[發明專利]一種振動信號時頻分析結果的嵌入式三維顯示方法及裝置

在審

• 申請號: 201811438221.1
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109632077A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王成棟;王莉娜;黃齊;馬運超;尹浩然
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種振動信號時頻分析結果的嵌入式三維顯示方法及裝置，其特征在于，所述嵌入式顯示裝置由數據采集與存取模塊、信號分析與處理模塊、圖形顯示模塊、系統參數設置模塊、數據通信模塊、電源管理模塊共六個模塊組成，嵌入式三維顯示方法包括以下步驟：

步驟一，信號分析與處理模塊讀取存儲于數據存儲模塊中的振動信號數據，采用時-頻分析方法對機械設備的振動信號進行時-頻分析，得到振動信號的時間-頻率聯合分布結果，該分析結果反映振動信號各頻率分量的頻率與幅值隨時間變化而變化的規律，時-頻分析結果的數據用二維數組表示，行、列分別表示時間和頻率，每一個點的數據表示對應時間和頻率點附近信號分量的幅值大小；

步驟二，圖形顯示模塊采用觀察坐標系下的平行投影算法，將時頻分析結果的三維觀察系坐標轉換成二維屏幕坐標；

步驟三，將屏幕設置成背景色，設置觀察點坐標；

步驟四，將場景中的曲面按照其距離觀察點的遠近進行排序，排序結果放在一張線性表中；

步驟五，設置畫筆顏色，按照曲面距離觀察點從遠到近的順序逐個取出多邊形，投影到屏幕上；

步驟六，重新設置畫筆顏色，新畫筆顏色要求不同于步驟五中的舊畫筆顏色，填充最近取出的多邊形所包含的實心區域，形成填充曲面，先顯示圖形與后顯示圖形相交的部分都用后顯示圖形的填充曲面，以此消除隱藏面；

步驟七，重復步驟五與步驟六，直到所有的多邊形都繪制和填充完畢。

2.根據權利1所述的嵌入式顯示裝置，其特征在于：

1)裝置采用ARM+DSP的雙CPU模式，ARM微控制器負責數據的管理及圖形的顯示，DSP微控制器負責數據的分析及處理；

2)數據采集與存儲模塊包括ARM微控制器、SD卡及數據讀取總線，由ARM微控制器完成原始振動信號的采集，并將轉換后的振動數據送到SD卡保存，分析數據時，由DSP微控制器負責從SD卡讀取數據；

3)信號分析與處理模塊由DSP負責完成時-頻分析及消隱顯示算法的具體實現，時-頻分析結果經坐標轉換及消隱算法處理后，由DSP傳送給ARM微控制器進行顯示；

4)數據通信模塊完成DSP、ARM以及SD卡之間的數據傳送，采用高速SPI總線方式進行通訊；

5)圖形顯示模塊由ARM微控制器控制彩色LCD液晶顯示屏實現，將時-頻分析結果的彩色三維立體圖顯示于液晶屏；

6)系統參數設置模塊由ARM微控制器負責，主要管理和保存時-頻分析算法中的參數，參數永久保存于系統ROM中，即使關機掉電也不丟失；

7)電源管理模塊負責將鋰電池的12V電壓轉換成各個模塊所需電壓，電源的控制由ARM微控制器負責，完成鋰電池電壓與電量的檢測、電量不足時的聲光報警、自動關機功能。