CN106249275A - 地震采集自动布线系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种地震采集自动布线系统和方法。该系统可以包括：多个无线定位单元，多个无线定位单元的坐标位置作为采集区域的基准坐标位置，并且多个无线定位单元的坐标位置的外接多边形包围采集区域；主控单元，其基于基准坐标位置建立采集区域，并且基于采集区域设计自动布线单元的运行路线；以及自动布线单元，其基于运行路线进行自动布线，其中，主控单元被配置为根据自动布线单元的坐标位置和采集区域内的障碍物的坐标位置，引导自动布线单元绕开障碍物。

Description

地震采集自动布线系统和方法

技术领域

本发明涉及地震勘探与开发领域，更具体地，涉及一种地震采集自动布线系统和方法。

背景技术

在对矿产、油气、页岩油气及煤层气的地震勘探与开发领域，在陆上地震采集项目中通常利用人工采集布线。目前的陆上地震采集项目，尤其是在变面元的高精度大道数观测系统施工方案中，需要组织大规模的施工队伍(上千人)，其中大部分是临时征召人员，对于施工人员的组织管理、操作培训、生活保障都相当繁琐和困难，随着人力资源等成本的不断提高，陆上地震采集项目的资金花费逐年攀升。

发明人发现，由于有经验的临时工人较少，上岗前培训不足等，导致在人工采集施工中往往达不到施工设计要求，使得采集到的地震资料品质不高，影响后期的处理与解释工作。因此，开发一种能够精准定位的地震采集自动布线系统和方法是非常有必要的。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种地震采集自动布线方法和系统，其能够精准定位采集区域，设计施工路线并自动布线以完成采集布线。

根据本发明的一方面，提出了一种地震采集自动布线系统，所述系统可以包括：多个无线定位单元，多个无线定位单元的坐标位置作为采集区域的基准坐标位置，并且多个无线定位单元的坐标位置的外接多边形包围采集区域；主控单元，其基于基准坐标位置建立采集区域，并且基于采集区域设计自动布线单元的运行路线；以及自动布线单元，其基于运行路线进行自动布线，其中，主控单元被配置为根据自动布线单元的坐标位置和采集区域内的障碍物的坐标位置，引导自动布线单元绕开障碍物。

根据本发明的另一方面，提出了一种地震采集自动布线方法，所述方法可以包括以下步骤：接收多个无线定位单元的坐标位置作为采集区域的基准坐标位置，并且多个无线定位单元的坐标位置的外接多边形包围采集区域；基于基准坐标位置建立采集区域，并且基于采集区域设计自动布线单元的运行路线；基于运行路线控制自动布线单元进行自动布线；以及根据自动布线单元的坐标位置和采集区域内的障碍物的坐标位置，引导所述自动布线单元绕开障碍物。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明的示例性实施方案进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明的示例性实施方案中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是示出了根据本发明的示例性实施方案的地震采集自动布线系统的示意图。

图2是示出了根据本发明的实施方案的自动布线单元在自动布线时规避障碍物的示意图。

图3是示出了根据本发明的示例性实施方案的自动布线单元在自动布线时规避障碍物的逻辑图。

图4是示出了根据本发明的示例性实施方案的地震采集自动布线方法的步骤的框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方案。虽然附图中显示了本发明的优选实施方案，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方案所限制。相反，提供这些实施方案是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施方案1

图1是示出了根据本发明的示例性实施方案的地震采集自动布线系统的示意图。

在该实施方案中，根据本发明的地震采集自动布线系统可以包括：多个无线定位单元101，多个无线定位单元101的坐标位置作为采集区域的基准坐标位置，并且多个无线定位单元101的坐标位置的外接多边形包围采集区域104；主控单元103，其基于基准坐标位置建立采集区域104，并且基于采集区域104设计自动布线单元102的运行路线；以及自动布线单元102，其基于运行路线进行自动布线，其中，主控单元103被配置为根据自动布线单元102的坐标位置和采集区域内的障碍物的坐标位置，引导自动布线单元102绕开障碍物。。

