CN112612004B - 部件定位方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

部件定位方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种部件定位方法、装置、计算机设备和存储介质。通过获取待定位部件在跌落至数据采集区域时，撞击数据采集区域的冲击信号到达设置于上述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及待定位部件跌落至数据采集区域时撞击数据采集区域对应的波速，并根据上述到达时间差、波速以及预先构建的定位函数，得到上述待定位部件在数据采集区域中的位置，其中，定位函数可以基于多个数据采集设备的相对位置构建。相较于传统的基于小波降噪的定位方法，本方案利用部件在跌落至数据采集区域时，数据采集设备采集到冲击信号时对应的到达时间差，以及对应的波速，利用定位函数确定部件在数据采集区域中的位置，提高了部件定位的精度。

Description

部件定位方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及工业监测技术领域，特别是涉及一种部件定位方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
核电站一回路反应堆中有大量的螺钉、销钉等构件，尽管在反应堆设计制造的过程中考虑到了其松脱的影响，设计了防松装置，但是一回路中存在高温高压并且流速较快的水流，会对这些螺钉、销钉进行冲击，造成其松动甚至脱落。这些零件的脱落会对反应堆产生较大的影响，会对某些部件造成冲击使其磨损等轻微损伤，甚至会在水流的作用下，对其进行剧烈撞击导致其严重损坏，对反应堆的安全造成巨大的隐患。其主要危害有：(1)由于一个或者多个关键部件松动或者损伤使反应堆一回路的安全性能下降，可靠性降低；(2)脱落件在水流的带动下对燃料包芯进行撞击，使其破损；(3)脱落部件会造成控制棒卡棒；(4)由于松脱部件破损并扩散，会使放射性碎片增加。因此，对核电站或石油化工行业中的设备部件进行监测是保证作业安全的重要措施。
目前针对核电或石油化工行业中部件的定位方法通常采用基于小波降噪的定位方法，然而，使用这种方法有较大的局限性，无法得到精确的坐标。
因此，目前对核电或石油化工行业中部件的定位方法存在定位精度低的缺陷。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高部件定位精度的部件定位方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种部件定位方法，所述方法包括：
获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击所述数据采集区域的冲击信号到达设置于所述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及撞击所述数据采集区域时对应的波速；
根据所述到达时间差、所述波速以及预先构建的定位函数，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置；所述定位函数基于多个数据采集设备的相对位置构建。
在其中一个实施例中，所述多个数据采集设备包括至少三个加速度传感器。
在其中一个实施例中，所述获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击所述数据采集区域的冲击信号到达设置于所述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，包括：
获取所述待定位部件跌落至所述数据采集区域时，各个所述加速度传感器检测到的冲击信号；
对所述待定位部件对应的多个所述冲击信号进行希尔伯特变换包络，得到变换包络后的冲击信号；
将所述变换包络后的冲击信号中的第一个波形峰值对应的时刻作为所述待定位部件首次撞击所述数据采集区域对应的到达时刻；
根据所述至少三个加速度传感器对应的所述到达时刻，得到所述冲击信号到达所述至少三个加速度传感器的到达时间差。
在其中一个实施例中，所述获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击所述数据采集区域时对应的波速，包括：
根据所述待定位部件的质量，查询匹配数据库，得到所述待定位部件撞击所述数据采集区域时对应的波速；
所述匹配数据库根据多个不同质量的部件在不同高度跌落至所述数据采集区域时的弯曲波群速度构建。
在其中一个实施例中，所述根据所述到达时间差、所述波速以及预先构建的定位函数，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置之前，还包括：
将所述到达时间差以及所述波速作为输入变量；
建立所述输入变量与所述待定位部件跌落至所述数据采集区域时的落点到各个所述数据采集设备的距离差的映射关系，得到所述定位函数。
