[發明專利]基于同步壓縮小波變換的雷電預測方法、裝置以及設備

在審

• 申請號: 202210760822.4
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115204222A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 朱強華;李文艷;李賢燚;林吉平;郭焰鵬;劉奎;劉方義;張沖;王衛星;謝向榮
• 申請（專利權）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: 寧波浙成知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33268
• 代理人: 王方華

本發明公開了一種基于同步壓縮小波變換的雷電預測方法、裝置以及設備，所述方法包括以下步驟：步驟S1，確定待識別電磁波電壓數據，所述待識別電磁波電壓數據中包括低頻或甚低頻段數據；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據，得到同步壓縮小波變換時頻圖；步驟S3，調用預訓練的雷電地閃電磁波識別模型對同步壓縮小波變換時頻圖進行電磁波形態識別，得到雷電地閃預測結果；步驟S4，根據雷電地閃預測概率生成雷電預測結果，通過本發明，可提升雷電預測精準度，減少錯誤判定概率。

技術領域

本發明涉及雷電電磁波探測與識別技術領域，特別是涉及一種基于同步壓縮小波變換的雷電預測方法、裝置以及設備。

背景技術

雷電災害是自然界中嚴重危害人類活動的災害之一。地閃和地面災害相關，回擊是其中一種強大的電流源，危害嚴重。雷電探測與預警成為了防治雷電災害的重要技術手段。

雷電活動所產生的電磁輻射場，尤其是主能量集中的低頻/甚低頻段的電磁輻射場，其產生的電磁輻射波可沿地球表面傳播數百公里或更遠。現有的雷電探測方法及裝置通常是檢測雷電活動所產生的低頻/甚低頻段電磁輻射波所對應的電磁感應信號。雷電按照大類分，主要有云閃和地閃，其中地閃會造成更多危害。目前所公開的用于區分云閃和地閃的識別判據有：時間判別法，即檢測輸入信號的主峰由參考零點到峰值點的時間，因為云閃電檢信號具有短暫的上升時間；雙極性測試法，即與第一峰相比較，后續相反極性波峰的峰值偏大，則被判定為云閃；另一種方法是同極性測試法，即存在與第一峰極性相同的后續峰，且后續峰峰值偏大，則被判定為云閃。如果所輸入的感應信號不滿足上述判定則將被假定為地閃雷電信號。但是，目前即使綜合利用上述判據，仍然存在地閃雷電信號被錯誤的判定。

綜上所述，如何提升雷電地閃電磁波識別精準度，減少錯誤判定概率，是目前本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種基于同步壓縮小波變換的雷電預測方法、裝置以及設備，以提升雷電預測精準度，減少錯誤判定概率。

為達上述及其它目的，本發明提出一種基于同步壓縮小波變換的雷電預測方法，包括以下步驟：

步驟S1，確定待識別電磁波電壓數據，所述待識別電磁波電壓數據中包括低頻或甚低頻段數據；

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據，得到同步壓縮小波變換時頻圖；

步驟S3，調用預訓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行電磁波形態識別，得到雷電地閃預測概率；

步驟S4，根據雷電地閃預測概率生成雷電預測結果。

可選地，步驟S1進一步包括：

步驟S100，接收雷暴活動中電磁波電壓值記錄數據；

步驟S101，確定所述電磁波電壓值記錄數據中低頻或甚低頻段范圍的波峰峰值點；

步驟S102，在電磁波電壓值記錄數據中以波峰峰值點作為中心點，截取前后預設范圍內的數據，作為待識別電磁波電壓數據。

可選地，步驟S2進一步包括：

步驟S200，將所述待識別電磁波電壓數據作為輸入信號f(t)，將輸入信號 f(t)進行分數階變換，得到不同分數階和小波函數的小波系數其中， a為尺度因子，b為平移因子，t為時間；

步驟S201，根據不同分數階和小波函數時頻分布，選擇最優分數階和小波函數的小波系數其中，為最優分數階；

步驟S202，由所述最優分數階和小波函數的小波系數得出不同時刻與尺度處的瞬時頻率ω_f(a,b)；