[發(fā)明專利]基于支持向量機(jī)的油管缺陷定量識(shí)別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310117485.8
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN103196356A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙江;王斌;蹇清平;艾志久
• 申請（專利權(quán)）人: 克拉瑪依市金牛工程建設(shè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01B7/00
• 分類號(hào): G01B7/00;G06F19/00
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標(biāo)事務(wù)所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯建武

1.一種基于支持向量機(jī)的油管缺陷定量識(shí)別方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行：第一步，在試樣油管上制作具有不同尺寸的人工缺陷試樣并記錄尺寸；第二步，獲取人工缺陷試樣的漏磁信號(hào)；第三步，提取人工缺陷試樣的表征缺陷幾何尺寸大小的漏磁信號(hào)特征量；第四步，建立人工缺陷試樣數(shù)據(jù)集；第五步，建立人工缺陷試樣定量識(shí)別數(shù)學(xué)模型；第六步，當(dāng)需要進(jìn)行現(xiàn)場待識(shí)別油管缺陷的定量識(shí)別時(shí)，先通過磁傳感器獲取現(xiàn)場待識(shí)別油管缺陷的漏磁信號(hào)，然后提取現(xiàn)場待識(shí)別油管表征缺陷幾何尺寸大小的漏磁信號(hào)特征量，經(jīng)歸一化到0-1之間后代入人工缺陷試樣定量識(shí)別數(shù)學(xué)模型中進(jìn)行計(jì)算得到現(xiàn)場待識(shí)別油管缺陷的幾何尺寸值，從而實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場待識(shí)別油管缺陷的定量識(shí)別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于支持向量機(jī)的油管缺陷定量識(shí)別方法，其特征在于第二步中，獲取人工缺陷試樣的漏磁信號(hào)的方法為：首先對人工缺陷試樣進(jìn)行飽和磁化，然后通過磁傳感器勻速掃描方式掃描人工缺陷試樣上不同尺寸和類型的缺陷，并使磁傳感器與人工缺陷試樣的垂直距離保持不變，從而獲取對應(yīng)人工缺陷試樣的漏磁信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于支持向量機(jī)的油管缺陷定量識(shí)別方法，其特征在于第三步中，提取人工缺陷試樣的表征缺陷幾何尺寸大小的漏磁信號(hào)特征量的方法為：對第二步中獲取的不同人工缺陷試樣的漏磁信號(hào)進(jìn)行去噪處理后，通過現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)對處理后的漏磁信號(hào)進(jìn)行分析，提取各種時(shí)域和頻域中表征該漏磁信號(hào)的特征量，通過對這些特征量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最后選出五個(gè)最能反映不同人工缺陷試樣幾何尺寸大小的特征量即：漏磁信號(hào)在時(shí)域中的相鄰峰谷間的長度值、相鄰峰谷間的高度值、相鄰峰谷信號(hào)間的面積值，在頻域中的缺陷信號(hào)的信息熵、小波分解特征量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于支持向量機(jī)的油管缺陷定量識(shí)別方法，其特征在于第四步建立人工缺陷試樣數(shù)據(jù)集的方法如下：將每一個(gè)人工缺陷試樣的幾何尺寸和該幾何尺寸對應(yīng)的檢測漏磁信號(hào)特征量進(jìn)行組合，表示為????????????????????????????????????????????????，其中表示第個(gè)人工缺陷試樣對應(yīng)的漏磁信號(hào)特征量，其中：時(shí)域中的相鄰峰谷間的長度值、相鄰峰谷間的高度值、相鄰峰谷信號(hào)間的面積值，頻域中的缺陷信號(hào)的信息熵、小波分解特征量五個(gè)量分別用、、、、表示，即=5，表示第個(gè)人工缺陷試樣的幾何尺寸值，最后將所有人工缺陷試樣的幾何尺寸及其提取的漏磁信號(hào)特征量按這種方式進(jìn)行組合，最終所建立的個(gè)人工缺陷試樣數(shù)據(jù)集表示為。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于支持向量機(jī)的油管缺陷定量識(shí)別方法，其特征在于第五步中建立人工缺陷試樣定量識(shí)別數(shù)學(xué)模型采用支持向量回歸機(jī)算法建立缺陷定量識(shí)別的數(shù)學(xué)模型，該缺陷定量識(shí)別數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)優(yōu)化模型表達(dá)式1為：

????

其中表示核函數(shù)，這里取高斯徑向基核函數(shù)，表示從漏磁信號(hào)中提取的五個(gè)漏磁信號(hào)特征量，表示對應(yīng)人工缺陷試樣的幾何尺寸，表示人工缺陷試樣用幾個(gè)參數(shù)來表示幾何尺寸大小，表示人工缺陷試樣樣本數(shù)據(jù)集個(gè)數(shù)，、為引入的拉格朗日乘子，為偏置項(xiàng)，為回歸殘差，C為懲罰系數(shù)，將第四步中建立的人工缺陷試樣樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行歸一化到0-1之間后代入到該優(yōu)化模型中，結(jié)合留一交叉驗(yàn)證法并應(yīng)用粒子群優(yōu)化算法確定模型的參數(shù)，最后對該模型進(jìn)行求解得到參數(shù)、、的具體值，從而得到該缺陷定量評(píng)價(jià)的具體支持向量回歸模型的表達(dá)式2為：

??????????????????????（2）

其中表示從人工缺陷試樣待識(shí)別幾何尺寸缺陷的漏磁信號(hào)中提取的五個(gè)特征量，表示通過該模型求得人工缺陷試樣的幾何尺寸大小，表示高斯徑向基核函數(shù)，、表示引入的拉格朗日乘子，表示偏置項(xiàng)，表示人工缺陷試樣樣本數(shù)據(jù)集個(gè)數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于支持向量機(jī)的油管缺陷定量識(shí)別方法，其特征在于第六步中當(dāng)需要對現(xiàn)場待識(shí)別油管缺陷的定量識(shí)別時(shí)，先通過磁傳感器獲取現(xiàn)場待識(shí)別油管缺陷的漏磁信號(hào)，并進(jìn)行去噪處理后提取第三步中指定的該漏磁信號(hào)的五個(gè)特征量，將其進(jìn)行歸一化到0-1之間后代入支持向量回歸模型表達(dá)式2中進(jìn)行計(jì)算，最后得到的值再經(jīng)過反歸一化計(jì)算即為現(xiàn)場待識(shí)別油管缺陷的幾何尺寸值，從而實(shí)現(xiàn)了對該缺陷的定量識(shí)別。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于支持向量機(jī)的油管缺陷定量識(shí)別方法，其特征在于人工缺陷試樣的形狀為孔形或槽形。