一種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，以振動信號的波形特征為基礎，通過對采集數(shù)據(jù)的波形特征進行統(tǒng)計，實現(xiàn)對噪聲峰的濾除和對振動信號的截取。采用上述方案，有效的避免了無用信號的干擾，降低了運算次數(shù)和系統(tǒng)的誤報率，算法運算量小，實時性高，可靠性高，誤警率低。
【專利說明】一種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于有效振動數(shù)據(jù)截取【技術領域】，尤其涉及的是一種基于波形特征統(tǒng)計的 有效振動數(shù)據(jù)截取方法。
【背景技術】
[0002] MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器基于Mach-Zehnder干涉原理，利用光纖光纜探測外界 振動并判別非法入侵，抗電磁干擾強、可實現(xiàn)對周界入侵導致的振動的長距離實時監(jiān)測及 定位。作為周界安防系統(tǒng)的關鍵技術，入侵的實時精準定位是周界探測預警系統(tǒng)的主要研 究方向之一。而在實際應用中，信號實時采集進入系統(tǒng)，如果對所有輸入信號都進行一系列 的運算，系統(tǒng)必然無法滿足實時性的需求；同時，無用信號引入到運算當中，將對系統(tǒng)的精 準度產(chǎn)生不好的影響。所以，必須對輸入信號中的振動片段進行檢測，僅處理有效的振動信 號，從而減輕系統(tǒng)在時間復雜度上的壓力，增強系統(tǒng)的實時性，提高系統(tǒng)的定位精度?，F(xiàn)有 的振動信號截取算法主要是采用短時能量法和短時過零率法，這兩種算法都存在著算法復 雜，運算效率低，實時性不高且易受到噪聲的干擾，可靠性不強等缺陷，難以滿足MZ光纖周 界入侵監(jiān)測儀器的實時監(jiān)測及高可靠性等要求。
[0003] 因此，現(xiàn)有技術存在缺陷，需要改進。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于波形特征統(tǒng)計 的有效振動數(shù)據(jù)截取方法。
[0005] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0006] -種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其中，包括以下步驟：
[0007] 步驟101 :獲取原始振動數(shù)據(jù)D[N]的復制數(shù)據(jù)DC[N];
[0008] 步驟102 :分析DC [N]，計算DC [N]中的波峰波谷；
[0009] 步驟103 :將DC[N]中所有既非波峰又非波谷的點的值置為0 ;
[0010] 步驟104 :將DC中所有波峰波谷點絕對值小于濾波閾值TW的點的值置為0 ;
[0011] 步驟105 :將DC分為M個連續(xù)片段，每個片段的數(shù)據(jù)長度為L = N/M ;
[0012] 步驟106 :計算DC[1]至DC[M]每個片段內所有點絕對值的和DCS[1]?DCS[M];
[0013] 步驟107 :尋找DCS[1]?DCS[M]中的最大值DCSMAX ;
[0014] 步驟108 :判斷DCSMAX是否大于峰值閾值TM，如果DCSMAX不小于TM，則進入步驟 109,否則進入步驟113 ;
[0015] 步驟109 :計算DCS [1]?DCS [M]的左側半波峰位置PS和右側半波峰位置PE ;
[0016] 步驟110 :判斷ro = PE-PS是否不小于數(shù)據(jù)長度閾值TL，如果ro不小于TL，則進 入步驟110,否則進入步驟113;
[0017] 步驟111 :取D[(PS-1)*L]?D[PE*L]作為有效振動數(shù)據(jù)；
[0018] 步驟112 :提交有效振動數(shù)據(jù)，轉至步驟114 ;
[0019] 步驟113:無有效振動數(shù)據(jù)，轉至步驟114;
[0020] 步驟114:計算結束。
[0021] 所述的基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述步驟101中：原始 振動數(shù)據(jù)D [N]長度N為2的整數(shù)次冪，如果D數(shù)據(jù)長度不足2的整數(shù)次冪，使用數(shù)據(jù)0補 齊。
[0022] 所述的基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述步驟102中，計算 DC[N]中波峰波谷時，一段數(shù)據(jù)中連續(xù)大于0的數(shù)據(jù)才被視為波峰部分，其最大值為此段數(shù) 據(jù)的波峰；一段數(shù)據(jù)中連續(xù)小于〇的數(shù)據(jù)才被視為波谷部分，其最小值為此段數(shù)據(jù)的波谷。
[0023] 所述的基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述步驟105中，將DC 分為M個連續(xù)片段，每個片段的數(shù)據(jù)長度為L = N/M，N，M為2的整數(shù)次冪。
