[发明专利]一种自定义坐标阵列噪声信号实时数据分析系统及方法

说明书

本发明公开了一种自定义坐标阵列噪声信号实时数据分析系统和方法，所述系统包括采集前端、数据采集仪、通讯总线、交互终端和供电电源，所述采集前端，为自定义坐标声学传感器阵列，用于对噪声信号进行实时采集；所述数据采集仪，用于对采集前端采集的噪声信号进行预处理，并利用其包含的FPGA运算模块，对预处理得到的数据进行计算，得到阵列声学云图与光学云图匹配的实时成像结果；所述实时成像结果通过通讯总线传输至交互终端并显示；所述通讯总线，用于实现系统数据的传输通讯；所述交互终端，用于交互指令下发以及声学成像结果的显示。本发明能够减少采集的噪声信号因距离和标准阵列形式带来的影响，加快声学云图与光学云图匹配。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，更具体地说，特别涉及一种自定义坐标阵列噪声信号实时数据分析系统及方法。

背景技术

实时成像技术，是一种X射线无损检测方法。其通过屏幕实时显示检测结果图像，利用该图像对检测对象材料进行定性、定量的分析、判断和评估，从而得到检测结果。

噪声信号处理时，现有快速实时成像技术多数是应用于标准阵列上，但标准阵列总体上存在一些问题，比如传感器阵列的位置，传感器的数量等会造成信号的信噪比低、算法处理难度大等问题。而目前基于非标准的自定义阵列的信号处理模式，基本上都是将数据采集后再进行成像结果的计算与匹配，如此方式计算时间较长，无法快速得到阵列声学云图与光学云图匹配结果。因此，进行快速的实时数据分析是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提出一种自定义坐标阵列实时数据分析系统，系统基于FPGA进行信号处理，形成实时声学云图，快速得出匹配结果。

本发明采用如下的技术方案。

一种自定义坐标阵列噪声信号实时数据分析系统，包括采集前端、数据采集仪、通讯总线、交互终端和供电电源；

所述采集前端，为自定义坐标声学传感器阵列，用于对噪声信号进行实时采集；

所述数据采集仪，用于对采集前端采集的噪声信号进行预处理，并利用其包含的FPGA运算模块，对预处理得到的数据进行计算，得到阵列声学云图与光学云图匹配的实时成像结果；

所述实时成像结果通过通讯总线传输至交互终端并显示；

所述通讯总线，用于实现系统数据的传输通讯；

所述交互终端，用于交互指令下发以及声学成像结果的显示。

优选地，所述数据采集仪对采集前端采集的噪声信号进行的预处理包括：放大、滤波及A/D转换。

优选地，所述采集前端为麦克风阵列，即由多个麦克风按照一定的空间几何位置排列组成的阵列，用来采集空间中的声信号并实现滤波。

优选地，所述FPGA运算模块基于相控阵波束形成原理计算得到声学云图，并以采集测量中同步记录的可见光图像为背景，通过几何配准将声学云图与可见光图像叠加，得到声学成像结果。

优选地，所述交互指令包括系统的启动、停止和参数设置。

本发明还公开了一种自定义坐标阵列噪声信号实时数据分析方法，包括以下步骤：

步骤1，根据实际现场需求对自定义坐标阵列排布的采集前端进行阵列参数设置，交互终端控制软件将自定义坐标阵列文件导入至数据采集仪硬件内部；

步骤2，采集前端实时采集噪声信号并传输至数据采集仪；

步骤3，数据采集仪预处理噪声信号，并通过FPGA运算模块进行计算，得到实时成像结果；

步骤4，实时成像结果通过通讯总线传输到交互终端进行显示。

优选地，步骤1所述阵列参数包括几何参数和特征参数；