[發(fā)明專利]一種物流包裝沖擊信號(hào)識(shí)別與提取方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811627166.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109711355A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G01H17/00
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44273
• 代理人: 李杰

一種物流包裝沖擊信號(hào)識(shí)別與提取方法包括：步驟1：讀取實(shí)際測(cè)得的公路運(yùn)輸包裝車輛的隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)；步驟2：計(jì)算出移動(dòng)振幅因子MCF；步驟3：預(yù)設(shè)閾值，將MCF值大于預(yù)設(shè)閾值的信號(hào)時(shí)點(diǎn)定位為疑似沖擊信號(hào)的峰值點(diǎn)；步驟4：運(yùn)用十分之一峰值法，將兩采樣點(diǎn)之間的信號(hào)判定為沖擊信號(hào)段；步驟5：提取沖擊信號(hào)段，振動(dòng)信號(hào)被分解為一段沖擊信號(hào)和一段剩余的振動(dòng)信號(hào)；步驟6：（1）計(jì)算剩余的振動(dòng)信號(hào)的峭度值k1；（2）重設(shè)閾值，重復(fù)步驟3至5，計(jì)算剩余的振動(dòng)信號(hào)的峭度值k2；（3）比較︱k1?3︱與︱k2?3︱的大小，將較小者的峭度值記作k1；（4）重復(fù)（1）?（3），找到最接近3的峭度值k1；步驟7：迭代分解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)分析與處理領(lǐng)域，具體涉及運(yùn)輸包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)分析與處理，尤其涉及蘊(yùn)藏在物流包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)中的沖擊信號(hào)識(shí)別與提取方法。

背景技術(shù)

公路運(yùn)輸車輛因路面不平等原因，不可避免地遭受到振動(dòng)與沖擊。車輛遭受的隨機(jī)振動(dòng)表現(xiàn)為非高斯，其中蘊(yùn)藏者大量振動(dòng)幅值較大、持續(xù)時(shí)間短暫的沖擊信號(hào)。因?yàn)闆_擊信號(hào)的峰值加速度、持續(xù)時(shí)間較難確定，現(xiàn)有的公路運(yùn)輸包裝隨機(jī)振動(dòng)模擬技術(shù)未對(duì)沖擊信號(hào)作單獨(dú)的提取與模擬，模擬信號(hào)不能較好地再現(xiàn)真實(shí)的運(yùn)輸包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)，影響了隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的可靠性。本發(fā)明旨在提出一種物流包裝沖擊信號(hào)識(shí)別與提取方法，能夠?qū)?shí)際測(cè)得的物流包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)分解成一系列的近似高斯振動(dòng)信號(hào)和一段沖擊信號(hào)，用作后續(xù)物流包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)模擬再現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于：將蘊(yùn)藏在物流包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)中的加速度幅值較大、持續(xù)時(shí)間短暫的沖擊信號(hào)進(jìn)行識(shí)別與提取，通過迭代，將實(shí)際測(cè)得的物流包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)分解成一系列的近似高斯振動(dòng)信號(hào)和一段沖擊信號(hào)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出下列技術(shù)方案：一種物流包裝沖擊信號(hào)識(shí)別與提取方法，包括以下步驟：步驟1：讀取實(shí)際測(cè)得的公路運(yùn)輸包裝車輛的隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)；步驟2：將用于計(jì)算移動(dòng)均方根值（Moving Root Mean Square）的窗寬T設(shè)為32s，計(jì)算出該段信號(hào)的移動(dòng)振幅因子MCF，其計(jì)算公式如式（1）所示：

(1)

步驟:3：預(yù)設(shè)閾值，將MCF值大于預(yù)設(shè)閾值的信號(hào)時(shí)點(diǎn)定位為疑似沖擊信號(hào)的峰值點(diǎn)；步驟4：運(yùn)用十分之一峰值法，在峰值點(diǎn)左、右兩側(cè)的250個(gè)采樣點(diǎn)（以采樣率為1000Hz, 定義沖擊信號(hào)持續(xù)時(shí)間不長于0.5s為例，則有500個(gè)采樣點(diǎn)）范圍內(nèi)，分別尋找振動(dòng)加速度幅值最接近1/10峰值的采樣點(diǎn)，將兩采樣點(diǎn)之間的信號(hào)判定為沖擊信號(hào)段；步驟5：提取步驟4中判定的沖擊信號(hào)段，則振動(dòng)信號(hào)被分解為一段沖擊信號(hào)和一段剩余的振動(dòng)信號(hào)；步驟6：

（1）計(jì)算步驟5所述的剩余的振動(dòng)信號(hào)的峭度值k，記作k1；

（2）重新預(yù)設(shè)閾值，重復(fù)上述步驟3至步驟5，計(jì)算步驟5所述的剩余的振動(dòng)信號(hào)的峭度值k，記作k2；

（3）比較︱k1-3︱與︱k2-3︱的大小，將其中的較小者對(duì)應(yīng)的峭度值記作k1；

（4）重復(fù)步驟6中（1）-（3），直至找到最接近3的峭度值k1，使得原始信號(hào)被分解為一段近似高斯振動(dòng)信號(hào)和一段沖擊信號(hào)；

步驟7：迭代分解，對(duì)提取出來的沖擊信號(hào)重復(fù)上述步驟2至步驟6，直至分解后的信號(hào)段時(shí)長小于5s，則停止，最終，讀取的實(shí)測(cè)信號(hào)被分解成一系列的近似高斯振動(dòng)信號(hào)和一段沖擊信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列有益效果：能夠?qū)?shí)際測(cè)得的物流包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)分解成一系列的近似高斯振動(dòng)信號(hào)和一段沖擊信號(hào)，為后續(xù)對(duì)分解得到的信號(hào)段進(jìn)行逐斷高斯模擬、串聯(lián)，得到最終模擬信號(hào)，使得模擬信號(hào)的振動(dòng)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、功率譜密度、概率密度分布等接近真實(shí)的物流包裝隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)（非高斯），再現(xiàn)更趨真實(shí)的物流包裝隨機(jī)振動(dòng)，用于包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，能夠有效指導(dǎo)減量化與精準(zhǔn)防護(hù)包裝，促進(jìn)綠色包裝與節(jié)能減排，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值、工程應(yīng)用價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。