[發明專利]一種用聲學成像確定沖擊位置的方法

無效

• 申請號: 200580050098.0
• 申請日: 2005-04-13
• 公開（公告）號: CN101198861A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 羅斯·基里·英
• 申請（專利權）人: 傳感器公司
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G01N29/44;G01N29/46;G01N29/50;G01N29/06;G06F3/033;G06K11/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 羅朋

技術領域

本發明涉及一種確定物體上沖擊位置的方法以及使用此方法的裝置。

背景技術

一種現有的確定沖擊位置的方法是基于聲學成像。根據該方法，一個物體的表面被分成如同一個陣列的M個區域，另有N個聲學傳感器固定在這個表面上。每個聲學傳感器i用來接收由物體表面上的一個沖擊所生成的聲學信號，然后將一個感應到的信號s_i(t)傳輸至處理器。

對于陣列中的每個區域k，該感應信號s_i(t)被延遲一個時間延遲補償τ_ik，然后被相加得到P_k。該時間延遲補償τ_ik是根據區域k和傳感器i的各自位置決定的。如圖1a所示，如果該感應信號s_i(t)被正確延遲，例如，如果沖擊發生于區域k中，延遲信號則為同向的，而P_k會得到一個脈沖波形。反之如圖1b所示，如果該感應信號s_i(t)沒有被正確延遲，例如，如果沖擊未發生于區域k中，P_k的波形很寬且其最大值也低。這樣，對于陣列中的每個區域k，P_k的最大值都被計算，因此形成一個沖擊的聲波圖像。通過對P_k的比較就可以確定表面上沖擊的位置。

然而，在使用這種方法時，如果時間起始點并沒有被正確定義，就會導致了處理器的同步問題。繼而確定沖擊位置的產生就會的失敗。此外，這種方法的準確性還依賴于沖擊信號的形狀，尤其是沖擊信號的持續時間。所以，沖擊信號持續時間越長，準確性就越低。

本發明的目的是提供一種確定沖擊位置的方法，其準確性不依賴于沖擊信號的波形。

本發明的另一個目的是提供一種確定沖擊位置的可靠的方法。

發明內容

本發明提出一種確定表面上沖擊位置的方法，所述表面包括N個聲學傳感器和M個確定區域，N大于等于3，所述沖擊產生一個聲學信號，每個傳感器i接收所述聲學信號并將一個感應信號s_i(t)傳送至處理器。所述方法包括以下步驟：

(a)計算P個互相關乘積

Pij(ω)=Si(ω)·Sj*(ω)]]>其中，

S_i(ω)是傳感器i所感應到的信號s_i(t)的傅立葉變換；

S_j(ω)是傳感器j所感應到的信號s_j(t)的傅立葉變換；

*是復共軛算子；

(b)計算所述P_ij(ω)的P個傅立葉反變換p_ij′(u)；

(c)對于每個區域k，計算P_k(u)＝∑p′_ij(u-τ_ijk)以及P_k(u)的一個特征值，其中τ_ijk是一個基于區域k及傳感器i和j各自位置的確定值。

(d)尋找k₀，其中，當k≠k₀時，P_k0(u)的特征值大于相應的P_k(u)的特征值。

在本發明的方法的不同實施例中，至少使用下列特征中的一個：

-傅立葉反變化p_ij′(u)等于