CN110697042B - 一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统。包括：位于无人飞行器中的震源投放装置和若干个震源，以及位于地面的地震数据采集装置；其中，所述震源投放装置，用于在空中向地面投放震源；所述震源，用于在与地面碰撞时激发人工地震；所述地震数据采集装置，用于在所述震源激发人工地震时，进行地震数据采集。本发明实施例提供的地震勘探系统，通过在无人飞行器中搭载震源投放装置和若干个震源，使得震源投放装置在空中向地面投放震源，能够实现复杂地表环境传统地震勘探震源无法开展工作或激发效果差的勘探区实现震源投放，进而实现快速、高质量地震勘探地震数据采集。

Description

一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统。

背景技术

地震勘探指的是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。

在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇到介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波，由于接收到的地震波与震源特性、检波点的位置、地震波所经过的地下岩层的性质和结构有关，因此，通过对接收到的地震波进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。

在现有技术中，难以在复杂地表条件（地形起伏剧烈、交通困难和高密度植被覆盖等）传统地震勘探震源难以到达和开展工作的地区，实现快速、经济、智能化地震数据采集。因此，提出一种基于能够在复杂地表条件进行快速、经济、智能化地震数据采集的地震勘探方法成为了亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统。

第一方面，本发明实施例提供一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统，包括：

位于无人飞行器中的震源投放装置和若干个震源，以及位于地面的地震数据采集装置；其中，

所述震源投放装置，用于在空中向地面投放震源；

所述震源，用于在与地面碰撞时激发人工地震；

所述地震数据采集装置，用于在所述震源激发人工地震时，进行地震数据采集。

进一步地，所述无人飞行器为低空多旋翼无人飞行器，且所述无人飞行器中还设置有飞行控制系统、无刷电机、推进器和电子调节器；其中，

所述无刷电机与所述无人飞行器的任一机臂连接，位于所述任一机臂的上方，所述无刷电机与所述任一机臂对应的机翼连接；

所述推进器与所述任一机臂连接，位于所述任一机臂的下方；

所述无刷电机与所述电子调节器连接，所述电子调节器与所述飞行控制系统连接，所述推进器与所述电子调节器连接。

进一步地，所述无人飞行器中还设置有重量传感器和定位装置。

进一步地，所述震源投放装置，包括：

影像仪、激光测距仪、激发条件选择模块、激发点计算定位模块和投放模块；其中，

所述影像仪，用于当所述无人飞行器飞行至预设震源激发点位置对应的空中采集点位置处时，采集预设地面范围内的影像数据，并发送至所述激发条件选择模块；

所述激发条件选择模块，用于基于人工智能识别技术，根据所述影像数据，识别所述预设地面范围内的介质类型及分布区域，并根据选定的介质类型从对应的分布区域中确定目标震源激发点位置；