在其中一个实施例中，所述根据所述到达时间差、所述波速以及预先构建的定位函数，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置，包括：
将所述到达时间差与所述波速的乘积输入所述预先构建的定位函数，得到预设双曲线函数；
根据所述双曲线函数的交点，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的落点坐标；
根据所述落点坐标，确定所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置。
在其中一个实施例中，所述数据采集区域包括：测点内区域以及测点外区域；所述测点内区域根据设置于数据采集区域内的至少三个加速度传感器在笛卡尔坐标系中的坐标形成的区域确定；所述测点外区域根据所述数据采集区域中测点内区域之外的区域确定；
所述根据所述落点坐标，确定所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置，包括：
若所述落点坐标在所述测点内区域中，将所述落点坐标作为所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置；
和/或，
若所述落点坐标在所述测点外区域中，将所述测点外区域进行平均划分，得到多个子测点外区域；
根据所述冲击信号到达各个所述加速度传感器的时间，确定所述落点坐标所在的目标子测点外区域，将所述目标子测点外区域的中心位置的坐标，作为所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置。
一种部件定位装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击所述数据采集区域的冲击信号到达设置于所述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及撞击所述数据采集区域时对应的波速；
定位模块，用于根据所述到达时间差、所述波速以及预先构建的定位函数，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置；所述定位函数基于多个数据采集设备的相对位置构建。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述部件定位方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取待定位部件在跌落至数据采集区域时，撞击数据采集区域的冲击信号到达设置于上述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及待定位部件跌落至数据采集区域时撞击数据采集区域对应的波速，并根据上述到达时间差、波速以及预先构建的定位函数，得到上述待定位部件在数据采集区域中的位置，其中，定位函数可以基于多个数据采集设备的相对位置构建。相较于传统的基于小波降噪的定位方法，本方案通过获取部件在跌落至数据采集区域时，数据采集设备采集到冲击信号时对应的到达时间差，以及撞击时对应的波速，利用预先构建的定位函数确定待定位部件在数据采集区域中的位置，从而可以实现提高部件定位精度的效果。
附图说明
图1为一个实施例中部件定位方法的应用环境图；
图2为一个实施例中部件定位方法的流程示意图；
图3为一个实施例中冲击信号变换包络的示意图；
图4为一个实施例中部件定位步骤的示意图；
图5为另一个实施例中部件定位方法的流程示意图；
图6为一个实施例中部件定位装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的部件定位方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。终端102可以与数据采集设备进行连接，数据采集设备可以向终端102传输信号，终端102可以获取数据采集设备传输的冲击信号，并根据冲击信号到达不同的数据采集设备的时间，得到对应的到达时间差，终端102还可以获取部件撞击数据采集区域时对应的波速，并根据获取的到达时间差和波速，利用预先构建的定位函数，得到待定位部件在数据采集区域中的位置，终端102还可以在得到上述位置后，将结果发送至服务器104中进行存储。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机和平板电脑，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现，数据采集设备可以包括多个。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种部件定位方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S202，获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击数据采集区域的冲击信号到达设置于数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及撞击数据采集区域时对应的波速。
