深埋地下管线探测效果不佳。
3、因此，期望一种优化的用于地下管线精确定位的基于水冲成孔法超声波探测方案。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其通过采用基于深度学习的信号分析和编码算法来对所述超声波接收信号进行分解变换和时频特征提取，同时对所述超声波接收信号进行峭度分布计算和峭度分布特征提取，以此来基于各个超声波接收信号时频特征和超声波接收信号峭度分布特征之间的快速动态时频查询表示来智能地得到管线位置信息。本申请的方案能够精准地挖掘出背景信号中隐藏的由地下管线产生的异常特征，从复杂的背景中提取出与地下管线相关的有用信息，有效克服了传统信号处理技术在提取精确度和特定异常特征方面的不足，从而提高了探测定位精确度。
2、根
3、与现有技术相比，本申请提供的一种用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其通过采用基于深度学习的信号分析和编码算法来对所述超声波接收信号进行分解变换和时频特征提取，同时对所述超声波接收信号进行峭度分布计算和峭度分布特征提取，以此来基于各个超声波接收信号时频特征和超声波接收信号峭度分布特征之间的快速动态时频查询表示来智能地得到管线位置信息。本申请的方案能够精准地挖掘出信号中隐藏的由地下管线产生的异常特征，从复杂的背景中提取出与地下管线相关的有用信息，有效克服了传统信号处理技术在提取精确度和特定异常特征方面的不足，从而提高了探测定位精确度。
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1.一种用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，包括：收集目标区域内的管线施工资料；基于所述管线施工资料，在目标管线的两侧使用水冲法成孔技术进行成孔以得到两个工作孔；在所述两个工作孔中的一个工作孔内布设超声波发射器，并在另一个工作孔内布设超声波接收器；通过所述超声波发射器发射超声波脉冲信号，并通过所述超声波接收器接收超声波接收信号；将所述超声波接收信号传输至数据处理终端进行分析以确定地下管线定位结果；其中，将所述超声波接收信号传输至数据处理终端进行分析以确定地下管线定位结果，包括：对所述超声波接收信号进行分解变换和信号时频特征提取以得到超声波接收信号时频特征的集合；对所述超声波接收信号进行峭度分布计算和特征提取以得到超声波接收信号峭度分布特征；对所述超声波接收信号时频特征的集合和所述超声波接收信号峭度分布特征进行快速语义匹配的动态时频查询响应以得到超声波接收信号时频查询响应特征，并基于所述超声波接收信号时频查询响应特征,得到管线位置信息。
2.根据权利要求1所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，所述超声波发射器和所述超声波接收器布设于相同深
3.根据权利要求2所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，对所述超声波接收信号进行分解变换和信号时频特征提取以得到超声波接收信号时频特征的集合，包括：将所述超声波接收信号进行变分模态分解以得到超声波接收信号固有模态函数的集合；将所述超声波接收信号固有模态函数的集合中的各个超声波接收信号固有模态函数分别进行希尔伯特变换以得到超声波接收信号希尔伯特谱图的集合；将所述超声波接收信号希尔伯特谱图的集合中的各个超声波接收信号希尔伯特谱图分别通过基于CNN-LSTM模型的信号时频特征提取器以得到超声波接收信号时频特征向量的集合作为所述超声波接收信号时频特征的集合。
4.根据权利要求3所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，对所述超声波接收信号进行峭度分布计算和特征提取以得到超声波接收信号峭度分布特征，包括：计算所述超声波接收信号的峭度值分布图以得到超声波接收信号峭度值分布图；将所述超声波接收信号峭度值分布图通过基于MCNN网络的信号峭度分布特征提取器以得到超声波接收信号峭度分布特征向量作为所述超声波接收信号峭度分布特征。
5.根据权利要求4所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，对所述超声波接收信号时频特征的集合和所述超声波接收信号峭度分布特征进行快速语义匹配的动态时频查询响应以得到超声波接收信号时频查询响应特征，并基于所述超声波接收信号时频查询响应特征,得到管线位置信息，包括：对所述超声波接收信号时频特征向量的集合和所述超声波接收信号峭度分布特征向量进行快速语义匹配的动态时频查询响应以得到超声波接收信号时频查询响应编码向量作为所述超声波接收信号时频查询响应特征；基于所述超声波接收信号时频查询响应编码向量，得到所述管线位置信息。