所述激发点计算定位模块，用于根据所述目标震源激发点位置，确定震源的空中投放点位置；

所述投放模块，用于当所述无人飞行器飞行至所述空中投放点位置处时，进行震源投放；

所述激光测距仪，用于与所述定位装置配合，为所述无人飞行器提供导航，以使得所述无人飞行器根据导航飞行至所述空中采集点位置和所述空中投放点位置。

进一步地，所述震源，包括：

壳体，所述壳体中震动传感器、定位器、计时器和无线信号发射器；其中，

所述震动传感器，用于在感知到外界震动大于预设震动阈值后，控制所述定位器记录当前位置，并控制所述计时器记录当前时间；

所述定位器，用于在记录当前位置后发送至所述无线信号发射器；

所述计时器，用于在记录当前时间后发送至所述无线信号发射器；

所述无线信号发射器，用于在接收到当前位置和当前时间后，控制所述地震数据采集装置进行地震数据采集。

进一步地，所述壳体中还设置有填充物，且所述壳体与所述填充物均为铅球质地。

进一步地，所述壳体为球状或圆饼状；其中，

壳体为球状的震源，用于激发反射波和折射波；

壳体为圆饼状的震源，用于激发面波。

进一步地，所述地震数据采集装置，包括：

无线信号接收器、地震数据接收模块和地震数据存储模块。

进一步地，还包括：

位于地面的多个无线地震仪；

每个所述无线地震仪，用于采集并存储自身对应区域内的地震数据；

所述无人飞行器中搭载有地震数据无线收集装置，所述地震数据无线收集装置，用于在所述无人飞行器沿飞行航线飞行时，依次从所述多个无线地震仪中，获取地震数据。

进一步地，所述地震数据无线收集装置，还用于在从所述多个无线地震仪中完成地震数据的获取后，将所有地震数据发送至主控制器，以使得所述主控制器得出地震勘探结果。

本发明实施例提供的一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统，通过在无人飞行器中搭载震源投放装置和若干个震源，使得震源投放装置在空中向地面投放震源，能够实现复杂地表环境传统地震勘探震源无法开展工作或激发效果差的勘探区实现震源投放，进而实现快速、高质量地震勘探地震数据采集，并且，由于无人飞行器的载重大，因此可以同时负载多个震源进行定点激发，实现高覆盖次数和快速激发，进而实现低成本高密度地震激发和地震数据采集，提高地震数据的信噪比和探测分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种无人飞行器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种地震勘探系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统的结构示意图，如图1所述，该系统包括：

位于无人飞行器1中的震源投放装置2和若干个震源3，以及位于地面4的地震数据采集装置5；其中，所述震源投放装置2，用于在空中向地面投放震源3；所述震源3，用于在与地面4碰撞时激发人工地震；所述地震数据采集装置5，用于在所述震源3激发人工地震时，进行地震数据采集。

具体地，本发明实施例提供的地震勘探系统中引入了无人飞行器1，并在无人飞行器1中搭载震源投放装置2和若干个震源3，从而使得震源投放装置2能够在空中向地面投放震源3，这样做的好处就在于能够在传统地震勘探震源无法开展工作或激发效果差的勘探区域，实现震源投放以完成震源激发，同时，在地面设置地震数据采集装置5，能够使得在震源激发的同时进行地震数据采集，保证了快速、高质量的地震数据采集。

需要说明的是，本发明实施例中的无人飞行器1为大载重且能够快速垂直起降的低空多旋翼无人飞行器，该无人飞行器1可以承载非常多的震源进行定点激发，实现高覆盖次数和快速激发，进而实现低成本高密度地震激发和地震数据采集，提高地震数据的信噪比和探测分辨率。

本发明实施例提供的系统，通过在无人飞行器中搭载震源投放装置和若干个震源，使得震源投放装置在空中向地面投放震源，能够实现复杂地表环境传统地震勘探震源无法开展工作或激发效果差的勘探区实现震源投放，进而实现快速、高质量地震勘探地震数据采集，并且，由于无人飞行器的载重大，因此可以同时负载多个震源进行定点激发，实现高覆盖次数和快速激发，进而实现低成本高密度地震激发和地震数据采集，提高地震数据的信噪比和探测分辨率。

基于上述任一实施例，本发明实施例结合附图对无人飞行器的结构进行具体说明。图2为本发明实施例提供的一种无人飞行器的结构示意图，如图2所示，所述无人飞行器为低空多旋翼无人飞行器，其中，多旋翼无人飞行器是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶旋翼飞行器。所述无人飞行器中还设置有飞行控制系统11、无刷电机12、推进器13和电子调节器；其中，所述无刷电机12与所述无人飞行器的任一机臂14连接，位于所述任一机臂14的上方，所述无刷电机12与所述任一机臂14对应的机翼15连接；所述推进器13与所述任一机臂14连接，位于所述任一机臂14的下方；所述无刷电机12与所述电子调节器连接，所述电子调节器与所述飞行控制系统11连接，所述推进器13与所述电子调节器连接。所述无人飞行器中还设置有重量传感器和定位装置。

具体地，对本实施例中提到无人飞行器的结构等进行具体说明：无刷电机12由电动机主体和驱动器组成，具有典型的机电一体化性。推进器13在船舶、航空等领域应用的较为广泛，主要是用来推动船舶、飞艇前进的。电子调节器将飞行控制系统的控制信号转变为电流信号，用于控制调节无刷电机12的转速，进而控制调节机翼15的转速。通常每个无刷电机12正常工作时电流很大，如果没有电子调节器的存在，飞行控制系统根本无法承受这样大的电流，且飞行控制系统自身也没有驱动无刷电机12的功能。

