CN104458814B - 钢丝绳在线检测信号的预处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢丝绳在线检测信号的预处理方法及装置，其中，方法包括以下步骤：建立信号预处理模型，其中，信号预处理模型包括离散数字形态变换和快速小波变换；采集在线检测信号；通过离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号，其中，离散数字形态变换通过基于自适应加权组合的开、闭形态滤波器实现抑制；通过快速小波变换抑制高频噪声和绳股漏磁场信号进行滤波处理。本发明实施例的方法能够对钢丝绳的在线检测信号进行滤波处理，有效抑制钢丝绳在线运行时产生的多种干扰，保留因钢丝绳产生的奇异信号，便于后续的信号识别，提高判断精确性，同时加快信号处理的时间，确保信号处理的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全检测技术领域，特别涉及一种钢丝绳在线检测信号的预处理方法及装置。
背景技术
煤矿主、副井提升系统是煤矿生产的“咽喉”，钢丝绳是煤矿主、副井提升系统的关键组成部分。其中，钢丝绳长期使用会因疲劳、环境潮湿等原因出现“断丝”、“磨损”、“锈蚀”等现象，存在安全隐患。因此为避免钢丝绳断绳事故的发生，国内外许多专家学者曾经研究了一系列钢丝绳损伤自动检测手段，其中只有电磁检测法得到了实践和推广，是公认的最可靠的检测方法，但仍存在不足，仅作为人工手摸的补充检测方法。煤矿提升钢丝绳的检测目前仍然是一个世界性难题，这其中的重要原因之一是缺乏准确而可靠的钢丝绳在线检测信号的预处理方法。
相关技术中，目前广泛采用且效果较好的钢丝绳检测信号预处理方法是小波变换法，小波变换法是通过时空频率的局部分析来提取奇异损伤信号滤除各种干扰信号，该方法对处于静止状态的钢丝绳检测效果较好。然而，煤矿提升钢丝绳检测过程中，受运行速度和张力的影响，钢丝绳会产生抖动使检测信号发生漂移，小波变换法对随速度变化的低频漂移信号并不敏感且计算量大，常常不能够及时滤除，而对后续信号的定量识别产生影响，导致产生判断误差。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种能够对钢丝绳的在线信号进行滤波处理，提高判断精确性的钢丝绳在线检测信号的预处理方法。
本发明的另一个目的在于提出一种钢丝绳在线检测信号的预处理装置。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种钢丝绳在线检测信号的预处理方法，包括以下步骤：建立信号预处理模型，其中，所述信号预处理模型包括离散数字形态变换和快速小波变换；采集钢丝绳的在线检测信号；根据所述在线检测信号通过所述离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号，其中，所述离散数字形态变换通过基于自适应加权组合的开、闭形态滤波器实现抑制；以及通过所述快速小波变换抑制高频噪声和绳股漏磁场信号，实现通过所述预处理模型进行滤波处理。
根据本发明实施例提出的钢丝绳在线检测信号的预处理方法，通过建立信号预处理模型，从而采用离散数字形态变换和快速小波变换相结合的方法，实现对钢丝绳的在线检测信号进行预处理即滤波处理，有效抑制钢丝绳在线运行时产生的多种干扰，保留因钢丝绳产生的奇异信号，便于后续的信号识别，提高判断精确性，同时加快信号处理的时间，确保信号处理的实时性。
另外，根据本发明上述实施例的钢丝绳在线检测信号的预处理方法还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过开闭、闭开运算和自适应处理构建所述开、闭形态滤波器。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述开、闭形态滤波器用于通过开闭、闭开运算和最小平均绝对自适应处理对权系数逐步修正，并且构造与损伤信号特征相匹配的类三角脉冲结构元素对所述在线检测信号进行第一级滤波处理。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述快速小波变换通过构造与损伤信号特征相匹配的小波基函数对第一级滤波处理后的在线检测信号进行多尺度分解，利用类似于快速傅里叶变换的快速小波变换缩短信号处理的时间，并且利用基于系数可调阈值函数的小波阈值消噪法对分解后的在线检测信号进行多层滤波处理，以及进行重构获取预处理后的检测信号。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过探伤传感器采集所述在线检测信号。
