基于3D-UNet的多谱图像融合定位方法

作     者：赵飞飞 邵亚璐 刘晓佳 闫昕蕾 韩焱 ZHAO Fei-fei;SHAO Ya-lu;LIU Xiao-jia;YAN Xin-lei;HAN Yan

作者机构：中北大学信息探测与处理山西省重点实验室太原030051 中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 

出 版 物：《工程爆破》 (Engineering Blasting)

年 卷 期：2023年第29卷第2期

页      面：129-136页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然基金青年科学基金资助项目(61901419) 

主　　题：图像融合 3D-UNet 震源定位 VMD 

摘      要：针对地下浅层地层结构复杂、地面获取的爆炸波振动信号波形混叠、频散严重,采用逆时偏移方法震源成像模糊、震源定位精度低的问题,将图像融合引入震源定位中,提出了一种基于3D-UNet的多谱图像融合定位方法。首先,对传感器采集到的信号通过变分模态分解(VMD)进行多频主成分分解,通过逆时聚焦成像方法形成多谱能量场;之后,将多谱能量场作为3D-UNet的输入,并结合注意力机制进行多谱能量场对应系数的自适应调整,通过梯度下降法使网络输出最大值位置逼近真实震源位置,生成融合网络模型。实验验证表明,本文方法相比于基于VMD多谱图像融合定位方法定位精度更高,且均方根误差在0.5 m以内。