CN117968543B - 一种激光式沉渣厚度测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于数据测量、地质工程技术领域，提出了一种激光式沉渣厚度测量方法及系统，具体为：首先布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪；接着从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组；其次根据透浊征组计算获得泥浆偏析度；最后利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警；泥浆偏析度是根据不同沉渣样本的透浊征组进行的量化计算，有效量化了因化学反应或者沉降现象导致沉渣样本浊度和透明度产生的变化和钻孔底部泥浆沉渣的位置分布之间的关联性，提高了泥浆偏析度量化的稳定性和合理性，对实际工程场景中提高沉渣厚度测量的精确度、加强钻孔质量、提升工程施工效率以及保证工程施工安全性起到重要作用。
Description
技术领域
本发明属于数据测量、地质工程技术领域，具体涉及一种激光式沉渣厚度测量方法及系统。
背景技术
在灌注桩的钻孔过程中，泥浆沉渣的累积会影响工程质量和安全；传统的沉渣厚度测量方法，如使用尺子或声波测距技术，存在着准确性低和环境适应性低的缺点，由于地质状况不同，在复杂地质条件下可能会出现钻孔底部的泥浆沉渣分布不均匀，从而导致传统的沉渣厚度测量方法得到的结果不够精确，致使延缓后续的灌注桩施工和降低钻孔的质量；为了提高沉渣厚度测量的精确度，现有技术通常采用激光测距仪或者三维激光扫描技术和声波测距技术觉和对沉渣厚度进行精确测量，通过激光测距仪或者三维激光扫描技术测量从钻孔顶部到底部的总深度，再利用声波测距技术确定泥浆沉渣底部位置，最后获得沉渣厚度；两者结合的方法有效提高了沉渣厚度测量的精确度，但是在实际应用过程中，泥浆浑浊度存在不确定性，尤其在泥浆浑浊度高的情况下，因为激光测距仪或者三维激光扫描技术的激光束是与测量物体之间作用的，如果激光测距仪或者三维激光扫描技术使用的激光束的波长恰好能被相应透明度和浑浊度的泥浆所吸收或者散射，即激光功率和波长选择与沉渣本身光学性质的匹配性不足，从而导致激光测距仪或者三维激光扫描技术的测量激光束无法准确的到达泥浆沉渣的表面而是穿透泥浆沉渣，最后致使测量的精确性明显下降；因此亟须一种激光式沉渣厚度测量方法的来保证沉渣厚度测量数据的稳定性和精确性。
发明内容
本发明的目的在于提出一种激光式沉渣厚度测量方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种激光式沉渣厚度测量方法，所述方法包括以下步骤：
S100，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪；
S200，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组；
S300，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度；
S400，利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警。
进一步地，在步骤S100中，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪的方法是：激光式沉渣厚度测量场景包括钻孔、泥浆沉渣、浊度计、塞氏盘、激光扫描仪以及采样器；其中激光扫描仪为激光三维扫描仪，用于构建钻孔的三维图像；采样器为沉积物采样器、抓斗式采样器、管式采样器或者泵吸式采样器中的一种，通过采样器获取泥浆沉渣的样本。
其中泥浆沉渣是一种由细小的颗粒组成的沉积物，它的主要成分通常包括黏土和细砂，其中黏土的粒径小于0.004毫米，细砂的粒径在0.0625至0.004毫米之间。
进一步地，在步骤S200中，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组的方法是：设定一个时段作为测量间隔FWDS，FWDS∈[30,120]秒，每隔FWDS时长标记一个时刻作为测次，每个测次计算一次透浊征组：通过连续取样技术从采样器同时获取若干份等体积的泥浆沉渣并作为沉渣样本，对各个沉渣样本使用浊度计和塞氏盘分别测量获得泥浆浊度和泥浆透明度，其中泥浆浊度指的是沉渣样本的浊度，泥浆透明度指的是沉渣样本的透明度；将各个沉渣样本的泥浆透明度的算术平均值作为透性测值，将各个沉渣样本的浊度的极差值作为浊度距离，合并透性测值和浊度距离构建成二元组作为透浊征组。
进一步地，在步骤S300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法是：设定一个时间段作为全析区间SWDS，设其取值范围为SWDS∈[3,7]分钟；把一个透浊征组下的透性测值与浊度距离的比值记为对应测次的透浊量，将SWDS时间段内各个测次下的透浊量构成序列记作透浊序列DTLs，若一个元素为透浊序列的极大值则把该元素对应测次记为高浊型点，若一个元素为透浊序列的极小值则把该元素对应测次记为低浊型点；