本发明另一方面实施例提出了一种钢丝绳在线检测信号的预处理装置，包括：建立模块，用于建立信号预处理模型，其中，所述信号预处理模型包括离散数字形态变换和快速小波变换；采集模块，用于采集钢丝绳的在线检测信号；第一抑制模块，用于根据所述在线检测信号通过所述离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号，其中，所述离散数字形态变换通过基于自适应加权组合的开、闭形态滤波器实现抑制；以及第二抑制模块，用于通过所述快速小波变换抑制高频噪声和绳股漏磁场信号，实现通过所述预处理模型进行滤波处理。
根据本发明实施例提出的钢丝绳在线检测信号的预处理装置，通过建立信号预处理模型，从而采用离散数字形态变换和快速小波变换相结合的方法，实现对钢丝绳的在线检测信号进行预处理即滤波处理，有效抑制钢丝绳在线运行时产生的多种干扰，保留因钢丝绳产生的奇异信号，便于后续的信号识别，提高判断精确性，同时加快信号处理的时间，确保信号处理的实时性。
另外，根据本发明上述实施例的钢丝绳在线检测信号的预处理装置还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一抑制模块还用于通过开闭、闭开运算和自适应处理构建所述开、闭形态滤波器。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述开、闭形态滤波器用于通过开闭、闭开运算和最小平均绝对自适应处理对权系数逐步修正，并且构造与损伤信号特征相匹配的类三角脉冲结构元素对所述在线检测信号进行第一级滤波处理。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述快速小波变换通过构造与损伤信号特征相匹配的小波基函数对第一级滤波处理后的在线检测信号进行多尺度分解，利用类似于快速傅里叶变换的快速小波变换缩短信号处理的时间，并且利用基于系数可调阈值函数的小波阈值消噪法对分解后的在线检测信号进行多层滤波处理，以及进行重构获取预处理后的检测信号。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过探伤传感器采集所述在线检测信号。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的钢丝绳在线检测信号的预处理方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的钢丝绳在线检测信号的预处理方法的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的被噪声污染的钢丝绳原始检测信号与经过预处理后的信号对比示意图；以及
图4为根据本发明一个实施例的钢丝绳在线检测信号的预处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的钢丝绳在线检测信号的预处理方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的钢丝绳在线检测信号的预处理方法。参照图1所示，该方法包括以下步骤：
S101，建立信号预处理模型，其中，信号预处理模型包括离散数字形态变换和快速小波变换。
具体地，小波变换分析法是目前钢丝绳检测信号主要的处理方法。小波变换具有信号的局部分析功能，能够对钢丝绳损伤信号的局部异常信号进行小窗口放大观察，将损伤信号与噪声信号进行区分，通过多尺度分解滤除信号噪声，保留损伤信号特征，将钢丝绳检测信号以信噪比最大的形式重构出来，便于损伤信号的定量分析。因此，通过小波变换方法对钢丝绳检测信号进行滤波处理具有重要价值。
尽管如此，通过实验研究发现，小波变换分析方法对处于静止状态的钢丝绳检测信号滤波效果较好，但对于运动状态如钢丝绳带载运行时的钢丝绳检测信号滤波效果较差，易产生误差。
因此，本发明实施例针对现场采集的真实煤矿提升钢丝绳在线检测信号，建立信号预处理模型，通过基于离散数字形态变换和小波变换相结合的方法，对基于漏磁检测的钢丝绳在线检测信号进行滤波处理。其中，信号预处理模型包括数字形态滤波处理和小波变换处理。
S102，采集钢丝绳的在线检测信号。