[0024] 所述的基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述每個片段的數(shù)據(jù) 長度為L = N/M，M的值為小于N的2的整，典型值為32、64、128或256。
[0025] 所述的一種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述步驟106中， DCS[1]?DCS[M]中第i個元素DCS[i] (1彡i < M)的值應為
【權利要求】
1. 一種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟101 :獲取原始振動數(shù)據(jù)D[N]的復制數(shù)據(jù)DC[N]; 步驟102 :分析DC [N]，計算DC [N]中的波峰波谷； 步驟103 :將DC[N]中所有既非波峰又非波谷的點的值置為0 ; 步驟104 :將DC中所有波峰波谷點絕對值小于濾波閾值TW的點的值置為0 ; 步驟105 :將DC分為M個連續(xù)片段，每個片段的數(shù)據(jù)長度為L = N/M ; 步驟106 :計算DC[1]至DC[M]每個片段內所有點絕對值的和DCS[1]?DCS[M]; 步驟107 :尋找DCS[1]?DCS[M]中的最大值DCSMAX; 步驟108 :判斷DCSMAX是否大于峰值閾值TM，如果DCSMAX不小于TM，則進入步驟109， 否則進入步驟113; 步驟109 :計算DCS [1]?DCS [M]的左側半波峰位置PS和右側半波峰位置PE ; 步驟110 :判斷ro = PE-PS是否不小于數(shù)據(jù)長度閾值TL，如果ro不小于TL，則進入步 驟110,否則進入步驟113; 步驟111 :取D[(PS-1)*L]?D[PE*L]作為有效振動數(shù)據(jù)； 步驟112 :提交有效振動數(shù)據(jù)，轉至步驟114 ; 步驟113 :無有效振動數(shù)據(jù)，轉至步驟114 ; 步驟114 :計算結束。
2. 如權利要求1所述的基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其特征在于，所 述步驟101中：原始振動數(shù)據(jù)D [N]長度N為2的整數(shù)次冪，如果D數(shù)據(jù)長度不足2的整數(shù) 次冪，使用數(shù)據(jù)〇補齊。
3. 如權利要求1所述的基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其特征在于，所 述步驟102中，計算DC[N]中波峰波谷時，一段數(shù)據(jù)中連續(xù)大于0的數(shù)據(jù)才被視為波峰部 分，其最大值為此段數(shù)據(jù)的波峰；一段數(shù)據(jù)中連續(xù)小于〇的數(shù)據(jù)才被視為波谷部分，其最小 值為此段數(shù)據(jù)的波谷。
4. 如權利要求1所述的基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其特征在于，所 述步驟105中，將DC分為M個連續(xù)片段，每個片段的數(shù)據(jù)長度為L = N/M，N，M為2的整數(shù) 次冪。
5. 如權利要求1所述的基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其特征在于，所 述每個片段的數(shù)據(jù)長度為L = N/M，M的值為小于N的2的整，典型值為32、64、128或256。
6. 如權利要求1所述的一種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其特征在 于，所述步驟106中，DCS [1]?DCS [M]中第i個元素 DCS [i] (1彡i < M)的值應為
7. 如權利要求1所述的一種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其特征在 于，所述步驟109中，左側半波峰位置PS位置的尋找方法如下：以DCSMAX所在位置H)CSMAX 為中心，依次讀取DCS[H)CSMAX-1]?DCS[1]的值，第一個小于DCSMAX/2的值則為PSL， PS = PSL+1 ;如權利要求1所述的一種基于波形特征統(tǒng)計的有效振動數(shù)據(jù)截取方法，其特 征在于，所述步驟109中DCS的右側半波峰位置PE的尋找方法如下：以DCSMAX所在位置 roCSMAX為中心，依次讀取DCS[roCSMAX+l]?DCS[M]的值，第一個小于DCSMAX/2的值則為 PER, PE = PER+l〇
【文檔編號】G08B13/18GK104346528SQ201410568873
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權日:2014年10月22日
【發(fā)明者】袁明, 王廣彪, 魏石磊, 李寶瑞 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所