6.根据权利要求5所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，对所述超声波接收信号时频特征向量的集合和所述超声波接收信号峭度分布特征向量进行快速语义匹配的动态时频查询响应以得到超声波接收信号时频查询响应编码向量作为所述超声波接收信号时频查询响应特征，包括：基于所述超声波接收信号峭度分布特征向量，从所述超声波接收信号时频特征向量的集合中确定超声波接收信号定位匹配库特征向量；基于所述超声波接收信号定位匹配库特征向量，确定超声波接收信号细粒度匹配搜索窗口；对所述超声波接收信号峭度分布特征向量和所述超声波接收信号细粒度匹配搜索窗口中的各个特征向量进行响应编码以得到所述超声波接收信号时频查询响应编码向量。
7.根据权利要求6所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，基于所述超声波接收信号峭度分布特征向量，从所述超声波接收信号时频特征向量的集合中确定超声波接收信号定位匹配库特征向量，包括：计算所述超声波接收信号峭度分布特征向量相对于所述超声波接收信号时频特征向量的集合中的各个超声波接收信号时频特征向量的交叉熵以得到超声波接收信号峭度分布-时频特征快速查询定位因子的集合；将所述超声波接收信号峭度分布-时频特征快速查询定位因子的集合中最小值对应的超声波接收信号时频特征向量作为所述超声波接收信号定位匹配库特征向量。
8.根据权利要求7所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，所述超声波接收信号细粒度匹配搜索窗口的中心位置的向量为所述超声波接收信号定位匹配库特征向量，所述超声波接收信号细粒度匹配搜索窗口中的各个超声波接收信号时频特征向量被定义为超声波接收信号细粒度查询时频特征向量。
...【技术特征摘要】
1.一种用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，包括：收集目标区域内的管线施工资料；基于所述管线施工资料，在目标管线的两侧使用水冲法成孔技术进行成孔以得到两个工作孔；在所述两个工作孔中的一个工作孔内布设超声波发射器，并在另一个工作孔内布设超声波接收器；通过所述超声波发射器发射超声波脉冲信号，并通过所述超声波接收器接收超声波接收信号；将所述超声波接收信号传输至数据处理终端进行分析以确定地下管线定位结果；其中，将所述超声波接收信号传输至数据处理终端进行分析以确定地下管线定位结果，包括：对所述超声波接收信号进行分解变换和信号时频特征提取以得到超声波接收信号时频特征的集合；对所述超声波接收信号进行峭度分布计算和特征提取以得到超声波接收信号峭度分布特征；对所述超声波接收信号时频特征的集合和所述超声波接收信号峭度分布特征进行快速语义匹配的动态时频查询响应以得到超声波接收信号时频查询响应特征，并基于所述超声波接收信号时频查询响应特征,得到管线位置信息。
2.根据权利要求1所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，所述超声波发射器和所述超声波接收器布设于相同深度。
3.根据权利要求2所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，对所述超声波接收信号进行分解变换和信号时频特征提取以得到超声波接收信号时频特征的集合，包括：将所述超声波接收信号进行变分模态分解以得到超声波接收信号固有模态函数的集合；将所述超声波接收信号固有模态函数的集合中的各个超声波接收信号固有模态函数分别进行希尔伯特变换以得到超声波接收信号希尔伯特谱图的集合；将所述超声波接收信号希尔伯特谱图的集合中的各个超声波接收信号希尔伯特谱图分别通过基于cnn-lstm模型的信号时频特征提取器以得到超声波接收信号时频特征向量的集合作为所述超声波接收信号时频特征的集合。
4.根据权利要求3所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，对所述超声波接收信号进行峭度分布计算和特征提取以得到超声波接收信号峭度分布特征，包括：计算所述超声波接收信号的峭度值分布图以得到超声波接收信号峭度值分布图；将所述超声波接收信号峭度值分布图通过基于mcnn网络的信号峭度分布特征提取器以得到超声波接收信号峭度分布特征向量作为所述超声波接收信号峭度分布特征。
5.根据权利要求4所述的用于地下管线精确定位的超声波探测方法，其特征在于，对所述超声波接收信号时频特征的集合和所述超声波接收信号峭度分布特征进行快速语义匹配的动态时频查询响应以得到超声波接收信号时频查询响应特征，并基于所述超声波接收信号时频查询响应特征,得到管线位置信息，包括：对所述超声波接收信号时频特征向量的集合和所述超声波接收信号峭度分布特征向量进行快速语义匹配的动态时频查询响应以得到超声波接收信号时频查询响应编码向量作为所述超声波接收信号时频查询响应特征；基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，王建历，肖财和，蔡小婷，干永康，覃建昌，周毅，文达麟，廖小倩，杨林，
申请(专利权)人：浙江省工程物探勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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