[發明專利]一種自動判定沖擊波信號有效性的方法

有效

• 申請號: 202011207801.7
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112434561B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 賀迅;劉友江;楊大龍;馬建平;解楠
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: G06F18/10
• 分類號: G06F18/10;G06F18/24;G01L5/00
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 張曉林

1.一種自動判定沖擊波信號有效性的方法，其特征在于，所述方法首先利用采集終端進行波形數據采集，之后在上位機或者采集終端進行數據處理，最后進行沖擊波信號有效性判斷；

當沖擊波信號采集終端不具備高速無線傳輸鏈路時，所述數據處理的過程在信號采集終端進行，所述數據處理的步驟如下：

步驟一：針對單個波形信號，在系統采集終端進行沖擊波起點檢測；

步驟二：檢測到沖擊波后，對不同時刻的信號值進行比較，檢測沖擊波信號峰值v_max；

步驟三：計算沖擊波信號的衰減時間；

步驟四：進行信號異常判斷；

步驟五：信號置信度判定；

步驟六：將有效信號的沖擊波信號峰值數據和波形置信度信息傳送至上位機；

所述步驟一中檢測沖擊波起點，當v(n)-v(m)TH0，且n-m＝2時，信號起點時間T1＝n，其中n、m為不同采樣時刻，v(n)和v(m)分別為n和m對應的采樣信號值；

所述步驟三中計算信號沖擊波衰減時間的方法為：從T1時刻起對采樣信號值v(t)進行均值計算，當均值小于v_max*a時，對應的時間為T2，并稱其為第一個階段；從T2時刻起對采樣信號v(t)進行均值計算，當均值小于v_max*b時，對應時間為T3，稱其為第二個階段；從T3時刻起對采樣信號v(t)進行均值計算，當均值小于v_max*c時，對應時間為T4，稱其為第三個階段；其中a、b、c為信號衰減系數，三者構成遞減等差數列，取值范圍為0.2～0.8；

所述步驟四中判斷異常信號的方法為：當T1TH1時，沖擊波信號為異常信號；或者當v_max2v_max*5/4時，沖擊波信號為異常信號，其中TH1為用戶根據系統特性及傳感器的特性設置的信號上升參考時間；v_max2為信號衰減期的信號最大值。

2.根據權利要求1所述的自動判定沖擊波信號有效性的方法，其特征在于，當沖擊波信號采集終端具備高速無線傳輸鏈路時，所述數據處理過程在上位機中進行，所述數據處理的步驟如下：

步驟1：上位機接收多個信號采集終端采集的波形數據；

步驟2：上位機對所有波形數據進行降噪濾波；

步驟3：分別檢測所有波形數據各自的發生時刻，并以發生時刻為中心進行信號對齊；

步驟4：分別針對每個波形數據選取一個1ms的時間窗口，并對時間窗口內的所有數據進行歸一化處理；

步驟5：對歸一化后的數據進行小波變換，轉換為相應的時頻信號；

步驟6：對時頻域信號進行符號映射，并按其絕對值的大小均分為三段，之后進行三值映射；

步驟7：計算經過符號映射后的不同終端數據的相似度，選取三個相關度最高的數據，合并數據中相同的部分生成數據匹配模板；

步驟8：對來自不同采集終端的數據首先進行符號映射，之后計算符號映射后的數據與數據匹配模板的相似度，根據相似度來判斷沖擊波信號的有效性，相似度大于70％可判定為有效信號。

3.根據權利要求1所述的自動判定沖擊波信號有效性的方法，其特征在于，所述步驟五中進行置信度判斷，判斷依據為TH2*k2(T2-T1)TH2*k1；(T2-T1)*k4(T3-T2)(T2-T1)*k3；(T3-T2)*k6(T4-T3)(T3-T2)*k5，其中k1、k2、k3、k4、k5、k6均為約束系數，取值范圍為0.5～2，TH2為用戶根據傳感器特性設置的信號衰減第一階段的時間參數。