该实施方案通过无线定位单元101、主控单元103以及自动布线单元102来定位采集区域，设计施工路线并自动布线以完成采集布线，实现了精准定位的地震采集自动布线。

无线定位单元

在一个示例中，可以将多个无线定位单元101的坐标位置作为采集区域的基准坐标位置。可通过卫星定位技术实现对所述多个无线定位单元的坐标位置的定位。在一个示例中，无线定位单元101可配置为能够定位自身坐标位置，并能够将自身坐标位置作为基准坐标位置传送给主控单元103。例如，无线定位单元101可以包括定位器和控制处理模块。其中，定位器可以是卫星授时仪，比如GPS授时仪或北斗授时仪等。定位器可通过现有的通过卫星定位技术(比如GPS定位技术等)实现对所述多个无线定位单元1的坐标位置的定位。控制处理模块可以控制定位器的输入和输出，从而获取当前坐标位置，并可以将当前坐标位置等发送给主控单元103。然而本领域技术人员应理解，无线定位单元的结构不限于此，无线定位单元101也可不包括对自身进行定位的定位器，而是通过基于图像获取的卫星定位技术进行定位。

在一个示例中，可以用多个无线定位单元101的坐标位置的外接多边形包围采集区域104。

在一个示例中，可以在采集区域104内增加一个或多个无线定位单元101来增强信号。

主控单元

在一个示例中，主控单元103可以基于多个无线定位单元101的基准坐标位置建立采集区域104，并且基于采集区域104设计自动布线单元102的运行路线。

在一个示例中，基于采集区域104设计自动布线单元102的运行路线可通过本领域技术人员已知的现有技术手段来实现。例如，主控单元103可以具有设备控制与数据处理服务器和数据传输模块，设备控制与数据处理服务器可以控制整套采集设备的采集软件，数据传输模块可以与无线定位单元101和自动布线单元102进行数据交换,从而使得主控单元103可以基于多个无线定位单元101的坐标位置建立采集区域104，可以基于采集区域104设计自动布线单元102的运行路线，并可以检查各个设备的连接状态。其中，主控单元103与无线定位单元101和自动布线单元102之间的数据传输可以使用TD-LTE数据传输，也可以使用基于TCP\IP协议的局域网络数据传输。但应当理解，本发明的数据传输方式并不局限于此，而是可以使用本领域技术人员已知的任何数据传输方式。

在一个示例中，主控单元103可以加载已完成的施工设计，并在所述施工设计的基础上设计自动布线单元102的运行路线。施工设计的加载和运行路线的设计可以利用本领域技术人员已知的手段来实现。其中，主控单元103可以被配置为根据自动布线单元102的坐标位置和采集区域内的障碍物105的坐标位置，引导自动布线单元102绕开障碍物105。在实际的运行路线中，可以存在许多障碍物，如房屋、池塘等。这些地方既无法布线，也无法让自动布线单元102通行。因此，可以根据自动布线单元102的坐标位置和采集区域内的障碍物的坐标位置，设计运行路线以引导自动布线单元102能够在自动布线时规避障碍物。

图2是示出了根据本发明的实施方案的自动布线单元在自动布线时规避障碍物的示意图，并且图3是示出了根据本发明的示例性实施方案的自动布线单元在自动布线时规避障碍物的逻辑图。

在一个示例中，主控单元103可以被配置为：对已建立的采集区域构建虚拟的矩形网格；将障碍物轮廓构建为包围障碍物105的规则轮廓，将规则轮廓所覆盖的网格节点标记为障碍物节点；以及在自动布线单元102在行进中遇到障碍物节点时，引导自动布线单元102绕开所述障碍物节点。其中可以利用建立的采集区域104构建一个虚拟的矩形网格，网格的纵、横间隔之一可以为地震采集中的线距离，另一个可以为道距离。可以将障碍物105的轮廓构建为包围障碍物的规则轮廓，将所述规则轮廓所覆盖的网格节点标记为障碍物节点。例如，对于单个不规则形状的障碍物，可以构建一个刚好包围该障碍物的规则轮廓；对于多个边缘距离小于预定数量网格节点的障碍物，可以合并构建一个规则轮廓等，其中规则轮廓可以限定为矩形或正方形等形状。

