[發明專利]基于數字序列和時間反轉的結構沖擊區域圖像報警方法

有效

• 申請號: 201310048298.9
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103149383A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 邱雷;袁慎芳;錢偉峰;梅寒飛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01P15/00
• 分類號: G01P15/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種基于數字序列和時間反轉的結構沖擊區域圖像報警方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）根據沖擊監測系統獲得數字序列陣列，估計沖擊響應信號陣列的頻率帶寬；

（2）采用正弦調制窄帶信號構造數字序列陣列對應的沖擊響應特征信號陣列；

（3）基于構造的沖擊響應特征信號陣列，采用相位合成時間反轉聚焦成像方法對沖擊事件發生的位置進行搜索成像；

（4）根據得到的圖像，基于誤差橢圓方法判別沖擊事件發生的區域。

2.根據權利要求1所述的基于數字序列和時間反轉的結構沖擊區域圖像報警方法，其特征在于，步驟（1）中沖擊響應信號陣列的頻率帶寬的估計方法，包括如下步驟：

?設由個通道的數字序列組成數字序列陣列，計算單個通道的數字序列中每個上升沿所對應的信號頻率，表達式如下，其中表示第個通道的數字序列中第個上升沿的持續時間：

?；

?取上升沿所對應的信號頻率中的最小值作為單個通道數字序列對應的沖擊響應信號的頻率估計結果，表達式如下，其中表示第個通道的數字序列中含有的上升沿個數：

；

?取個通道的數字序列對應的沖擊響應信號的頻率中的最小值作為沖擊響應信號陣列的頻率帶寬下限估計結果，取個通道的數字序列對應的沖擊響應信號的頻率中的平均值作為沖擊響應信號陣列的頻率帶寬上限估計結果，表達式如下：

，；

?最終得到沖擊響應信號陣列的頻率帶寬估計結果[，]，所述為大于零的自然數。

3.根據權利要求1所述的基于數字序列和時間反轉的結構沖擊區域圖像報警方法，其特征在于，所述步驟（2）用于構造數字序列陣列對應的沖擊響應特征信號陣列的正弦調制窄帶信號的中心頻率、周期數、時間t的取值范圍：至，時間間隔為，其中F_s為采集數字序列的采樣率。

4.根據權利要求1所述的基于數字序列和時間反轉的結構沖擊區域圖像報警方法，其特征在于，在所述步驟（3）的相位合成時間反轉聚焦成像過程中，沖擊響應特征信號陣列在監測區域中的搜索位置(x,?y)處的時間反轉相位合成信號的計算表達式如下：

其中，表示第個通道的數字序列對應的沖擊響應特征信號的能量包絡，表示沖擊信號的傳播速度，表示信號被采樣的時間長度，表示信號傳播距離。

5.根據權利要求1所述的基于數字序列和時間反轉的結構沖擊區域圖像報警方法，其特征在于，所述步驟（4）基于誤差橢圓方法判別沖擊事件發生的區域的方法如下：

?首先找到沖擊區域圖像的像素值矩陣中，像素值最大值點對應的坐標為(,)，并設定閾值；

?其次找出像素值矩陣中像素值大于等于設定閾值的像素值點對應的坐標(,)，共計個坐標點，為像素值大于等于設定閾值的像素值總點數；

?然后計算這個坐標點與坐標(,)的橫縱坐標的均方差，表達式如下：

，；

?最后以坐標(,)為中心，橫軸長2，縱軸長2畫出誤差橢圓，以該誤差橢圓圍城的區域作為最終的沖擊事件報警區域。