[發明專利]地表挖掘作業與地下光纜相對位置的識別方法及裝置

有效

• 申請號: 202110023542.0
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112816056B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 劉路;鐘鈴鈴
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學（中國職業培訓指導教師進修中心）;天津市職業大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 于歌

1.地表挖掘作業與地下光纜相對位置的識別方法，地下光纜上均勻分布有多個采樣點，其特征在于，

所述識別方法包括以下步驟：

步驟一：采集光纜采樣點處的振動信號，

步驟二：對采集到的振動信號進行分幀處理，獲得Q幀振動信號，每幀振動信號包括N個采樣時刻，Q和N均為正整數，

步驟三：分別對每一幀振動信號進行S變換，獲得每幀振動信號的中頻帶時間平均S變換系數，

步驟四：根據每幀振動信號的中頻帶時間平均S變換系數計算每幀振動信號的中頻帶除噪功率值，

步驟五：選取超出預設閾值的中頻帶除噪功率值所對應的每一幀振動信號，

步驟六：當步驟五選取出的所有幀振動信號中連續幀的個數在預設范圍內，則這些連續幀振動信號對應的采樣點處存在挖掘作業，根據存在挖掘作業采樣點的位置獲得挖掘作業與地下光纜的相對位置；

步驟四中，

首先，根據下式獲得中頻帶時間平均S變換系數的上包絡值U[m,q,k]：

其中，γ為包絡幅度平滑系數，U[m,q,k]為S_t-average[m,q,k]的上包絡值，S_t-average[m,q,k]為第m個采樣點第q幀振動信號在頻率k下的中頻帶時間平均S變換系數；

然后，根據下式獲得每幀振動信號的中頻背景功率N[m,q,k]：

其中，β為包絡功率平滑系數，N[m,q,k]為第m個采樣點第q幀振動信號在頻率k下的中頻背景功率，f_L和f_H分別為預設頻率范圍的下限和上限；

最后，根據下式獲得每幀振動信號的中頻帶除噪功率值MDP(m,q)：

其中，MDP(m,q)為第m個采樣點第q幀振動信號的中頻帶除噪功率值。

2.根據權利要求1所述的地表挖掘作業與地下光纜相對位置的識別方法，其特征在于，步驟三中，

首先，對每一幀振動信號按照S變換原理進行分解；

然后，根據分解后的結果計算S變換系數；

最后，將每幀振動信號所有采樣時刻的S變換系數在時間維度上進行平均，獲得每幀振動信號在預設頻率范圍內的中頻帶時間平均S變換系數。

3.根據權利要求2所述的地表挖掘作業與地下光纜相對位置的識別方法，其特征在于，

根據下式對每一幀振動信號按照S變換原理進行分解：

其中，為第m個采樣點第q幀振動信號經過傅里葉變換后在頻率下的幅值，n＝0,1,2,...,N-1，T為每幀振動信號的采樣時刻間隔，

x[m,q,dT]為第m個采樣點第q幀振動信號中第dT個采樣時刻的時域信號，d＝1,2,...,N；

根據下式獲得S變換系數：

其中，為第m個采樣點第q幀振動信號中第jT個采樣時刻在頻率下的系數，j＝1,2,...,N，p為S變換參數，取值為p＝0,1,2,...,N-1，u＝1,2,...,N-1；

根據下式將每幀振動信號所有采樣時刻的S變換系數在時間維度上進行平均，獲得每幀振動信號在預設頻率范圍內的中頻帶時間平均S變換系數：

其中，S_t-average[m,q,k]為第m個采樣點第q幀振動信號在頻率k下的中頻帶時間平均S變換系數，f_L和f_H分別為預設頻率范圍的下限和上限。

4.根據權利要求1、2或3所述的地表挖掘作業與地下光纜相對位置的識別方法，其特征在于，設光纜上采樣點的總數為M，M為正整數，

步驟一中，采集光纜上第m個采樣點處的振動信號，m＝1,2,...,M，

在步驟六之后，判斷m是否等于M，是則結束識別，否則使m＝m+1，然后返回步驟一。

5.根據權利要求1、2或3所述的地表挖掘作業與地下光纜相對位置的識別方法，其特征在于，步驟一中，同時采集光纜上所有采樣點處的振動信號，或同時采集光纜上多個采樣點處的振動信號。