其中，待定位部件可以是工业设备中的内部松脱件，例如核电或石油化工业的主设备内部松脱件，这些部件的脱落容易造成设备的运行事故，因此需要对这些松脱部件进行定位。数据采集区域可以是用于监测上述待定位部件的跌落情况的区域，即上述待定位部件跌落时可以跌落在该数据采集区域，例如松脱的螺丝跌落在设备底部的钢板上，则钢板可以作为数据采集区域；同时数据采集区域中还可以设置有多个数据采集设备，数据采集设备可以用于采集待定位部件跌落在数据采集区域时产生的各种信号，例如待定位部件撞击数据采集区域时产生的冲击信号，上述数据采集设备可以包括多个，具体地，可以是至少三个加速度传感器，各个加速度传感器以特定方式设置于数据采集区域中，各个加速度传感器可以用于检测待定位部件跌落时和撞击时产生的加速度和弯曲波等信号。终端102可以获取数据采集设备传输的多种信号，例如获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击数据采集区域的冲击信号到达上述各个数据采集设备，即加速度传感器，对应的到达时间，并且可以基于到达时间得到对应的到达时间差，即信号到达各个数据采集设备的时间差，上述到达时间可以基于信号的包络处理得到；终端102还可以获取上述待定位部件撞击数据采集区域时对应的波速，具体地，终端102可以基于待定位部件跌落至数据采集区域时产生的弯曲波群速度以及部件的质量，确定上述待定位部件对应的波速。
步骤S204，根据到达时间差、波速以及预先构建的定位函数，得到待定位部件在数据采集区域中的位置；定位函数基于多个数据采集设备的相对位置构建。
其中，到达时间差可以根据上述待定位部件到达上述各个数据采集设备对应的到达时间确定，波速可以是待定位部件跌落至数据采集区域时对应的波速。上述多个数据采集设备可以是至少三个加速度传感器，终端102可以基于设置于数据采集区域的至少三个加速度传感器的相对位置，构建定位函数。其中，定位函数可以用于对上述待定位部件在数据采集区域中的位置进行定位，终端102可以根据上述到达时间差、波速，以及上述定位函数，得到待定位部件在数据采集区域中的位置。
上述部件定位方法中，通过获取待定位部件在跌落至数据采集区域时，撞击数据采集区域的冲击信号到达设置于上述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及待定位部件跌落至数据采集区域时撞击数据采集区域对应的波速，并根据上述到达时间差、波速以及预先构建的定位函数，得到上述待定位部件在数据采集区域中的位置，其中，定位函数可以基于多个数据采集设备的相对位置构建。相较于传统的基于小波降噪的定位方法，本方案通过获取部件在跌落至数据采集区域时，数据采集设备采集到冲击信号时对应的到达时间差，以及撞击时对应的波速，利用预先构建的定位函数确定待定位部件在数据采集区域中的位置，从而可以实现提高部件定位精度的效果。
在一个实施例中，获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击数据采集区域的冲击信号到达设置于数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，包括：获取待定位部件跌落至数据采集区域时，各个加速度传感器检测到的冲击信号；对待定位部件对应的多个冲击信号进行希尔伯特变换包络，得到变换包络后的冲击信号；将变换包络后的冲击信号中的第一个波形峰值对应的时刻作为待定位部件首次撞击数据采集区域对应的到达时刻；根据至少三个加速度传感器对应的到达时刻，得到冲击信号到达至少三个加速度传感器的到达时间差。
本实施例中，冲击信号可以是上述待定位部件冲击数据采集区域时，加速度传感器采集到的信号，上述加速度传感器可以包括多个，终端102可以根据各个加速度传感器采集到的冲击信号，确定冲击信号对应的到达时间差。上述待定位部件撞击数据采集区域时，可以产生多个冲击信号，终端102可以获取待定位部件撞击数据采集区域时的多个冲击信号，并对多个冲击信号进行希尔伯特变换包络，得到变换包络后的冲击信号，终端102可以将变换包络后的冲击信号的第一个波形峰值对应的时刻作为待定位部件首次撞击数据采集区域时对应的到达时刻，即起振点时刻；终端102还可以根据上述至少三个加速度传感器对应的到达时刻，得到冲击信号到达上述至少三个加速度传感器的到达时间差。
