[發(fā)明專利]基于同步壓縮小波變換的雷電預(yù)測方法、裝置以及設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210760822.4
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115204222A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱強(qiáng)華;李文艷;李賢燚;林吉平;郭焰鵬;劉奎;劉方義;張沖;王衛(wèi)星;謝向榮
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波麥思捷科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 寧波浙成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33268
• 代理人: 王方華

1.一種基于同步壓縮小波變換的雷電預(yù)測方法，包括以下步驟：

步驟S1，確定待識別電磁波電壓數(shù)據(jù)，所述待識別電磁波電壓數(shù)據(jù)中包括低頻或甚低頻段數(shù)據(jù)；

步驟S2，利用同步壓縮小波變換處理所述待識別電磁波電壓數(shù)據(jù)，得到同步壓縮小波變換時頻圖；

步驟S3，調(diào)用預(yù)訓(xùn)練的雷電地閃電磁波識別模型對所述同步壓縮小波變換時頻圖進(jìn)行電磁波形態(tài)識別，得到雷電地閃預(yù)測概率；

步驟S4，根據(jù)雷電地閃預(yù)測概率生成雷電預(yù)測結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于同步壓縮小波變換的雷電預(yù)測方法，其特征在于，步驟S1進(jìn)一步包括：

步驟S100，接收雷暴活動中電磁波電壓值記錄數(shù)據(jù)；

步驟S101，確定所述電磁波電壓值記錄數(shù)據(jù)中低頻或甚低頻段范圍的波峰峰值點(diǎn)；

步驟S102，在電磁波電壓值記錄數(shù)據(jù)中以波峰峰值點(diǎn)作為中心點(diǎn)，截取前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，作為待識別電磁波電壓數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于同步壓縮小波變換的雷電預(yù)測方法，其特征在于，步驟S2進(jìn)一步包括：

步驟S200，將所述待識別電磁波電壓數(shù)據(jù)作為輸入信號f(t)，將輸入信號f(t)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階變換，得到不同分?jǐn)?shù)階和小波函數(shù)的小波系數(shù)其中，a為尺度因子，b為平移因子，t為時間；

步驟S201，根據(jù)不同分?jǐn)?shù)階和小波函數(shù)時頻分布，選擇最優(yōu)分?jǐn)?shù)階和小波函數(shù)的小波系數(shù)其中，為最優(yōu)分?jǐn)?shù)階；

步驟S202，由所述最優(yōu)分?jǐn)?shù)階和小波函數(shù)的小波系數(shù)得出不同時刻與尺度處的瞬時頻率ω_f(a,b)；

步驟S203，將信號劃分為n_a個不同頻率區(qū)間；

步驟S204，對所述最優(yōu)分?jǐn)?shù)階和小波函數(shù)的小波系數(shù)進(jìn)行同步擠壓變換，得出中心頻率ω₁處的小波系數(shù)T_f(ω₁,b)；

步驟S205，根據(jù)中心頻率ω₁處的小波系數(shù)T_f(ω₁,b)，利用同步擠壓反變換，重構(gòu)出原信號f(t)，得到所述同步壓縮小波變換時頻圖。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于同步壓縮小波變換的雷電預(yù)測方法，其特征在于，在步驟S200中，采用一族分析寬度不斷變化的小波基函數(shù)對輸入信號f(t)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階卷積分析，以進(jìn)行階連續(xù)分?jǐn)?shù)階小波變換，得到不同分?jǐn)?shù)階和小波函數(shù)的小波系數(shù)

5.如權(quán)利要求4所述的一種基于同步壓縮小波變換的雷電預(yù)測方法，其特征在于，所述小波系數(shù)的同步擠壓變換過程包括：

B1)計(jì)算獲得瞬時頻率ω_f(a,b)；

B2)將時頻面上的小波系數(shù)W_f(ω_f(a,b),b)擠壓為中心頻率ω₁處的小波系數(shù)T_f(ω₁,b)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種基于同步壓縮小波變換的雷電預(yù)測方法，其特征在于，所述將時頻面上的小波系數(shù)W_f(ω_f(a,b),b)擠壓為中心頻率ω₁處的小波系數(shù)T_f(ω₁,b)步驟采用如下擠壓公式：

其中，ω₁為區(qū)間的中心頻率，Δa＝a_i-a_i1，a_i為離散點(diǎn)處的尺度因子，a_i1為相鄰離散點(diǎn)處的尺度因子。

7.如權(quán)利要求6所述的一種基于同步壓縮小波變換的雷電預(yù)測方法，其特征在于：所述雷電地閃電磁波識別模型為根據(jù)雷電地閃電磁波波形特征值和非雷電地閃電磁波波形特征值進(jìn)行波形識別訓(xùn)練得到的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。