进一步地，所述无刷电机12与所述任一机臂14对应的机翼15连接，是指：在无刷电机12的上方连接有任一机臂14对应的机翼15。需要说明的是，无人飞行器的机臂和机翼是一一对应的。无刷电机12为机翼15的开启提供能量。

所述无刷电机12与所述电子调节器连接，所述电子调节器与所述飞行控制系统11连接，由电子调节器分别连接无刷电机12和飞行控制系统11，在无人飞行器解锁飞行时，来自飞行控制系统11的控制信号，通过无刷电机12控制调节机翼15的转速。

无人飞行器在进行震源投放时，无人飞行器解锁飞行，飞行控制系统11通过电子调节器控制无刷电机12，以使得机翼15开启，同时推进器13开启为无人飞行器提供推力，无人飞行器飞行至震源投放位置进行震源投放，由于推进器13的推力的作用使得本发明实施例中的基于无人飞行器的震源投放系统的载重量加大。针对现有技术中存在的无人飞行器载重量较小，垂直起降较慢的问题，设置了推进器13，在推进器13提供的推力的作用下，能够提高载重量和垂直起降速度。

电子调节器还与推进器13连接，也即，飞行控制系统11通过电子调节器控制调节推进器。

无人飞行器在进行震源投放时，无人飞行器解锁飞行，飞行控制系统11通过电子调节器控制无刷电机12，以使得机翼15开启，同时飞行控制系统11通过电子调节器控制推进器13开启为无人飞行器提供推力，无人飞行器飞行至震源投放位置进行震源投放。通过设置了推进器13与电子调节器连接，在飞行控制系统11通过电子调节器控制推进器13开启为无人飞行器提供推力的作用下，能够更好的控制无刷电机12和推进器13的转速，从而达到更好的飞行和悬停状态。

另外，在进行震源投放后，由于震源的减少使得无人飞行器的载重量减小，此时需要调节机翼15和推进器13的转速以使得无人飞行器维持最低转速。因此，本实施例在飞行控制系统11中设置有重量传感器，用于测量所述无人飞行器的重量，当所述重量传感器测量到无人飞行器的重量的变化时，飞行控制系统11通过电子调节器调节机翼15和推进器13的转速，当重量传感器测量到无人飞行器的重量的减小时，飞行控制系统11通过电子调节器调节机翼15和推进器13的转速降低。通过设置重量传感器，进而调节机翼5和推进器3的转速，能够基于最低转速运转维持无人飞行器在空中悬停，无刷电机2和推进器3的速度降低耗电量减少，以最佳省电模式顺利完成投放任务。

另外，本发明实施例中的任一机臂对应的机翼为大弧度机翼，通过设置机翼15为大弧度机翼，增加机翼上表面的弧度，有效地提升机翼15的升力，增加无人飞行器的垂直起降速度和负载重量。

基于上述任一实施例，所述震源投放装置，包括：

影像仪、激光测距仪、激发条件选择模块、激发点计算定位模块和投放模块；其中，所述影像仪，用于当所述无人飞行器飞行至预设震源激发点位置对应的空中采集点位置处时，采集预设地面范围内的影像数据，并发送至所述激发条件选择模块；所述激发条件选择模块，用于基于人工智能识别技术，根据所述影像数据，识别所述预设地面范围内的介质类型及分布区域，并根据选定的介质类型从对应的分布区域中确定目标震源激发点位置；所述激发点计算定位模块，用于根据所述目标震源激发点位置，确定震源的空中投放点位置；所述投放模块，用于当所述无人飞行器飞行至所述空中投放点位置处时，进行震源投放；所述激光测距仪，用于与所述定位装置配合，为所述无人飞行器提供导航，以使得所述无人飞行器根据导航飞行至所述空中采集点位置和所述空中投放点位置。