参考图3，在一个示例中，引导自动布线单元102在自动布线时规避障碍物节点可以包括如下步骤：步骤301，确定自动布线单元102所在的X轴初始坐标(x(mark))和Y轴初始坐标(y(mark))，并使自动布线单元102沿X轴前进方向移动(x(n)＝x(n-1))，其中，X轴垂直于Y轴，x(n)为自动布线单元102的当前X轴坐标，并且n>0；步骤302，当X轴前进方向上的下一节点为障碍物节点时，使自动布线单元102改为沿Y轴第一方向移动(y(n)＝y(n+1))，其中，y(n)为自动布线单元102的当前Y轴坐标，并且n>0，直到自动布线单元102的X轴前进方向上的下一节点不是障碍物节点，再使自动布线单元102改为沿X轴前进方向移动(x(n)＝x(n-1))；步骤303，在自动布线单元102改为沿X轴前进方向移动后，当自动布线单元102的Y轴第二方向上的下一节点不是障碍物节点时，使自动布线单元102改为沿Y轴第二方向移动(y(n)＝y(n-1))，直到自动布线单元102的Y轴坐标回到所述Y轴初始坐标(y(mark))；步骤304，在自动布线单元102的Y轴坐标回到所述Y轴初始坐标后，使自动布线单元102改为沿X轴前进方向移动(x(n)＝x(n-1))。如上所述，可以引导自动布线单元102在自动布线时规避障碍物节点。

自动布线单元

在一个示例中，自动布线单元102基于运行路线进行自动布线可通过本领域技术人员已知的现有技术手段来实现。例如，自动布线单元102可以通过轮式载重车或负重仿生机器人等搭载电源站、交叉站、采集站和检波器等地震采集设备，基于从主控单元103获得的运行路线以及坐标位置和实时时间信息，自动布线单元102控制轮式载重车或负重仿生机器人按运行路线自动行进，并在定位点自动放置地震采集设备。

在一个示例中，当自动布线机所装载的采集设备用完时或燃料消耗完毕，可自动到指定地点(比如补给中心106)进行补给。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施方案的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施方案的有益效果，并不意在将本发明的实施方案限制于所给出的任何示例。

实施方案2

图4是示出了根据本发明的示例性实施方案的地震采集自动布线方法的步骤的框图。

在该实施方案中，根据本发明的地震采集自动布线方法可以包括以下步骤：步骤401，接收多个无线定位单元的坐标位置作为采集区域的基准坐标位置，并且多个无线定位单元的坐标位置的外接多边形包围采集区域；步骤402，基于基准坐标位置建立采集区域，并且基于采集区域设计自动布线单元的运行路线；步骤403基于运行路线控制自动布线单元进行自动布线；以及步骤404，根据自动布线单元的坐标位置和采集区域内的障碍物的坐标位置，引导所述自动布线单元绕开障碍物。

该实施方案通过无线定位单元定位，建立采集区域，设计施工路线并自动布线以完成采集布线，实现了精准定位的地震采集自动布线。

在一个示例中，根据本发明的地震采集自动布线方法可以进一步包括：对已建立的采集区域构建虚拟的矩形网格；将障碍物轮廓构建为包围障碍物的规则轮廓，将规则轮廓所覆盖的网格节点标记为障碍物节点；以及在自动布线单元在行进中遇到障碍物节点时，引导自动布线单元绕开所述障碍物节点。

在一个示例中，引导所述自动布线单元绕开障碍物节点可以包括：确定所述自动布线单元所在的X轴初始坐标和Y轴初始坐标，并使所述自动布线单元沿X轴前进方向移动，其中X轴垂直于Y轴；当所述X轴前进方向上的下一节点为障碍物节点时，使所述自动布线单元改为沿Y轴第一方向移动，直到所述自动布线单元的所述X轴前进方向上的下一节点不是障碍物节点，再使所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动；在所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动后，当所述自动布线单元的Y轴第二方向上的下一节点不是障碍物节点时，使所述自动布线单元改为沿Y轴第二方向移动，直到所述自动布线单元的Y轴坐标回到所述Y轴初始坐标；在所述自动布线单元的Y轴坐标回到所述Y轴初始坐标后，使所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动。

在一个示例中，可以通过卫星定位技术实现对多个无线定位单元的坐标位置的定位。

在一个示例中，可以在采集区域内增加一个或多个无线定位单元来增强信号。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施方案的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施方案的有益效果，并不意在将本发明的实施方案限制于所给出的任何示例。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种地震采集自动布线系统，所述系统包括：

