1.本发明涉及复杂环境探地质勘测、应急地质灾害监测领域，特别是涉及一种无人机航空地震仪。
背景技术：2.近年来基于地震台阵的地震类方法发展迅速，已广泛应用于全球区域和部分区域地球内部结构研究、地震地质灾害及油气田勘探开发。传统地震台阵布设方式均是采用人工地面布设，但是在荒漠戈壁、雪域高原等环境复杂恶劣地区，受人类生存条件和道路交通限制，地震台阵布设难度相当大，常常危及相关人员生命健康和安全。
3.大地震发生后，由于道路损坏，通信中断，地面人员很难第一时间到达震中进行准确的地震余震和滑坡等地质灾害监测。
4.现有技术中的伞降式地震仪虽然通过航空抛洒式布设取代传统的人工地面布设，突破了道路交通限制和施工环境限制，能够在荒漠戈壁、高山雪原等无人区开展地震台阵布设工作，降低了野外施工风险，但是仍然存在设备回收困难，无法及时回收投放到地面的设备的缺陷。
技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种无人机航空地震仪，达到探测数据准确性，及时回收投放到地面设备的目的。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.一种无人机航空地震仪包括：无人机主体单元以及设置在所述无人机主体单元上的挖掘掩埋单元和检波单元；所述检波单元通过伸缩组件与所述无人机主体单元连接；
8.当所述无人机主体单元飞行至指定区域时，所述挖掘掩埋单元，用于：
9.对所述指定区域进行挖掘处理，形成所述检波单元的滞留凹坑；
10.当所述滞留凹坑内存在所述检波单元时，对所述滞留凹坑进行掩埋处理；
11.当所述无人机主体单元飞离所述指定区域时，所述伸缩组件用于将所述检波单元从所述滞留凹坑中提取。
12.可选地，所述挖掘掩埋单元包括挖掘组件、布设组件和掩埋组件；
13.所述挖掘组件，用于对所述指定区域进行挖掘处理，形成所述检波单元的所述滞留凹坑；
14.所述布设组件，用于将所述检波单元放置于所述滞留凹坑中；
15.所述掩埋组件，用于当所述滞留凹坑内存在所述检波单元，对所述滞留凹坑进行掩埋处理。
16.可选地，所述挖掘掩埋单元还包括连接转盘；所述挖掘组件、所述布设组件和所述掩埋组件分别通过所述连接转盘与所述无人机主体单元连接。
17.可选地，所述挖掘组件包括：第一伸缩连接杆、无刷电机和旋挖钻头；
18.所述无刷电机与所述无人机主体单元电连接；
19.所述无刷电机通过所述第一伸缩连接杆与所述连接转盘机械连接；所述无刷电机的输出端与所述旋挖钻头连接。
20.可选地，所述布设组件包括：第二伸缩连接杆、方位角感应调节器和伸缩水平调节器；
21.所述方位角感应调节器通过所述第二伸缩连接杆与所述连接转盘机械连接，所述方位角感应调节器用于自适应调节所述检波单元的方位角；
22.所述伸缩水平调节器与所述方位感应调节器连接，所述伸缩水平调节器用于调节所述检波单元水平的水平角。
23.可选地，所述掩埋组件包括：第三伸缩连接杆和滑动控制器；
24.所述滑动控制器与所述无人机主体单元电连接；
25.所述滑动控制器通过所述第三伸缩连接杆与所述连接转盘机械连接。
26.可选地，所述伸缩组件包括：卷扬机和连接绳；
27.所述卷扬机包括固定端和延伸端，所述固定端与所述无人机主体单元相连，所述延伸端通过所述连接绳与所述检波单元软连接，所述延伸端用于将所述检波单元从所述滞留凹坑中拉出。
28.可选地，所述无人机航空地震仪还包括设置在所述无人机主体单元上的影像单元；
29.所述影像单元，用于采集地震目标区域影像；所述地震目标区域影像用于通过人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息；所述人工智能目标识别算法为基于yolo对象识别算法的地面对象检测和图像识别技术；所述指定区域的位置信息用于指引所述所述无人机主体单元飞行至所述指定区域。
30.可选地，所述无人机航空地震仪还包括中央集成控制单元；
31.所述中央集成控制单元，用于：
32.获取所述地震目标区域影像，并根据所述地震目标区域影像和所述人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息；
33.当获取到检波数据满足设定条件时，控制所述无人机主体单元上的所述伸缩组件工作；所述检波数据为所述检波单元检测所得数据。
34.本发明还提供了一种无人机航空地震仪探测方法，包括：
35.获取所述地震目标区域影像；
36.根据所述地震目标区域影像和所述人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息；
37.根据所述指定区域的位置信息，控制所述无人机主体单元飞行至所述指定区域；