在本发明的一个实施例中，通过探伤传感器采集所述在线检测信号。
其中，本发明实施例是在钢丝绳带载运行时，对现场安装的探伤传感器所采集到的钢丝绳损伤检测信号进行信号滤波处理，以过滤掉工频干扰、钢丝绳晃动产生的低频漂移信号、绳股漏磁场等噪声信号，保留因钢丝绳损伤产生的奇异信号，便于后续的信号识别。
S103，根据在线检测信号通过离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号，其中，离散数字形态变换通过基于自适应加权组合的开、闭形态滤波器实现抑制。
具体地，在本发明的一个实施例中，通过开闭、闭开运算和自适应处理构建开、闭形态滤波器。
进一步地，在本发明的一个实施例中，开、闭形态滤波器用于通过开闭、闭开运算和最小平均绝对自适应处理对权系数逐步修正，并且构造与损伤信号特征相匹配的类三角脉冲结构元素对在线检测信号进行第一级滤波处理，使滤波后信号与理想信号之间的平均绝对误差趋于最小。
具体地，针对在线检测信号，通过开闭、闭开运算和自适应处理方法，构建自适应加权组合滤波器对随速度变化的钢丝绳在线检测的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号、工频干扰信号进行抑制。也就是说，本发明实施例通过基于自适应加权组合的离散形态小波滤波方法对钢丝绳在线运行时因晃动产生的漂移信号，以及绳股漏磁场信号、工频干扰信号、高频噪声等多种干扰进行抑制。
其中，离散数字形态变换滤波用于抑制钢丝绳在线检测过程中，受运行速度和张力影响，因钢丝绳抖动产生的漂移干扰信号，以及低频绳股漏磁场信号、工频干扰信号等。离散数字形态变换滤波通过基于自适应加权组合的开、闭形态滤波器，对干扰信号，尤其是漂移干扰信号进行抑制。
S104，通过快速小波变换抑制高频噪声和绳股漏磁场信号，实现通过预处理模型进行滤波处理。
进一步地，在本发明的一个实施例中，快速小波变换通过构造与损伤信号特征相匹配的小波基函数对第一级滤波处理后的在线检测信号进行多尺度分解，利用类似于快速傅里叶变换的快速小波变换缩短信号处理的时间，并且利用基于系数可调阈值函数的小波阈值消噪法对分解后的在线检测信号进行多层滤波处理，以及进行重构获取预处理后的检测信号。
具体地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，钢丝绳在线检测信号的处理方法包括以下步骤：
S201，采集钢丝绳在线检测信号。
S202，根据在线检测信号通过离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号，其中，离散数字形态变换通过自适应加权组合的开、闭形态滤波器实现抑制。
S203，通过小波变换第一层分解抑制高频噪声和绳股漏磁场信号。
S204，对处理后的信号进一步通过离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号。
S205，通过小波变换第二层分解抑制高频噪声和绳股漏磁场信号。
S206，对处理后的信号继续进一步通过离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号。
其中，本发明实施例的中间处理步骤与上述步骤类似，为了减少冗余，此处不做赘述。
S207，通过小波变换第六层分解抑制高频噪声和绳股漏磁场信号。
小波变换处理在离散形态变换滤波的基础上，进一步对高频噪声、绳股漏磁场信号进行抑制，提高检测信号的信噪比。离散形态小波滤波方法包括一维数字离散形态变换和小波分解与重构变换。进一步地，一维数字离散形态变换通过开、闭滤波器加权组合算法，构造与损伤信号特征相匹配的结构元素，对信号漂移、绳股漏磁场、工频等干扰信号等进行滤波。
进一步地，对检测信号通过小波分解与重构方法对高频噪声、绳股漏磁场信号进行抑制。其中，重构后的信号即为预处理后信号。
在本发明的一个实施例中，参照图3所示，图3为被噪声污染的钢丝绳原始检测信号与经过预处理后的信号对比图。由图可知，与现有技术相比，本发明实施例采用基于离散数字形态变换和小波变换相结合的方法，对在线检测信号进行滤波处理，不但能够对绳股漏磁场信号、工频干扰信号、高频噪声等多种干扰进行抑制，而且能有效消除随速度变化的低频漂移、绳股漏磁场、工频干扰等噪声。
在本发明的一个具体实施例中，本发明实施例具体包括以下滤波处理步骤：