具体地，震源投放装置由影像仪、激光测距仪、激发条件选择模块、激发点计算定位模块和投放模块组成，在该装置中，低空多旋翼无人飞行器根据地震检波器桩号坐标（通过地面测量获取并输入无人飞行器飞行控制系统）、偏移距、炮间距、覆盖次数等地震勘探要求预设各个震源激发点坐标和激发次数。其中，偏移距是指地震激发点到最近的检波器组中心距离，炮间距指的是地震激发点间的距离，地震覆盖次数是野外按一定形式布设的地震观测系统对地下界面同一反射点进行多次重复观测的方法，其重复观测次数称为地震多次覆盖次数，偏移距、炮间距和覆盖次数根据地震观测系统实际任务需求人为设定。

震源通过震源投放装置固定在无人飞行器上；基于人工智能识别技术学习建立数学模型用于震源投放点选择，输入影像数据，输出地面介质类型并选定震源激发点位置；低空多旋翼无人飞行器利用高精度GPS定位装置和激光测距仪自动导航飞行至选定位置和高度进行震源投放，炮间距大小可根据实际应用人为调节，可以对同一地点进行多次地震激发。

以下具体说明如何确定震源投放点：

首先，无人飞行器飞行控制系统根据地震检波器桩号坐标、偏移距、炮间距和覆盖次数中的任意一种或多种，确定预设震源激发点位置，以使得无人飞行器飞行至预设震源激发点位置对应的空中采集点位置，并通过影像仪在空中采集点位置处采集预设地面范围内的影像数据。

然后，激发条件选择模块根据预设地面范围内的影像数据，建立预设地面范围内三维地表模型，并基于人工智能识别技术，根据三维地表模型，确定预设地面范围内的介质类型及每种介质类型对应的分布区域。其中，介质类型包括基岩、碎石、沙地、土壤、植被和水体中的任意一种或多种。根据选定的介质类型，在预设地面范围内确定选定的介质类型对应的分布区域，并在选定的介质类型对应的分布区域中，确定目标震源激发点位置。

随后，激发点计算定位模块根据地面目标震源激发点位置，从三维地表模型中获取对应的大地坐标，利用空中坐标投影方法，根据设定高度确定空中投放点位置。

最后，无人飞行器利用高精度GPS定位装置和激光测距仪自动导航飞行至空中投放点位置，通过投放模块进行震源投放。

以下具体说明如何确定目标震源激发点：

首先，根据选定的介质类型，在预设地面范围内确定选定的介质类型对应的分布区域；其中，预设地表范围内包括预设震源激发点位置，三维地表模型中包括预设震源激发点位置对应的第一映射位置，三维地表模型用于表征预设地表范围内的介质类型及对应的分布区域；

其次，确定分布区域的几何中心点位置，并确定第一映射位置与几何中心点位置的连线与分布区域的边界的交点，将交点作为起点，在连线指向几何中心点位置的方向上，将距离交点一个震源直径长度的点作为第二映射位置。

最后，根据第二映射位置，在预设地表范围内确定对应的目标震源激发点位置。

基于上述任一实施例，所述震源，包括：

壳体，所述壳体中震动传感器、定位器、计时器和无线信号发射器；其中，所述震动传感器，用于在感知到外界震动大于预设震动阈值后，控制所述定位器记录当前位置，并控制所述计时器记录当前时间；所述定位器，用于在记录当前位置后发送至所述无线信号发射器；所述计时器，用于在记录当前时间后发送至所述无线信号发射器；所述无线信号发射器，用于在接收到当前位置和当前时间后，控制所述地震数据采集装置进行地震数据采集。所述壳体中还设置有填充物，且所述壳体与所述填充物均为铅球质地。所述壳体为球状或圆饼状；其中，壳体为球状的震源，用于激发反射波和折射波；壳体为圆饼状的震源，用于激发面波。

具体地，低空多旋翼无人飞行器搭载震源可以在指定位置进行震源投放，震源落地时会与地面产生强烈的碰撞，进而激发人工地震。根据地震勘探实际应用，要求震源的能够产生不同地震波的地震激发效果，并实现地震数据采集与地震激发同步。

为了保证震源激发与地震数据采集的同步，本发明实施例提供的震源包括壳体，其壳体中设置有震动传感器、定位器、计时器以及信号发射器。其中，震动传感器为能够感知外界震动大小的仪器，当其感知到的外界震动大于预设震动阈值时，控制定位器和计时器开始工作。

