[發明專利]地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號修復方法及系統

有效

• 申請號: 202110301695.7
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113051521B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 繆立恒;黃松嶺;汪海;潘峰
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司;清華大學
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15;G06F16/215;G06F16/2458;G06N3/12;G01N27/83;H03H17/02
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號修復方法及系統，通過對地上鋼結構件漏磁檢測信號進行修剪、直流濾波，并對異常數據位置的判斷等操作處理，基于優選的sinc函數構建腐蝕缺陷漏磁檢測信號修復計算模型，通過迭代更新修復參數，最終實現對地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號的修復。該修復系統包括信號采集模塊、信號修剪模塊、直流濾波模塊、信號區域識別模塊、信號計算模塊、信號修復模塊。通過修復地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號中的異常數據，為腐蝕缺陷漏磁檢測信號的反演量化及地上鋼結構件的安全評估等提供數據支撐，無需事先準確訓練樣本，操作簡單、計算速度快、信號修復效果好。

技術領域

本發明屬于無損檢測信號處理領域，更具體地，涉及地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號修復方法及系統。

背景技術

漏磁檢測是一種常用的無損檢測技術，具有檢測速度快、對檢測環境要求低、反演精度高等優點，目前已經廣泛應用在地上鋼結構件的腐蝕缺陷檢測和安全狀態評估中。基于漏磁檢測信號進行腐蝕缺陷反演和地上鋼結構件的安全評估要求檢測得到的漏磁信號是完整的，然后在漏磁檢測過程中，由于傳感器異常、信號超量程或檢測干擾噪聲等原因，可能檢測到部分異常數據從而導致漏磁信號的不完整。尤其是當異常數據處于腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號區域中時，將對腐蝕缺陷的反演量化等造成嚴重的影響，甚至導致評估失效。因此，對地上鋼結構檢測腐蝕缺陷漏磁檢測信號進行必要的修復十分重要。

在現有的相關技術中，發明專利201610958282.5“一種基于壓縮感知的FBG信號自適應修復方法”，基于壓縮感知技術，采用改進的稀疏度自適應正交匹配跟蹤算法對光纖傳感系統的信號進行修復；發明專利200910140488.7“語音信號修復方法和裝置”，將信號分段與自身長度相同的漢寧窗進行乘積后再疊加，從而覆蓋丟失區域，實現對語音信號的修復。然而上述方法是針對非漏磁信號的處理修復，不同類型的信號由于其信號特性不同，無法直接借鑒應用。發明專利201911002802.5“一種基于GAN的管道漏磁檢測數據缺失的重構方法”，采用生成對抗網絡構建生成器模型和鑒別器模型進行訓練，從而實現對管道漏磁檢測缺失數據的重構，然而生成對抗網絡技術需要事先準備缺陷樣本對模型進行訓練，且訓練難度大、計算非常復雜，存在模式坍塌、無法收斂等訓練風險。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號修復方法及系統，通過對地上鋼結構件漏磁檢測信號進行修剪、直流濾波，并對異常數據位置的判斷等操作處理，基于優選的sinc函數構建腐蝕缺陷漏磁檢測信號修復計算模型，通過迭代更新修復參數，最終實現對地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號的修復。該方法不需要事先準確訓練樣本，具有操作簡單、計算速度快、信號修復效果好等優點。

本發明采用如下的技術方案。

地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號修復方法，具體步驟如下：

步驟1，采集地上鋼結構件的漏磁檢測信號，組成鋼結構件的漏磁檢測信號序列；

步驟2，對鋼結構件的漏磁檢測信號序列進行修剪操作，包括：記錄鋼結構件的漏磁檢測信號序列中的異常數據位置并刪除異常數據、漏磁檢測信號序列中的正常數據位置保持不變；

步驟3，對鋼結構件的修剪后漏磁檢測信號序列進行直流濾波處理，得到鋼結構件的濾波后漏磁檢測信號序列；

步驟4，分析鋼結構件的濾波后漏磁檢測信號序列中異常數據位置是否處于腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號區域內：若不處于該區域內，則對異常數據位置采用相鄰的濾波后漏磁檢測信號數據的插值結果進行填充，以完成地上鋼結構件腐蝕缺陷漏磁檢測信號的修復；若處于該區域內，則提取腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號序列進入步驟5；

步驟5，設置初始修復參數

其中，

上標k表示迭代次數，

對于初始修復參數，定義k＝0；