[发明专利]一种自动判定冲击波信号有效性的方法

说明书

本发明公开了一种自动判定冲击波信号有效性的方法，该方法首先利用采集终端进行波形数据采集，之后在上位机或者采集终端进行数据处理，最后进行冲击波信号有效性判断。当冲击波信号采集终端具备高速无线传输链路时，数据处理过程在上位机中进行，否则在采集终端进行。在上位机中通过一系列数据处理后建立一个数据匹配模版，利用该模板计算各个数据的相似度，从而判断信号有效性；在信号采集终端主要通过检验采集信号的上升阶段是否较短，衰减过程是否再次出现大于上升阶段峰值的信号以及衰减过程是否符合由快到慢的物理规律来判定冲击波信号是否正常。本发明公开的自动判定冲击波信号有效性的方法反应速度快，实时高效、准确性高、适应性更强。

技术领域

本发明属于模式识别与信号处理技术领域，尤其涉及冲击波信号的信息处理技术领域，更具体的涉及一种自动判定冲击波信号有效性的方法。

背景技术

为了能够实现对冲击波信号准确地测量和评估，需要采用超压传感器等方式在现场进行实时测量。一般进行冲击波信号数据采集的现场条件复杂，传感器所能采集到的信号会受到各种未知因素的干扰，从而影响了信号测量的准确度，例如飞石、碎片直接撞击传感器会导致传感器采集到异常信号。为了能够得到准确的冲击信号，需要对采集到的冲击信号进行有效性判定，剔除无效的信号后，才能实现对爆炸效果的准确评估。

目前主流的冲击波信号有效性的判定方法主要是通过人工来进行判读，人工判读存在效率低下、准确度较低的问题，而且目前尚无一种可以在信号采集终端或上位机上对冲击波信号的有效性进行自动判定的方法，因此，亟需一种能够自动判定冲击波信号有效性的方法来代替人工判读。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种自动判定冲击波信号有效性的方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种自动判定冲击波信号有效性的方法，所述方法首先利用采集终端进行波形数据采集，之后在上位机或者采集终端进行数据处理，最后进行冲击波信号有效性判断。

优选的，当冲击波信号采集终端具备高速无线传输链路时，上述数据处理过程在上位机中进行，所述数据处理的步骤如下：

步骤1：上位机接收多个信号采集终端采集的波形数据；

步骤2：上位机对所有波形数据进行降噪滤波；

步骤3：分别检测所有波形数据各自的发生时刻，并以发生时刻为中心进行信号对齐；

步骤4：分别针对每个波形数据选取一个1ms的时间窗口，并对时间窗口内的所有数据进行归一化处理；

步骤5：对归一化后的数据进行小波变换，转换为相应的时频信号；

步骤6：对时频域信号进行符号映射，并按其绝对值的大小均分为三段，之后进行三值映射；

步骤7：计算经过符号映射后的不同终端数据的相似度，选取三个相关度最高的数据，合并数据中相同的部分生成数据匹配模板；

步骤8：对来自不同采集终端的数据首先进行符号映射，之后计算符号映射后的数据与数据匹配模板的相似度，根据相似度来判断冲击波信号的有效性，相似度大于70％可判定为有效信号。

优选的，当冲击波信号采集终端不具备高速无线传输链路时，所述数据处理过程在信号采集终端进行，所述数据处理的步骤如下：

步骤一：在系统采集终端进行冲击波起点检测；

步骤二：检测到冲击波后，对不同时刻的信号值进行比较，检测冲击波信号峰值v_max；

步骤三：计算冲击波信号的衰减时间；

步骤四：进行信号异常判断；

步骤五：信号置信度判定；