一種基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)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(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，以振動(dòng)信號(hào)的波形特征為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)的波形特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲峰的濾除和對(duì)振動(dòng)信號(hào)的截取。采用上述方案，有效的避免了無(wú)用信號(hào)的干擾，降低了運(yùn)算次數(shù)和系統(tǒng)的誤報(bào)率，算法運(yùn)算量小，實(shí)時(shí)性高，可靠性高，誤警率低。
【專利說(shuō)明】一種基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種基于波形特征統(tǒng)計(jì)的 有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法。

【背景技術(shù)】
[0002] MZ光纖周界入侵監(jiān)測(cè)儀器基于Mach-Zehnder干涉原理，利用光纖光纜探測(cè)外界 振動(dòng)并判別非法入侵，抗電磁干擾強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)對(duì)周界入侵導(dǎo)致的振動(dòng)的長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及 定位。作為周界安防系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，入侵的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位是周界探測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的主要研 究方向之一。而在實(shí)際應(yīng)用中，信號(hào)實(shí)時(shí)采集進(jìn)入系統(tǒng)，如果對(duì)所有輸入信號(hào)都進(jìn)行一系列 的運(yùn)算，系統(tǒng)必然無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性的需求；同時(shí)，無(wú)用信號(hào)引入到運(yùn)算當(dāng)中，將對(duì)系統(tǒng)的精 準(zhǔn)度產(chǎn)生不好的影響。所以，必須對(duì)輸入信號(hào)中的振動(dòng)片段進(jìn)行檢測(cè)，僅處理有效的振動(dòng)信 號(hào)，從而減輕系統(tǒng)在時(shí)間復(fù)雜度上的壓力，增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，提高系統(tǒng)的定位精度。現(xiàn)有 的振動(dòng)信號(hào)截取算法主要是采用短時(shí)能量法和短時(shí)過(guò)零率法，這兩種算法都存在著算法復(fù) 雜，運(yùn)算效率低，實(shí)時(shí)性不高且易受到噪聲的干擾，可靠性不強(qiáng)等缺陷，難以滿足MZ光纖周 界入侵監(jiān)測(cè)儀器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及高可靠性等要求。
[0003] 因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于波形特征統(tǒng)計(jì) 的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)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(dòng)數(shù)據(jù)D[N]的復(fù)制數(shù)據(jù)DC[N];
[0008] 步驟102 :分析DC [N]，計(jì)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(diǎn)的值置為0 ;
[0010] 步驟104 :將DC中所有波峰波谷點(diǎn)絕對(duì)值小于濾波閾值TW的點(diǎn)的值置為0 ;
[0011] 步驟105 :將DC分為M個(gè)連續(xù)片段，每個(gè)片段的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為L(zhǎng) = N/M ;
[0012] 步驟106 :計(jì)算DC[1]至DC[M]每個(gè)片段內(nèi)所有點(diǎn)絕對(duì)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(jìn)入步驟 109,否則進(jìn)入步驟113 ;
[0015] 步驟109 :計(jì)算DCS [1]?DCS [M]的左側(cè)半波峰位置PS和右側(cè)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(zhǎng)度閾值TL，如果ro不小于TL，則進(jìn) 入步驟110,否則進(jìn)入步驟113;
[0017] 步驟111 :取D[(PS-1)*L]?D[PE*L]作為有效振動(dòng)數(shù)據(jù)；
[0018] 步驟112 :提交有效振動(dòng)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)至步驟114 ;
[0019] 步驟113:無(wú)有效振動(dòng)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)至步驟114;
[0020] 步驟114:計(jì)算結(jié)束。
[0021] 所述的基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述步驟101中：原始 振動(dòng)數(shù)據(jù)D [N]長(zhǎng)度N為2的整數(shù)次冪，如果D數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不足2的整數(shù)次冪，使用數(shù)據(jù)0補(bǔ) 齊。
[0022] 所述的基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述步驟102中，計(jì)算 DC[N]中波峰波谷時(shí)，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(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述步驟105中，將DC 分為M個(gè)連續(xù)片段，每個(gè)片段的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 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(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述每個(gè)片段的數(shù)據(jù) 長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 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(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其中，所述步驟106中， DCS[1]?DCS[M]中第i個(gè)元素DCS[i] (1彡i < M)的值應(yīng)為

【權(quán)利要求】
1. 一種基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)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(dòng)數(shù)據(jù)D[N]的復(fù)制數(shù)據(jù)DC[N]; 步驟102 :分析DC [N]，計(jì)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(diǎn)的值置為0 ; 步驟104 :將DC中所有波峰波谷點(diǎn)絕對(duì)值小于濾波閾值TW的點(diǎn)的值置為0 ; 步驟105 :將DC分為M個(gè)連續(xù)片段，每個(gè)片段的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為L(zhǎng) = N/M ; 步驟106 :計(jì)算DC[1]至DC[M]每個(gè)片段內(nèi)所有點(diǎn)絕對(duì)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(jìn)入步驟109， 否則進(jìn)入步驟113; 步驟109 :計(jì)算DCS [1]?DCS [M]的左側(cè)半波峰位置PS和右側(cè)半波峰位置PE ; 步驟110 :判斷ro = PE-PS是否不小于數(shù)據(jù)長(zhǎng)度閾值TL，如果ro不小于TL，則進(jìn)入步 驟110,否則進(jìn)入步驟113; 步驟111 :取D[(PS-1)*L]?D[PE*L]作為有效振動(dòng)數(shù)據(jù)； 步驟112 :提交有效振動(dòng)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)至步驟114 ; 步驟113 :無(wú)有效振動(dòng)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)至步驟114 ; 步驟114 :計(jì)算結(jié)束。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其特征在于，所 述步驟101中：原始振動(dòng)數(shù)據(jù)D [N]長(zhǎng)度N為2的整數(shù)次冪，如果D數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不足2的整數(shù) 次冪，使用數(shù)據(jù)〇補(bǔ)齊。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其特征在于，所 述步驟102中，計(jì)算DC[N]中波峰波谷時(shí)，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(quán)利要求1所述的基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)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(gè)連續(xù)片段，每個(gè)片段的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為L(zhǎng) = N/M，N，M為2的整數(shù) 次冪。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其特征在于，所 述每個(gè)片段的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 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(quán)利要求1所述的一種基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)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(gè)元素 DCS [i] (1彡i < M)的值應(yīng)為
7. 如權(quán)利要求1所述的一種基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其特征在 于，所述步驟109中，左側(cè)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(gè)小于DCSMAX/2的值則為PSL， PS = PSL+1 ;如權(quán)利要求1所述的一種基于波形特征統(tǒng)計(jì)的有效振動(dòng)數(shù)據(jù)截取方法，其特 征在于，所述步驟109中DCS的右側(cè)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(gè)小于DCSMAX/2的值則為 PER, PE = PER+l〇
【文檔編號(hào)】G08B13/18GK104346528SQ201410568873
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】袁明, 王廣彪, 魏石磊, 李寶瑞 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所