需要说明的是，预设震动阈值根据实际情况设定，只要当震动传感器感知到的外界震动大于预设震动阈值，则认为震源与地面发生碰撞也即激发了人工地震。

若震动传感器感知到的外界震动大于预设震动阈值，则向定位器和计时器发送第一控制信号来控制定位器和计时器开始工作。可以理解的是，若定位器和计时器只有在高电平下才开始工作，则第一控制信号可以为高电平信号，此处仅为第一控制信号的一种示例，本发明实施例对其具体内容不作限定。

定位器开始工作，指的是记录其自身当前所处的位置，可以理解的是，由于定位器位于震源中，因此，定位器的当前位置也可以认为是震源的当前位置，也即，震源落地的位置。

同样地，计时器开始工作，指的是记录当前时间，也即震源落地的时间。

当定位器获得当前位置后，将其发送给信号发射器，当计时器获得当前时间后，将其发送给信号发射器。

信号发射器接收到定位器发送的当前位置信息和当前时间信息后，控制地面的地震数据采集装置进行地震数据采集。需要说明的是，信号发射器通过向地面的地震数据采集装置发送第二控制信号来控制地面的地震数据采集装置开始工作。可以理解的是，若地面的地震数据采集装置只有在高电平下才开始工作，则第二控制信号可以为高电平信号，此处仅为第二控制信号的一种示例，本发明实施例对其具体内容不作限定。

另外，信号发射器，还用于在接收到当前位置信息和当前时间信息后，向地面的地震数据采集装置发送当前位置信息和当前时间信息，以使得地面的地震数据采集装置对当前位置信息和当前时间信息进行存储。

具体地，信号发射器不仅向地面的地震数据采集装置发送使其开始工作的第二控制信号，还向其发送定位器采集到的当前位置以及计时器记录的当前时间。这样做的好处在于能够使得地面的地震数据采集装置中存储更丰富的地震勘探相关数据，为了后期的数据整理即勘探分析做准备。

震源的壳体中设置有震动传感器、定位器、计时器和信号发射器，而在壳体内除去上述仪器之外的其他空隙，还设置有填充物，在本发明实施例中，将填充物以及壳体均优选为铅球质地的材料。这样做的好处在于，增加整个震源的重量，使得其与地面的碰撞更加激励，进而产生更好的激发效果，得到更准确的勘探结果。

由于不同形状的震源在与地面发生碰撞时，能够产生不同类型的地震波，因此，在本发明实施例中，可以将其形状根据不同的勘探要求进行不同的设置。例如，将震源的壳体设置为球状，以激发反射波和折射波，又例如，将震源的壳体设置为圆饼状，以激发面波。需要说明的是，球状和圆饼状仅为壳体形状的两种示例，本发明实施例对壳体形状不作具体限定。

本发明实施例提供的震源，通过在其壳体内设置震动传感器、定位器、计时器和信号发射器，能够使得在震源与地面发生碰撞也即激发了人工地震时，产生一系列信号以最终控制地面的地震数据采集装置进行地震数据采集，从而保证了震源激发与地震数据采集的同步进行，进而保证了地震勘探结果的准确性。

进一步地，在地震数据采集完成后，根据震源中的GPS定位仪对震源进行定位，确定其当前位置进行人工回收，实现重复使用。

基于上述任一实施例，本发明实施例提供的地震数据采集装置包括：

无线信号接收器、地震数据接收模块和地震数据存储模块。

基于上述任一实施例，本发明实施例提供的系统，还包括：

位于地面的多个无线地震仪；每个所述无线地震仪，用于采集并存储自身对应区域内的地震数据；所述无人飞行器中搭载有地震数据无线收集装置，所述地震数据无线收集装置，用于在所述无人飞行器沿飞行航线飞行时，依次从所述多个无线地震仪中，获取地震数据。所述地震数据无线收集装置，还用于在从所述多个无线地震仪中完成地震数据的获取后，将所有地震数据发送至主控制器，以使得所述主控制器得出地震勘探结果。