38.当所述无人机主体单元飞行至所述指定区域时，控制所述无人机主体单元执行第一操作；所述第一操作为所述无人机主体单元控制挖掘掩埋单元工作的操作；所述挖掘掩埋单元工作包括对所述指定区域进行挖掘处理，以形成所述检波单元的滞留凹坑，以及当所述滞留凹坑内存在所述检波单元，对所述滞留凹坑进行掩埋处理；
39.当获取到检波数据满足设定条件时，控制所述无人机主体单元的伸缩组件工作；所述伸缩组件工作为将所述检波单元从滞留凹坑中提取出来的工作。
40.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
41.本发明提供一种无人机航空地震仪，通过所述无人机携带所述挖掘掩埋单元和所述检波单元到达指定区域时，所述挖掘掩埋单元对所述指定区域进行挖掘处理，形成所述检波单元的滞留凹坑；当所述滞留凹坑内存在所述检波单元时，对所述滞留凹坑进行掩埋处理；当所述无人机主体单元飞离所述指定区域时，所述伸缩组件用于将所述检波单元从所述滞留凹坑中提取，本发明通过无人机技术能够使检波点更精准，进而测得的检波数据更准确；且检波单元通过伸缩组件与所述无人机主体单元连接，故回收所述检波单元时更方便快捷。
附图说明
42.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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1为本发明一种无人机航空地震仪的结构框图；
44.图2为本发明连接转盘的结构示意图；
45.图3为本发明挖掘组件的结构示意图；
46.图4为本发明布设组件的结构示意图；
47.图5为本发明掩埋组件的结构主视图；
48.图6为本发明掩埋组件的结构俯视图；
49.图7为本发明伸缩组件的结构示意图；
50.图8为本发明一种无人机航空地震仪探测方法的流程示意图。
51.图中符号说明：
52.1、无人机主体单元，2、挖掘掩埋单元，3、检波单元，4、伸缩组件，5、连接转盘，6、挖掘组件，7、布设组件，8、掩埋组件，9、第一伸缩连接杆，10、无刷电机，11、旋挖钻头，12、第二伸缩连接杆，13、方位角感应调节器，14、夹持拉杆，15、防滑爪，16、伸缩水平调节器，17、第三伸缩连接杆，18、滑动控制器，19、刮土板限位器，20、刮土板，21、卷扬机，22、连接绳。
具体实施方式
53.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，所描述的实施例仅仅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做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。
54.本发明的目的是提供一种无人机航空地震仪，达到探测数据准确性，及时回收投放到地面设备的目的。
55.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
56.图1为本发明提供的一种无人机航空地震仪结构示意图。
57.如图1所示，一种无人机航空地震仪包括：无人机主体单元1以及设置在所述无人
机主体单元1上的挖掘掩埋单元2和检波单元3；所述检波单元3通过伸缩组件4与所述无人机主体单元1连接。
58.当所述无人机主体单元1飞行至指定区域时，所述挖掘掩埋单元2，用于：
59.对所述指定区域进行挖掘处理，形成所述检波单元3的滞留凹坑；
60.当所述滞留凹坑内存在所述检波单元3时，对所述滞留凹坑掩埋处理；
61.当所述无人机主体单元1飞离所述指定区域时，所述伸缩组件4用于将所述检波单元3从所述滞留凹坑中提取。
62.具体地，所述挖掘掩埋单元2包括挖掘组件6、布设组件7和掩埋组件8。
63.所述挖掘组件6，用于对所述指定区域进行挖掘处理，形成所述检波单元3的所述滞留凹坑。
64.所述布设组件7，用于将所述检波单元3放置于所述滞留凹坑中。
65.所述掩埋组件8，用于当所述滞留凹坑内存在所述检波单元3，对所述滞留凹坑进行掩埋处理。
66.进一步地，如图2所示，所述挖掘掩埋单元2还包括连接转盘5以及设置在所述连接转盘5上的伺服电机；所述挖掘组件6、所述布设组件7和所述掩埋组件8分别通过所述连接转盘5与所述无人机主体单元1连接。
67.该伺服电机通过控制所述连接转盘5旋转来调整挖掘组件6、布设组件7和掩埋组件8的位置。
68.图3为本发明挖掘组件结构示意图。如图3所示，所述挖掘组件6包括：第一伸缩连接杆9、无刷电机10和旋挖钻头11。
69.所述无刷电机10与所述无人机主体单元1电连接。