将任一测次逆时间搜索获得的首个高浊型点和低浊型点分别作为该测次的高浊上溯点和低浊上溯点；把透浊序列中各高浊型点下透浊量的平均值与各低浊型点下透浊量的平均值作差，将所得差值与该序列的偏态系数的乘积记为浊偏量TbvD，以j1作为测次的序号，根据高浊型点和低浊型点计算获得透浊序列中第j1个测次的浆浊态征量Tcsj1：Tcsj1＝exp(HtUnsj1-DTLs(j1))/exp(DTLs(j1)-LtUns j1)；其中exp()代表以e为底的指数函数，Hat和LAt分别代表高浊型点和低浊型点的透浊量，DTLs(j1)代表透浊序列中第j1个元素，HtUnsj1和LtUns j1分别代表第j1个测次的高浊上溯点和低浊上溯点；
将各个测次的浆浊态征量构建一个序列记为浆浊态序列TcsL，把该序列各元素的调和平均值记为浊征水平TeV，将浆浊态序列中大于等于浊征水平的元素写入一个序列记作高偏浊征序列SatL,根据透浊序列、浆浊态序列和高偏浊征序列计算当前测次的子泥浆偏析度sMaL，其计算方法为：
其中，j2为累加变量，DTLspr代表当前测次的透浊量，即透浊序列中的首个元素；TcsL(j2)代表浆浊态序列中第j2个元素所属测次的浆浊态征量，SatL(j2)代表高偏浊征序列中第j2个元素，nst代表高偏浊征序列中元素的数量，ds<>为极差函数。其中当前测次的透浊量即透浊序列中的首个元素，极差函数的返回结果为调用序列中最大值与最小值之差；
由于上述泥浆明析水平的计算依赖于浆浊态征量的数据波动，有效量化了沉渣样本反映的泥浆沉渣的浊度和透明度的浮动与当前激光扫描仪采用激光功率和波长选择之间匹配程度，但这种运算方式难以体现透性测值与浊度距离的内联性，进而对透浊量与浊度距离的数据跟随及动态变化定位不精确，使得下一步对透浊序列及浆浊态序列的数据进行分级筛选与计算存在孤立性的问题，难以全面考虑数据之间的二维关系，然而现有技术无法解决透浊量的对浊度距离的敏感度不足的问题，泥浆明析水平使用的适应场景更广，所以本发明提出了一个更优选的方案。
进一步地，在步骤S300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法是：设定一个时间段作为全析区间SWDS，设其取值范围为SWDS∈[5,10]分钟；提取当前SWDS时间段内各个测次对应透性测值构成透性测值序列，设定一个变量作为回溯度CBL，CBL的取值范围为[10，20]个，以任一测次及其前CBL个测次作为其积厚分析区间MAI；若任一测次无法获取其前CBL个测次，则该测次不具有积厚分析区间MAI，即忽略透性测值序列末端数据；若一个测次无法构成积厚分析区间则将其忽略，即对后续计算忽略该测次；
在当前SWDS时段内，获得各透浊征组中分别提取透性测值和浊度距离，并分别构成透性测值序列MdtLpm和浊度距离序列MdtLTd，将任一测次对应积厚分析区间内透性测值的平均值和极差分别记为该测次的回溯均度Pev和回溯偏态Tdm，当一个测次的透性测值积高于回溯均度则把该测次记为透险点，否则记为非透险点；分别将各透险点和各非透险点的透性测值写入一个序列记作透险序列AmS和非透险序列NAmS；以AmS[.]代表透险序列中的元素，以NAmS[.]代表非透险序列中的元素，
以i1作为测次的序号，其取值范围为i1∈[1,SWDS.L]，SWDS.L为序列MdtLpm的长度；计算第i1个测次的透险积值PsAi1，其中MdtLPm(i1)代表透性测值序列中第i1个元素，以EasV与ENasV分别代表AmS和NAmS的平均值；
对任一测次，在浊度距离序列中从该测次开始同时按时间顺序与逆时间顺序进行搜索，当该测次为透险点，则将搜索获得的首个大于该测次的极大值记为该测次的高浊距值HtdV，若顺时间顺序与逆时间顺序双向搜索同时获得一个大于等于该元素的极大值，则对获得的两个极大值进行比较，并取较大值作为该元素对应测次的高浊距值；
否则将搜索获得的首个小于该测次的极小值记为该测次的基浊距值BtdV；若顺时间顺序与逆时间顺序双向搜索同时获得一个小于等于该元素的极小值，则对获得的两个极小值进行比较，并取较小值作为该元素对应测次的基浊距值BtdV；
根据高浊距值与基浊距值，计算在第i1个测次的浊透距值TtD，其计算方法为：
其中MdtLTd(i1)代表浊度距离序列中第i1个元素，exp()为以e为底数的指数函数；HtdVi1和BtdVi1分别为第i1个测次的高浊距值和基浊距值，与/>分别为HtdVi1与BtdVi1对应的测次；两个测次之间的差值即该两个测次之间测次的数量；
根据透险积值和浊透距值，计算泥浆偏析度MaL，其计算方法为：