具体地，在本发明实施例中，地面还设置有多个无线地震仪，低空多旋翼无人飞行器根据定位装置按照规划飞行航线，在低空中自动导航飞行至无线地震仪位置上方，通过搭载的地震数据无线收集装置与无线地震仪自动连接并进行数据传输和储存，然后自动导航飞行至下一无线地震仪位置进行数据收集，依次连接直到最后一个无线地震仪数据收集结束后回到出地面站位置，将收集到的数据复制备份，实现空地一体化数据收集，可有效提高工作效率降低工作成本，且可以有效避免人为因素导致遗漏情况的发生。

以下具体说明飞行航线的确定过程：

首先，输入无线地震仪坐标数据：将实际布设测线上的无线地震仪坐标数据传输至无人飞行器飞控系统；

然后，计算地表起伏曲线：沿测线方向依次连接各个无线地震仪坐标点，利用有限差分和最小二乘法对连线进行拟合，计算提取地表起伏曲线；

随后，计算飞行路径曲线：利用克里金插值和平滑滤波方法对地面切割剧烈、峰谷尖锐的地表起伏曲线进行处理，获取最大化平滑、能够满足安全性和高精度测量需求的飞行路径曲线，以减少无人飞行器飞行中的连续起伏变化，确保测量安全。

然后，计算控制航点三维空间坐标：根据无人飞行器爬升率和下滑率等自身约束条件以及航点控制原则，从飞行曲线中抽取路径控制航点，并利用峰值检索方法来调整爬升率和下滑率调，假定无人飞行器的爬升率和下滑率近似相等，设定爬升率阈值，当某两个航点连线的斜率绝对值大于爬升率时，线性插值增加航点或调整航点位置，当所有相邻测点连线的斜率均小于阈值后调整结束，获取控制航点。爬升率调整可以有效降低地表高程的梯度，以保证无人飞行器在该测线沿地形起伏飞行时能够安全越障。最后，并根据飞行曲线拟合结果获取控制航点的三维空间坐标数据；

最后，生成飞行航线：将计算所得控制航点坐标和无线地震仪坐标，利用飞行控制系统生成飞行航线。

作为一个优选实施例，本发明实施例结合附图对地震勘探系统进行进一步说明。图3为本发明实施例提供的一种地震勘探系统的结构示意图，如图3所示，该系统包括：

无人飞行器，搭载于其中的震源投放装置、震源和地震数据无线收集装置；位于地面的地震数据采集装置和无线地震仪（未示出）。

无人飞行器中还设置有飞行控制系统、无刷电机、推进器、电子调节器、重量传感器和GPS定位装置。

震源投放装置中包括影像仪、激光测距仪、激发条件选择模块、激发点计算定位模块和投放模块。

震源中包括震动传感器、GPS定位器、计时器和无线信号发射器。

地震数据采集装置中包括无线信号接收器、地震数据接收模块和地震数据存储模块。

由于上述各功能模块已在上述实施例中详细说明，因此此处不再进行赘述。

综上所述，本发明实施例提供的地震勘探系统，改进点概述如下：

通过对电机、电子调节器进行改进，有效提高无人飞行器的垂直起降速度和负载重量，优化悬停省电模式。

通过震源投放装置基于影像仪和人脸世界系统根据地面介质的实际情况自动选择震源激发点，根据高精度GPS定位装置和激光测距仪自动导航飞行至选定震源激发位置上方，利用投放装置精确投放震源，可实现在不同地点进行高效快速的地震激发，并且可以对同一地点进行多次地震激发，通过对其激发的地震数据进行采集可以实现对地下信息的多尺度快速综合探测，提高地震数据质量，降低了数据处理的失误和解释中的多解性；通过改变投放高度和投放震源质量可以快速改变震源激发能量，通过多次叠加以提高地震数据的信噪比，实现低成本大能量的地震激发，同时实现复杂地形区域大深度勘探。

通过在震源中集成了震动传感器、GPS定位器、计时器、无线信号发射器，与地面的地震数据采集装置相结合，可以实现震源激发同步地震数据采集和存储，且根据其GPS定位位置对震源进行人工回收实现重复使用。