70.所述无刷电机10通过所述第一伸缩连接杆9与所述连接转盘5机械连接。所述无刷电机10的输出端与所述旋挖钻头11连接。
71.所述无刷电机10，用于为所述旋挖钻头提供电能。
72.所述旋挖钻头11，用于地表物质挖掘。
73.图4为本发明布设组件结构示意图。如图4所示，所述布设组件7包括：第二伸缩连接杆12、方位角感应调节器13和伸缩水平调节器16。
74.所述方位角感应调节器13通过所述第二伸缩连接杆12与所述连接转盘5机械连接，所述方位角感应调节器13用于自适应调节所述检波单元3的方位角。
75.所述伸缩水平调节器16与所述方位感应调节器13连接，所述伸缩水平调节器16用于调节所述检波单元3水平的水平角。
76.所述布设组件7还包括：夹持拉杆14和防滑爪15。
77.所述夹持拉杆14，一端与所述伸缩水平调节器16连接，另一端与所述方位角感应调节器13连接，用于固定所述伸缩水平调节器16。
78.所述防滑爪15，用于防止所述检波单元3滑落。
79.图5为本发明掩埋组件结构主视图，图6为本发明掩埋组件结构俯视图。如图5图6所示，所述掩埋组件8包括：第三伸缩连接杆17和滑动控制器18。
80.所述滑动控制器18与所述无人机主体单元1电连接。
81.所述滑动控制器18通过所述第三伸缩连接杆17与所述连接转盘5机械连接。
82.进一步地，所述掩埋组件8还包括：刮土板限位器19和刮土板20。
83.所述故土板限位器19，设置在所述刮土板20的周身，用于调节所述刮土板20的刮土直径。
84.所述刮土板20，用于将坑位周围的浮土收拢到所述检波单元3的坑中。
85.优选地，所述刮土板20有多个；
86.所述刮土板20的形状为三角形。
87.图7为本发明伸缩组件结构示意图。如图7所示，所述伸缩组件4包括：卷扬机21和连接绳22。
88.所述卷扬机21包括固定端和延伸端，所述固定端与所述无人机主体单元1相连，所述延伸端通过所述连接绳22与所述检波单元3软连接，所述延伸端用于将所述检波单元3从所述滞留凹坑中拉出。
89.具体地，所述无人机航空地震仪还包括：旋翼、电池等必要配件。
90.作为一种优选的实施方式，所述无人机航空地震仪还包括设置在所述无人机主体单元1上的影像单元。
91.所述影像单元，用于采集地震目标区域影像；所述地震目标区域影像用于通过人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息；所述人工智能目标识别算法为基于yolo对象识别算法的地面对象检测和图像识别技术；所述指定区域的位置信息用于指引所述所述无人机主体单元1飞行至所述指定区域。
92.作为一种优选的实施方式，所述无人机航空地震仪还包括中央集成控制单元。
93.所述中央集成控制单元，用于：
94.获取所述地震目标区域影像，并根据所述地震目标区域影像和所述人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息；
95.当获取到检波数据满足设定条件时，控制所述无人机主体单元1上的所述伸缩组件4工作；所述检波数据为所述检波单元3检测所得数据。
96.为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种无人机航空地震仪探测方法，如图8所示，包括：
97.步骤801：获取所述地震目标区域影像。
98.步骤802：根据所述地震目标区域影像和所述人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息。
99.步骤803：根据所述指定区域的位置信息，控制所述无人机主体单元1飞行至所述指定区域。
100.步骤804：当所述无人机主体单元1飞行至所述指定区域时，控制所述无人机主体单元1执行第一操作；所述第一操作为所述无人机主体单元1控制挖掘掩埋单元工作2的操作；所述挖掘掩埋单元2工作包括对所述指定区域进行挖掘处理，以形成所述检波单元3的滞留凹坑，以及当所述滞留凹坑内存在所述检波单元3，对所述滞留凹坑进行掩埋处理。
101.步骤805：当获取到检波数据满足设定条件时，控制所述无人机主体单元1的伸缩组件4工作；所述伸缩组件4工作为将所述检波单元3从滞留凹坑中提取出来的工作。
102.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
103.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