其中DOP为透性散度，i2和i3为累加变量，avg{}为平均值函数，nIs与nTs分别为透险序列与非透险序列中元素的数量，MdtLpm(i1)与MdtLTd(i1)分别为透性测值序列与浊度距离序列中第i1个元素，AmS[i2]为透险序列中第i2个元素，NAmS[i3]为非透险序列中第i3个元素，PsAi1和TtDi1分别代表第i1个测次的透险积值和浊透距值，Tdmi1代表透性测值序列中第i1个测次的回溯偏态，hs<>为调和平均值函数，sigmoid()为激活函数。
有益效果：泥浆偏析度是根据同一测次下多个沉渣样本的浊度和透明度进行的量化计算，通过对连续时段下透浊征组进行横向对比，有效量化了因化学反应或者沉降现象影响下，沉渣样本反映的泥浆沉渣的浊度和透明度所存在的浮动，与当前激光扫描仪采用激光功率和波长选择之间匹配的稳定性，通过降低存在泥浆沉渣分布不均匀导致样本质量偏颇风险的样本权重，从而提高泥浆偏析度量化的精确性，为设定适当功率的激光扫描仪进行钻孔扫描成像形成可靠的数理支撑。
进一步地，在步骤S400中，利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警的方法是：将任一测次的泥浆偏析度与激光扫描仪激光束采用的波长构成二元组记作波长偏析组，将任一测次的泥浆偏析度与激光扫描仪激光束采用的功率构成二元组记作功率偏析组，将钻孔过程中各个测次对应波长偏析组与功率偏析组分别构成波长偏析空间和功率偏析空间，将当前测次的波长偏析组在波长偏析空间中的标准分记为波长偏析度，将当前测次的功率偏析组在功率偏析空间中的标准分记为功率偏析度，设定标准分阈值为ZSDp,ZSDp的默认区间为[－1.96,+1.96]；若当前测次的波长偏析度或者功率偏析度超出标准分阈值，则定义当前测次出现测值偏差风险，向客户端发送测值偏差风险提示，并将对应波长偏析度和功率偏析度发送到客户端，发出测值偏差风险提示代表激光扫描仪的测量值精确度不足。
优选地，其中，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值。
本发明还提供了一种激光式沉渣厚度测量系统，所述一种激光式沉渣厚度测量系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种激光式沉渣厚度测量方法中的步骤，所述一种激光式沉渣厚度测量系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
场景布置单元，用于布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪；
数据测量单元，用于从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组；
析度计量单元，用于根据透浊征组计算获得泥浆偏析度；
仪器调整单元，用于利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警。
本发明的有益效果为：本发明提供一种激光式沉渣厚度测量方法及系统，量化了泥浆偏析度，泥浆偏析度是根据不同沉渣样本的透浊征组进行的量化计算，通过对连续时段下透浊征组进行横向对比，有效量化了因化学反应或者沉降现象导致沉渣样本浊度和透明度产生的变化和钻孔底部泥浆沉渣的位置分布之间的关联性，化学反应和沉降现象致使泥浆沉渣中不同物质实时运动，降低了因泥浆沉渣分布不均匀导致样本质量过低位置的权重，从而提高了泥浆偏析度量化的稳定性和合理性，为设定适当功率的激光扫描仪进行钻孔扫描成像提供了可靠的数理支撑，对实际工程场景中提高沉渣厚度测量的精确度、加强钻孔质量、提升工程施工效率以及保证工程施工安全性起到辅助性的作用。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，在附图中：
图1所示为一种激光式沉渣厚度测量方法的流程图；
图2所示为一种激光式沉渣厚度测量系统结构图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示为一种激光式沉渣厚度测量方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种激光式沉渣厚度测量方法，所述方法包括以下步骤：
S100，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪；
S200，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组；
S300，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度；
S400，利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警。
进一步地，在步骤S100中，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪的方法是：激光式沉渣厚度测量场景包括钻孔、泥浆沉渣、浊度计、塞氏盘、激光扫描仪以及采样器；其中激光扫描仪为激光三维扫描仪，用于构建钻孔的三维图像；采样器为泵吸式采样器中的一种，通过采样器获取泥浆沉渣的样本。