S1，针对多个通道采样输出的检测信号，通过基于开、闭滤波器加权组合算法的数学形态变换，构造与损伤信号特征相匹配的类三角脉冲结构元素，对信号进行第一级滤波处理。
S2，根据损伤信号特征构造小波基函数对第一级滤波处理后的信号进行多尺度分解。
S3，利用基于系数可调阈值函数的小波阈值消噪法对分解后的信号进行多层滤波处理，然后对信号进行重构。其中，重构后信号即为预处理后的检测信号。
上述滤波处理方法包括形态变换滤波和小波阈值滤波。形态变换滤波通过构造类三角脉冲结构元素和开、闭滤波器加权组合变换对信号进行处理。小波阈值滤波通过构造小波基函数和小波阈值函数对信号进行多尺度分解与重构。
具体而言，离散数字形态变换主要对随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号、工频干扰信号进行抑制，小波变换主要对高频噪声、绳股漏磁场信号进行抑制。因此，本发明实施例采用离散数字形态变换和小波变换相结合的方式，实现对钢丝绳在线运行时因晃动产生的漂移信号，以及绳股漏磁场信号、工频干扰信号、高频噪声等多种干扰，尤其是随速度变化的低频漂移信号、绳股漏磁场信号、工频干扰信号进行有效抑制。
根据本发明实施例提出的钢丝绳在线检测信号的预处理方法，通过建立信号预处理模型，从而采用离散数字形态变换和小波变换相结合的方法，实现对钢丝绳的在线检测信号进行预处理即滤波处理，有效抑制钢丝绳在线运行时产生的多种干扰，保留因钢丝绳产生的奇异信号，便于后续的信号识别，提高判断精确性，同时加快信号处理的时间，确保信号处理的实时性。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的钢丝绳在线检测信号的预处理装置。参照图4所示，该预处理装置10包括：建立模块100、采集模块200、第一抑制模块300和第二抑制模块400。
其中，建立模块100用于建立信号预处理模型，其中，信号预处理模型包括离散数字形态变换和快速小波变换。采集模块200用于采集钢丝绳的在线检测信号。第一抑制模块300用于根据在线检测信号通过离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号，其中，离散数字形态变换通过基于自适应加权组合的开、闭形态滤波器实现抑制。第二抑制模块400用于通过快速小波变换抑制高频噪声和绳股漏磁场信号，实现通过预处理模型进行滤波处理。
具体地，小波变换分析法是目前钢丝绳检测信号主要的处理方法。小波变换具有信号的局部分析功能，能够对钢丝绳损伤信号的局部异常信号进行小窗口放大观察，将损伤信号与噪声信号进行区分，通过多尺度分解滤除信号噪声，保留损伤信号特征，将钢丝绳检测信号以信噪比最大的形式重构出来，便于损伤信号的定量分析。因此，通过小波变换方法对钢丝绳检测信号进行滤波处理具有重要价值。
尽管如此，通过实验研究发现，小波变换分析方法对处于静止状态的钢丝绳检测信号滤波效果较好，但对于运动状态如钢丝绳带载运行时的钢丝绳检测信号滤波效果较差，易产生误差。
因此，本发明实施例针对现场采集的真实煤矿提升钢丝绳在线检测信号，建立信号预处理模型，通过基于离散数字形态变换和小波变换相结合的方法，对基于漏磁检测的钢丝绳在线检测信号进行滤波处理。其中，信号预处理模型包括数字形态滤波处理和小波变换处理。
在本发明的一个实施例中，通过探伤传感器采集所述在线检测信号。
其中，本发明实施例是在钢丝绳带载运行时，对现场安装的探伤传感器所采集到的钢丝绳损伤检测信号进行信号滤波处理，以过滤掉工频干扰、钢丝绳晃动产生的低频漂移信号、绳股漏磁场等噪声信号，保留因钢丝绳损伤产生的奇异信号，便于后续的信号识别。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第一抑制模块300还用于通过开闭、闭开运算和自适应处理构建开、闭形态滤波器。
在本发明的一个具体实施例中，本发明实施例的预处理装置10具体包括以下滤波处理步骤：
S1，针对多个通道采样输出的检测信号，通过基于开、闭滤波器加权组合算法的数学形态变换，构造与损伤信号特征相匹配的类三角脉冲结构元素，对信号进行第一级滤波处理。
S2，根据损伤信号特征构造小波基函数对第一级滤波处理后的信号进行多尺度分解。
S3，利用基于系数可调阈值函数的小波阈值消噪法对分解后的信号进行多层滤波处理，然后对信号进行重构。其中，重构后信号即为预处理后的检测信号。