技术特征：1.一种无人机航空地震仪，其特征在于，包括：无人机主体单元以及设置在所述无人机主体单元上的挖掘掩埋单元和检波单元；所述检波单元通过伸缩组件与所述无人机主体单元连接；当所述无人机主体单元飞行至指定区域时，所述挖掘掩埋单元，用于：对所述指定区域进行挖掘处理，形成所述检波单元的滞留凹坑；当所述滞留凹坑内存在所述检波单元时，对所述滞留凹坑进行掩埋处理；当所述无人机主体单元飞离所述指定区域时，所述伸缩组件用于将所述检波单元从所述滞留凹坑中提取。2.根据权利要求1所述的一种无人机航空地震仪，其特征在于，所述挖掘掩埋单元包括挖掘组件、布设组件和掩埋组件；所述挖掘组件，用于对所述指定区域进行挖掘处理，形成所述检波单元的所述滞留凹坑；所述布设组件，用于将所述检波单元放置于所述滞留凹坑中；所述掩埋组件，用于当所述滞留凹坑内存在所述检波单元，对所述滞留凹坑进行掩埋处理。3.根据权利要求2所述的一种无人机航空地震仪，其特征在于，所述挖掘掩埋单元还包括连接转盘；所述挖掘组件、所述布设组件和所述掩埋组件分别通过所述连接转盘与所述无人机主体单元连接。4.根据权利要求3所述的一种无人机航空地震仪，其特征在于，所述挖掘组件包括：第一伸缩连接杆、无刷电机和旋挖钻头；所述无刷电机与所述无人机主体单元电连接；所述无刷电机通过所述第一伸缩连接杆与所述连接转盘机械连接；所述无刷电机的输出端与所述旋挖钻头连接。5.根据权利要求3所述的一种无人机航空地震仪，其特征在于，所述布设组件包括：第二伸缩连接杆、方位角感应调节器和伸缩水平调节器；所述方位角感应调节器通过所述第二伸缩连接杆与所述连接转盘机械连接，所述方位角感应调节器用于自适应调节所述检波单元的方位角；所述伸缩水平调节器与所述方位感应调节器连接，所述伸缩水平调节器用于调节所述检波单元水平的水平角。6.根据权利要求3所述的一种无人机航空地震仪，其特征在于，所述掩埋组件包括：第三伸缩连接杆和滑动控制器；所述滑动控制器与所述无人机主体单元电连接；所述滑动控制器通过所述第三伸缩连接杆与所述连接转盘机械连接。7.根据权利要求1所述的一种无人机航空地震仪，其特征在于，所述伸缩组件包括：卷扬机和连接绳；所述卷扬机包括固定端和延伸端，所述固定端与所述无人机主体单元相连，所述延伸端通过所述连接绳与所述检波单元软连接，所述延伸端用于将所述检波单元从所述滞留凹坑中拉出。8.根据权利要求1所述的一种无人机航空地震仪，其特征在于，还包括设置在所述无人
机主体单元上的影像单元；所述影像单元，用于采集地震目标区域影像；所述地震目标区域影像用于通过人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息；所述人工智能目标识别算法为基于yolo对象识别算法的地面对象检测和图像识别技术；所述指定区域的位置信息用于指引所述所述无人机主体单元飞行至所述指定区域。9.根据权利要求8所述的一种无人机航空地震仪，其特征在于，还包括中央集成控制单元；所述中央集成控制单元，用于：获取所述地震目标区域影像，并根据所述地震目标区域影像和所述人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息；当获取到检波数据满足设定条件时，控制所述无人机主体单元上的所述伸缩组件工作；所述检波数据为所述检波单元检测所得数据。10.一种无人机航空地震仪探测方法，其特征在于，所述无人机航空地震仪探测方法应用于权利要求9所述的无人机航空地震仪，所述无人机航空地震仪探测方法包括：获取所述地震目标区域影像；根据所述地震目标区域影像和所述人工智能目标识别算法确定指定区域的位置信息；根据所述指定区域的位置信息，控制所述无人机主体单元飞行至所述指定区域；当所述无人机主体单元飞行至所述指定区域时，控制所述无人机主体单元执行第一操作；所述第一操作为所述无人机主体单元控制挖掘掩埋单元工作的操作；所述挖掘掩埋单元工作包括对所述指定区域进行挖掘处理，以形成所述检波单元的滞留凹坑，以及当所述滞留凹坑内存在所述检波单元，对所述滞留凹坑进行掩埋处理；当获取到检波数据满足设定条件时，控制所述无人机主体单元的伸缩组件工作；所述伸缩组件工作为将所述检波单元从滞留凹坑中提取出来的工作。
技术总结本发明公开了一种无人机航空地震仪，涉及复杂环境探地质勘测、应急地质灾害监测领域。当所述无人机主体单元飞行至指定区域时，所述挖掘掩埋单元对所述指定区域进行挖掘处理，形成所述检波单元的滞留凹坑；当所述滞留凹坑内存在所述检波单元时，对所述滞留凹坑进行掩埋处理；当所述无人机主体单元飞离所述指定区域时，所述伸缩组件用于将所述检波单元从所述滞留凹坑中提取。本发明通过无人化方式达到探测数据准确性，及时回收投放到地面设备的目的。及时回收投放到地面设备的目的。及时回收投放到地面设备的目的。
技术研发人员：马振宁 王娇 钱荣毅 祁生文 马振蓉
受保护的技术使用者：中国地质大学（北京）
技术研发日：2022.05.07
技术公布日：2022/7/5