进一步地，在步骤S200中，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组的方法是：设定一个时段作为测量间隔FWDS，FWDS设定为30秒，每隔FWDS时长标记一个时刻作为测次，每个测次计算一次透浊征组：通过采样器同时获取若干份等体积的泥浆沉渣并作为沉渣样本，对各个沉渣样本使用浊度计和塞氏盘分别测量获得泥浆浊度和泥浆透明度，将各个沉渣样本的泥浆透明度的算术平均值作为透性测值，将各个沉渣样本的浊度的极差值作为浊度距离，合并透性测值和浊度距离构建成二元组作为透浊征组。
进一步地，在步骤S300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法是：设定一个时间段作为全析区间SWDS，取值为3分钟；把一个透浊征组下的透性测值与浊度距离的比值记为对应测次的透浊量，将SWDS时间段内各个测次下的透浊量构成序列记作透浊序列DTLs，若一个元素为透浊序列的极大值则把该元素对应测次记为高浊型点，若一个元素为透浊序列的极小值则把该元素对应测次记为低浊型点；
将任一测次逆时间搜索获得的首个高浊型点和低浊型点分别作为该测次的高浊上溯点和低浊上溯点；把透浊序列中各高浊型点下透浊量的平均值与各低浊型点下透浊量的平均值作差，将所得差值与该序列的偏态系数的乘积记为浊偏量TbvD，以j1作为测次的序号，根据高浊型点和低浊型点计算获得透浊序列中第j1个测次的浆浊态征量Tcsj1：Tcsj1＝exp(HtUnsj1-DTLs(j1))/exp(DTLs(j1)-LtUnsj1)；其中exp()代表以e为底的指数函数，Hat和LAt分别代表高浊型点和低浊型点的透浊量，DTLs(j1)代表透浊序列中第j1个元素，HtUnsj1和LtUns j1分别代表第j1个测次的高浊上溯点和低浊上溯点；
将各个测次的浆浊态征量构建一个序列记为浆浊态序列TcsL，把该序列各元素的调和平均值记为浊征水平TeV，将浆浊态序列中大于等于浊征水平的元素写入一个序列记作高偏浊征序列SatL,根据透浊序列、浆浊态序列和高偏浊征序列计算当前测次的子泥浆偏析度sMaL，其计算方法为：
其中，j2为累加变量，DTLspr代表当前测次的透浊量，TcsL(j2)代表浆浊态序列中第j2个元素所属测次的浆浊态征量，SatL(j2)代表高偏浊征序列中第j2个元素，nst代表高偏浊征序列中元素的数量，ds<>为极差函数。其中当前测次的透浊量即透浊序列中的首个元素，极差函数的返回结果为调用序列中最大值与最小值之差；
进一步地，在步骤S300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法是：设定一个时间段作为全析区间SWDS，设其取值范围为SWDS为5分钟；提取当前SWDS时间段内各个测次对应透性测值构成透性测值序列，设定一个变量作为回溯度CBL，CBL的取值为10个，以任一测次及其前CBL个测次作为其积厚分析区间MAI；
在当前SWDS时段内，获得各透浊征组中分别提取透性测值和浊度距离，并分别构成透性测值序列MdtLpm和浊度距离序列MdtLTd，将任一测次对应积厚分析区间内透性测值的平均值和极差分别记为该测次的回溯均度Pev和回溯偏态Tdm，当一个测次的透性测值积高于回溯均度则把该测次记为透险点，否则记为非透险点；分别将各透险点和各非透险点的透性测值写入一个序列记作透险序列AmS和非透险序列NAmS；
以i1作为测次的序号，计算第i1个测次的透险积值PsAi1，其中MdtLPm(i1)代表透性测值序列中第i1个元素，以EasV与ENasV分别代表AmS和NAmS的平均值；
对任一测次，在浊度距离序列中从该测次开始同时按时间顺序与逆时间顺序进行搜索，当该测次为透险点，则将搜索获得的首个大于该测次的极大值记为该测次的高浊距值HtdV，否则将搜索获得的首个小于该测次的极小值记为该测次的基浊距值BtdV；
根据高浊距值与基浊距值，计算在第i1个测次的浊透距值TtD，其计算方法为：
其中MdtLTd(i1)代表浊度距离序列中第i1个元素，exp()为以e为底数的指数函数；HtdVi1和BtdVi1分别为第i1个测次的高浊距值和基浊距值，与/>分别为HtdVi1与BtdVi1对应的测次；
根据透险积值和浊透距值，计算泥浆偏析度MaL，其计算方法为：
其中DOP为透性散度，i2和i3为累加变量，avg{}为平均值函数，nIs与nTs分别为透险序列与非透险序列中元素的数量，MdtLpm(i1)与MdtLTd(i1)分别为透性测值序列与浊度距离序列中第i1个元素，AmS[i2]为透险序列中第i2个元素，NAmS[i3]为非透险序列中第i3个元素，PsAi1和TtDi1分别代表第i1个测次的透险积值和浊透距值，Tdmi1代表透性测值序列中第i1个测次的回溯偏态，hs<>为调和平均值函数，sigmoid()为激活函数。