上述滤波处理方法包括形态变换滤波和小波阈值滤波。形态变换滤波通过构造类三角脉冲结构元素和开、闭滤波器加权组合变换对信号进行处理。小波阈值滤波通过构造小波基函数和小波阈值函数对信号进行多尺度分解与重构。
具体而言，离散数字形态变换主要对随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号、工频干扰信号进行抑制，小波变换主要对高频噪声、绳股漏磁场信号进行抑制。因此，本发明实施例采用离散数字形态变换和小波变换相结合的方式，实现对钢丝绳在线运行时因晃动产生的漂移信号，以及绳股漏磁场信号、工频干扰信号、高频噪声等多种干扰，尤其是随速度变化的低频漂移信号、绳股漏磁场信号、工频干扰信号进行有效抑制。
根据本发明实施例提出的钢丝绳在线检测信号的预处理装置，通过建立信号预处理模型，从而采用离散数字形态变换和小波变换相结合的方法，实现对钢丝绳的在线检测信号进行预处理即滤波处理，有效抑制钢丝绳在线运行时产生的多种干扰，保留因钢丝绳产生的奇异信号，便于后续的信号识别，提高判断精确性，同时加快信号处理的时间，确保信号处理的实时性。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种钢丝绳在线检测信号的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立信号预处理模型，其中，所述信号预处理模型包括离散数字形态变换和快速小波变换；
采集钢丝绳的在线检测信号；
根据所述在线检测信号通过所述离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号，其中，所述离散数字形态变换通过基于自适应加权组合的开、闭形态滤波器实现抑制；以及
通过所述快速小波变换抑制高频噪声和绳股漏磁场信号，实现通过所述预处理模型进行滤波处理。
2.如权利要求1所述的钢丝绳在线检测信号的预处理方法，其特征在于，通过开闭、闭开运算和自适应处理构建所述开、闭形态滤波器。
3.如权利要求2所述的钢丝绳在线检测信号的预处理方法，其特征在于，所述开、闭形态滤波器用于通过开闭、闭开运算和最小平均绝对自适应处理对权系数逐步修正，并且构造与损伤信号特征相匹配的类三角脉冲结构元素对所述在线检测信号进行第一级滤波处理。
4.如权利要求3所述的钢丝绳在线检测信号的预处理方法，其特征在于，所述快速小波变换通过构造与损伤信号特征相匹配的小波基函数对第一级滤波处理后的在线检测信号进行多尺度分解，利用类似于快速傅里叶变换的快速小波变换缩短信号处理的时间，并且利用基于系数可调阈值函数的小波阈值消噪法对分解后的在线检测信号进行多层滤波处理，以及进行重构获取预处理后的检测信号。
5.如权利要求1所述的钢丝绳在线检测信号的预处理方法，其特征在于，通过探伤传感器采集所述在线检测信号。
6.一种钢丝绳在线检测信号的预处理装置，其特征在于，包括：
建立模块，用于建立信号预处理模型，其中，所述信号预处理模型包括离散数字形态变换和快速小波变换；
采集模块，用于采集钢丝绳的在线检测信号；
第一抑制模块，用于根据所述在线检测信号通过所述离散数字形态变换抑制随速度变化的低频漂移信号、低频绳股漏磁场信号和工频干扰信号，其中，所述离散数字形态变换通过基于自适应加权组合的开、闭形态滤波器实现抑制；以及
第二抑制模块，用于通过所述快速小波变换抑制高频噪声和绳股漏磁场信号，实现通过所述预处理模型进行滤波处理。
7.如权利要求6所述的钢丝绳在线检测信号的预处理装置，其特征在于，所述第一抑制模块还用于通过开闭、闭开运算和自适应处理构建所述开、闭形态滤波器。
8.如权利要求7所述的钢丝绳在线检测信号的预处理装置，其特征在于与，所述开、闭形态滤波器用于通过开闭、闭开运算和最小平均绝对自适应处理对权系数逐步修正，并且构造与损伤信号特征相匹配的类三角脉冲结构元素对所述在线检测信号进行第一级滤波处理。
9.如权利要求8所述的钢丝绳在线检测信号的预处理装置，其特征在于，所述快速小波变换通过构造与损伤信号特征相匹配的小波基函数对第一级滤波处理后的在线检测信号进行多尺度分解，利用类似于快速傅里叶变换的快速小波变换缩短信号处理的时间，并且利用基于系数可调阈值函数的小波阈值消噪法对分解后的在线检测信号进行多层滤波处理，以及进行重构获取预处理后的检测信号。
10.如权利要求6所述的钢丝绳在线检测信号的预处理装置，其特征在于，通过探伤传感器采集所述在线检测信号。
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