综上所述，本发明实施例提供的地震勘探系统具有如下有益效果：

利用低空多旋翼无人飞行器投放震源采集速度快，施工周期短，震源激发受地表环境的影响小，能够克服起伏剧烈地形和植被高覆盖地区难以激发地震波的限制，降低人力物力消耗；

综合影像仪、人工智能识别技术、自动投放装置、高精度GPS定位装置和激光测距仪，能够实现全局控制，提高投放精度准确落地，减少施工环节中的失误；

低空多旋翼无人飞行器具有灵活机动性，可以实现对不同地点进行高效快速地震激发，并且可以对同一地点进行多次地震激发，实现低成本、大深度、高效率探测复杂地形地区地下信息，且极大地提高了探测质量。

利用低空多旋翼无人飞行器系统投放震源可以实现低空行进式地震激发，获得的数据量大，空间采样率高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统，其特征在于，包括：

位于无人飞行器中的震源投放装置和若干个震源，以及位于地面的地震数据采集装置；其中，

所述震源投放装置，用于在空中向地面投放震源；

所述震源，用于在与地面碰撞时激发人工地震；所述震源，包括：

壳体；

所述地震数据采集装置，用于在所述震源激发人工地震时，进行地震数据采集；

无线信号发射器，用于在接收到当前位置和当前时间后，控制所述地震数据采集装置进行地震数据采集；

定位器，用于在记录当前位置后发送至所述无线信号发射器；

计时器，用于在记录当前时间后发送至所述无线信号发射器；

震动传感器，用于在感知到外界震动大于预设震动阈值后，控制所述定位器记录当前位置，并控制所述计时器记录当前时间；

所述无人飞行器为低空多旋翼无人飞行器，且所述无人飞行器中还设置有飞行控制系统、无刷电机、推进器和电子调节器；其中，所述无刷电机与所述无人飞行器的任一机臂连接，位于所述任一机臂的上方，所述无刷电机与所述任一机臂对应的机翼连接；所述推进器与所述任一机臂连接，位于所述任一机臂的下方；所述无刷电机与所述电子调节器连接，所述电子调节器与所述飞行控制系统连接，所述推进器与所述电子调节器连接；所述无人飞行器中还设置有重量传感器和定位装置。

2.根据权利要求1所述的地震勘探系统，其特征在于，所述震源投放装置，包括：

影像仪、激光测距仪、激发条件选择模块、激发点计算定位模块和投放模块；其中，

所述影像仪，用于当所述无人飞行器飞行至预设震源激发点位置对应的空中采集点位置处时，采集预设地面范围内的影像数据，并发送至所述激发条件选择模块；

所述激发条件选择模块，用于基于人工智能识别技术，根据所述影像数据，识别所述预设地面范围内的介质类型及分布区域，并根据选定的介质类型从对应的分布区域中确定目标震源激发点位置；

所述激发点计算定位模块，用于根据所述目标震源激发点位置，确定震源的空中投放点位置；

所述投放模块，用于当所述无人飞行器飞行至所述空中投放点位置处时，进行震源投放；

所述激光测距仪，用于与所述定位装置配合，为所述无人飞行器提供导航，以使得所述无人飞行器根据导航飞行至所述空中采集点位置和所述空中投放点位置。

3.根据权利要求1所述的地震勘探系统，其特征在于，所述壳体中还设置有填充物，且所述壳体与所述填充物均为铅球质地。

4.根据权利要求1所述的地震勘探系统，其特征在于，所述壳体为球状或圆饼状；其中，

壳体为球状的震源，用于激发反射波和折射波；

壳体为圆饼状的震源，用于激发面波。

5.根据权利要求1所述的地震勘探系统，其特征在于，所述地震数据采集装置，包括：

无线信号接收器、地震数据接收模块和地震数据存储模块。

6.根据权利要求1所述的地震勘探系统，其特征在于，还包括：

位于地面的多个无线地震仪；

每个所述无线地震仪，用于采集并存储自身对应区域内的地震数据；

所述无人飞行器中搭载有地震数据无线收集装置，所述地震数据无线收集装置，用于在所述无人飞行器沿飞行航线飞行时，依次从所述多个无线地震仪中，获取地震数据。

7.根据权利要求6所述的地震勘探系统，其特征在于，所述地震数据无线收集装置，还用于在从所述多个无线地震仪中完成地震数据的获取后，将所有地震数据发送至主控制器，以使得所述主控制器得出地震勘探结果。

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