进一步地，在步骤S400中，利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警的方法是：将任一测次的泥浆偏析度与激光扫描仪激光束采用的波长构成二元组记作波长偏析组，将任一测次的泥浆偏析度与激光扫描仪激光束采用的功率构成二元组记作功率偏析组，将钻孔过程中各个测次对应波长偏析组与功率偏析组分别构成波长偏析空间和功率偏析空间，将当前测次的波长偏析组在波长偏析空间中的标准分记为波长偏析度，将当前测次的功率偏析组在功率偏析空间中的标准分记为功率偏析度，设定标准分阈值为ZSDp,ZSDp的区间为[－1.96,+1.96]；若当前测次的波长偏析度或者功率偏析度超出标准分阈值，则定义当前测次出现测值偏差风险，向客户端发送测值偏差风险提示，并将对应波长偏析度和功率偏析度发送到客户端。当波长偏析度超出标准分阈值则对激光扫描仪的波长设定进行调校，若功率偏析度超出标准分阈值则对激光扫描仪的功率设定进行调校。
本发明的实施例提供的一种激光式沉渣厚度测量系统，如图2所示为本发明的一种激光式沉渣厚度测量系统结构图，该实施例的一种激光式沉渣厚度测量系统包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种激光式沉渣厚度测量方法实施例中的步骤。
所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
场景布置单元，用于布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪；
数据测量单元，用于从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组；
析度计量单元，用于根据透浊征组计算获得泥浆偏析度；
仪器调整单元，用于利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警。
所述一种激光式沉渣厚度测量系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种激光式沉渣厚度测量系统，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种激光式沉渣厚度测量系统的示例，并不构成对一种激光式沉渣厚度测量系统的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种激光式沉渣厚度测量系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种激光式沉渣厚度测量系统运行系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种激光式沉渣厚度测量系统可运行系统的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种激光式沉渣厚度测量系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。
Claims (6)
1.一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪；
S200，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组；
S300，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度；
S400，利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警；
其中在步骤S300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法是：设定一个时间段作为全析区间SWDS，设其取值范围为SWDS∈[3,7]分钟；把一个透浊征组下的透性测值与浊度距离的比值记为对应测次的透浊量，将SWDS时间段内各个测次下的透浊量构成序列记作透浊序列DTLs，若一个元素为透浊序列的极大值则把该元素对应测次记为高浊型点，若一个元素为透浊序列的极小值则把该元素对应测次记为低浊型点；
将任一测次逆时间搜索获得的首个高浊型点和低浊型点分别作为该测次的高浊上溯点和低浊上溯点；把透浊序列中各高浊型点下透浊量的平均值与各低浊型点下透浊量的平均值作差，将所得差值与该序列的偏态系数的乘积记为浊偏量TbvD，以j1作为测次的序号，根据高浊型点和低浊型点计算获得透浊序列中第j1个测次的浆浊态征量Tcsj1：Tcsj1＝exp(HtUnsj1-DTLs(j1))/exp(DTLs(j1)-LtUnsj1)；其中exp()代表以e为底的指数函数，Hat和LAt分别代表高浊型点和低浊型点的透浊量，DTLs(j1)代表透浊序列中第j1个元素，HtUnsj1和LtUns j1分别代表第j1个测次的高浊上溯点和低浊上溯点；