多个无线定位单元，所述多个无线定位单元的坐标位置作为采集区域的基准坐标位置，并且所述多个无线定位单元的坐标位置的外接多边形包围采集区域；

主控单元，其基于所述基准坐标位置建立采集区域，并且基于所述采集区域设计自动布线单元的运行路线；以及

自动布线单元，其基于所述运行路线进行自动布线，

其中，主控单元被配置为根据自动布线单元的坐标位置和采集区域内的障碍物的坐标位置，引导所述自动布线单元绕开障碍物。

2.根据权利要求1所述的地震采集自动布线系统，其中，主控单元被配置为：

对已建立的采集区域构建虚拟的矩形网格；

将障碍物轮廓构建为包围所述障碍物的规则轮廓，将所述规则轮廓所覆盖的网格节点标记为障碍物节点；以及

在所述自动布线单元在行进中遇到障碍物节点时，引导所述自动布线单元绕开所述障碍物节点。

3.根据权利要求2所述的地震采集自动布线系统，其中，引导所述自动布线单元绕开障碍物节点包括：

确定所述自动布线单元所在的X轴初始坐标和Y轴初始坐标，并使所述自动布线单元沿X轴前进方向移动，其中X轴垂直于Y轴；

当所述X轴前进方向上的下一节点为障碍物节点时，使所述自动布线单元改为沿Y轴第一方向移动，直到所述自动布线单元的所述X轴前进方向上的下一节点不是障碍物节点，再使所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动；

在所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动后，当所述自动布线单元的Y轴第二方向上的下一节点不是障碍物节点时，使所述自动布线单元改为沿Y轴第二方向移动，直到所述自动布线单元的Y轴坐标回到所述Y轴初始坐标；

在所述自动布线单元的Y轴坐标回到所述Y轴初始坐标后，使所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动。

4.根据权利要求1所述的地震采集自动布线系统，其中，通过卫星定位技术实现对所述多个无线定位单元的坐标位置的定位。

5.根据权利要求1所述的地震采集自动布线系统，其中，在采集区域内增加一个或多个无线定位单元来增强信号。

6.一种地震采集自动布线方法，所述方法包括以下步骤：

接收多个无线定位单元的坐标位置作为采集区域的基准坐标位置，并且所述多个无线定位单元的坐标位置的外接多边形包围采集区域；

基于所述基准坐标位置建立采集区域，并且基于所述采集区域设计自动布线单元的运行路线；

基于所述运行路线控制自动布线单元进行自动布线；以及

根据自动布线单元的坐标位置和采集区域内的障碍物的坐标位置，引导所述自动布线单元绕开障碍物。

7.根据权利要求6所述的地震采集自动布线方法，其中，所述方法进一步包括：

对已建立的采集区域构建虚拟的矩形网格；

将障碍物轮廓构建为包围所述障碍物的规则轮廓，将所述规则轮廓所覆盖的网格节点标记为障碍物节点；以及

在所述自动布线单元在行进中遇到障碍物节点时，引导所述自动布线单元绕开所述障碍物节点。

8.根据权利要求7所述的地震采集自动布线方法，其中，引导所述自动布线单元绕开障碍物节点包括：

确定所述自动布线单元所在的X轴初始坐标和Y轴初始坐标，并使所述自动布线单元沿X轴前进方向移动，其中X轴垂直于Y轴；

当所述X轴前进方向上的下一节点为障碍物节点时，使所述自动布线单元改为沿Y轴第一方向移动，直到所述自动布线单元的所述X轴前进方向上的下一节点不是障碍物节点，再使所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动；

在所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动后，当所述自动布线单元的Y轴第二方向上的下一节点不是障碍物节点时，使所述自动布线单元改为沿Y轴第二方向移动，直到所述自动布线单元的Y轴坐标回到所述Y轴初始坐标；

在所述自动布线单元的Y轴坐标回到所述Y轴初始坐标后，使所述自动布线单元改为沿X轴前进方向移动。

9.根据权利要求6所述的地震采集自动布线方法，其中，通过卫星定位技术实现对所述多个无线定位单元的坐标位置的定位。

10.根据权利要求6所述的地震采集自动布线方法，其中，在采集区域内增加一个或多个无线定位单元来增强信号。