将各个测次的浆浊态征量构建一个序列记为浆浊态序列TcsL，把该序列各元素的调和平均值记为浊征水平TeV，将浆浊态序列中大于等于浊征水平的元素写入一个序列记作高偏浊征序列SatL,根据透浊序列、浆浊态序列和高偏浊征序列计算当前测次的子泥浆偏析度sMaL，其计算方法为：
；
其中，j2为累加变量，DTLspr代表当前测次的透浊量，TcsL(j2)代表浆浊态序列中第j2个元素所属测次的浆浊态征量，SatL(j2)代表高偏浊征序列中第j2个元素，nst代表高偏浊征序列中元素的数量，ds<>为极差函数。
2.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤S100中，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪的方法是：激光式沉渣厚度测量场景包括钻孔、泥浆沉渣、浊度计、塞氏盘、激光扫描仪以及采样器；其中激光扫描仪为激光三维扫描仪，用于构建钻孔的三维图像；采样器为沉积物采样器、抓斗式采样器、管式采样器或者泵吸式采样器中的一种，通过采样器获取泥浆沉渣的样本。
3.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤S200中，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组的方法是：设定一个时段作为测量间隔FWDS，FWDS∈[30,120]秒，每隔FWDS时长标记一个时刻作为测次，每个测次计算一次透浊征组：通过采样器同时获取若干份等体积的泥浆沉渣并作为沉渣样本，对各个沉渣样本使用浊度计和塞氏盘分别测量获得泥浆浊度和泥浆透明度，将各个沉渣样本的泥浆透明度的算术平均值作为透性测值，将各个沉渣样本的浊度的极差值作为浊度距离，合并透性测值和浊度距离构建成二元组作为透浊征组。
4.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤S300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法可替换为：设定一个时间段作为全析区间SWDS，设其取值范围为SWDS∈[5,10]分钟；提取当前SWDS时间段内各个测次对应透性测值构成透性测值序列，设定一个变量作为回溯度CBL，CBL的取值范围为[10，20]个，以任一测次及其前CBL个测次作为其积厚分析区间MAI；
在当前SWDS时段内，获得各透浊征组中分别提取透性测值和浊度距离，并分别构成透性测值序列MdtLpm和浊度距离序列MdtLTd，将任一测次对应积厚分析区间内透性测值的平均值和极差分别记为该测次的回溯均度Pev和回溯偏态Tdm， 当一个测次的透性测值积高于回溯均度则把该测次记为透险点，否则记为非透险点；分别将各透险点和各非透险点的透性测值写入一个序列记作透险序列AmS和非透险序列NAmS；
以i1作为测次的序号，计算第i1个测次的透险积值PsAi1，；其中MdtLPm(i1)代表透性测值序列中第i1个元素，以EasV与ENasV分别代表AmS和NAmS的平均值；
对任一测次，在浊度距离序列中从该测次开始同时按时间顺序与逆时间顺序进行搜索，当该测次为透险点，则将搜索获得的首个大于该测次的极大值记为该测次的高浊距值HtdV，否则将搜索获得的首个小于该测次的极小值记为该测次的基浊距值BtdV；根据高浊距值与基浊距值计算在第i1个测次的浊透距值，再根据透险积值和浊透距值计算当前的泥浆偏析度。
5.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤S400中，利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警的方法是：将任一测次的泥浆偏析度与激光扫描仪激光束采用的波长构成二元组记作波长偏析组，将任一测次的泥浆偏析度与激光扫描仪激光束采用的功率构成二元组记作功率偏析组，将钻孔过程中各个测次对应波长偏析组与功率偏析组分别构成波长偏析空间和功率偏析空间，将当前测次的波长偏析组在波长偏析空间中的标准分记为波长偏析度，将当前测次的功率偏析组在功率偏析空间中的标准分记为功率偏析度，设定标准分阈值为ZSDp,ZSDp的默认区间为[－1.96,＋1.96]；若当前测次的波长偏析度或者功率偏析度超出标准分阈值，则定义当前测次出现测值偏差风险，向客户端发送测值偏差风险提示，并将对应波长偏析度和功率偏析度发送到客户端。
6.一种激光式沉渣厚度测量系统，其特征在于，所述一种激光式沉渣厚度测量系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5中任一项所述的一种激光式沉渣厚度测量方法中的步骤，所述一种激光式沉渣厚度测量系统运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心的计算设备中。
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