具体地，以上述加速度传感器的数量为三个为例，可以预先在被撞击物体上，即上述数据采集区域中，安装好三个加速度传感器，连接好数据采集卡、电荷放大器和加速度传感器，同时还可以获取三个加速度传感器的坐标；其中，加速度传感器的坐标可以是从建立在数据采集区域中的笛卡尔坐标系中获取；终端102可以将三个加速度传感器采集到的信号进行希尔伯特变换包络分析，如图3所示，图3为一个实施例中冲击信号变换包络的示意图。其中实线可以是进行变换包络分析后的其中一个加速度传感器检测到的冲击信号，虚线可以是该加速度传感器直接采集到的碰撞信号，即冲击信号，终端102可以将图3中第一个波形峰值对应的时刻作为加速度传感器接收到冲击信号的时刻，从而可以得到冲击信号到达该加速度传感器的到达时刻；通过对每个加速度传感器检测到的冲击信号进行上述变换包络分析，可以得到各个加速度传感器对应的到达信号，终端102可以将第一通道，即第一加速度传感器对应的起振点时刻，即首次撞击产生冲击信号的时刻，设为TA；将第二通道，即第二加速度传感器对应的起振点时刻，设为TB；将第三通道，即第三加速度传感器对应的起振点时刻，设为TC，从而终端102可以基于上述TA、TB和TC得到上述到达时间差，例如第一通道与第二通道的到达时间差ΔtAB、第一通道与第三通道的到达时间差ΔtAC；需要说明的是，上述加速度传感器也可以是三个以上，上述到达时间差的数量可以根据加速度传感器的数量进行调整。
通过本实施例，终端102可以利用希尔伯特变换包络，得到冲击信号到达各个加速度传感器对应的到达时刻，并基于到达时刻得到上述到达时间差，从而可以基于到达时间差对待定位部件的位置进行求解，提高了待定位部件的定位精度。
在一个实施例中，获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击数据采集区域时对应的波速，包括：根据待定位部件的质量，查询匹配数据库，得到待定位部件撞击数据采集区域时对应的波速；匹配数据库根据多个不同质量的部件在不同高度跌落至所述数据采集区域时的弯曲波群速度构建。
本实施例中，待定位部件可以有不同的质量，匹配数据库可以存储有各个部件的质量与弯曲波群速度的对应关系。终端102可以预先构建匹配数据库，例如，终端102可以获取多个不同质量的部件，在不同高度跌落至数据采集区域时的弯曲波群速度，并将部件的质量与对应的弯曲波群速度进行关联并存储，从而得到匹配数据库。具体地，终端102可以测得待定位部件在不同跌落条件下的弯曲波群速度，并建立数据库，终端102可以测得不同质量的松脱件从不同高度跌落至钢板，即数据采集区域时，的不同弯曲波群速度，并建议数据库。终端102可以根据待定位部件的质量，查询上述匹配数据库，得到待定位部件撞击数据采集区域时对应的波速，具体地，终端102可以根据不同质量的松脱件，查询上述匹配数据库，得到相应的波速。
通过本实施例，终端102可以利用弯曲波群速度构建的匹配数据库，得到待定位部件撞击数据采集区域时的波速，从而可以基于波速对待定位部件的位置进行求解，提高了待定位部件的定位精度。
在一个实施例中，根据到达时间差、波速以及预先构建的定位函数，得到待定位部件在数据采集区域中的位置之前，还包括：将到达时间差以及所述波速作为输入变量；建立输入变量与待定位部件跌落至数据采集区域时的落点到各个数据采集设备的距离差的映射关系，得到定位函数。
本实施例中，终端102可以根据上述加速度传感器的相对位置、上述到达时间差和波速，构建定位函数，终端102可以将上述到达时间差以及波速作为定位函数的输入变量，并建立输入变量与待定位部件跌落至数据采集区域时的落点到各个数据采集设备的距离差的映射关系，得到上述定位函数。具体地，以上述加速度传感器设置为三个为例，三个加速度传感器可以根据设置于数据采集区域中的笛卡尔坐标系，得到三个对应的坐标，形成三个测点；终端102可以将上述落点到两个测点之间的距离差作为函数的输出值，将上述弯曲波的波速与这两个测点接收信号的时间差的乘积作为输入变量，建立映射关系，例如得到双曲线方程，从而得到上述定位函数。
通过本实施例，终端102可以基于待定位部件的落点与多个数据采集设备的距离差，以及上述到达时间差和波速，得到定位函数，从而可以利用定位函数对待定位部件进行定位，提高了待定位部件的定位精度。
在一个实施例中，根据到达时间差、波速以及预先构建的定位函数，得到待定位部件在数据采集区域中的位置，包括：将到达时间差与波速的乘积输入预先构建的定位函数，得到预设双曲线函数；根据双曲线函数的交点，得到待定位部件在数据采集区域中的落点坐标；根据落点坐标，确定待定位部件在数据采集区域中的位置。
本实施例中，定位函数可以是用于对待定位部件进行定位的函数，以上述加速度传感器设置为三个为例，其可以包括待定位部件在数据采集区域中的落点到两个测点之间的距离差等于弯曲波的波速与这两个测点接收信号的时间差的乘积的关系。终端102可以将上述到达时间差与波速的乘积输入上述定位函数，从而得到双曲线方程组，并且可以利用到达时间差，例如上述ΔtAB和ΔtAC，以及上述波速c，求得双曲线的交点，将双曲线的焦点作为待定位部件在数据采集区域中的落点坐标，如图4所示，图4为一个实施例中部件定位步骤的示意图。其中，数据采集区域中可以预先建立笛卡尔坐标系，A(xA，yA)可以是第一个加速度传感器在笛卡尔坐标系中的坐标，B(xB、yB)可以是第二个加速度传感器在笛卡尔坐标系中的坐标，C(xC、yC)可以是第三个加速度传感器在笛卡尔坐标系中的坐标，P(x，y)可以是将上述到达时间差以及波速代入双曲线方程组后，得到的双曲线的交点，即待定位部件的落点坐标。具体地，被撞击点，即落点，到达上述A、B和C的距离分别为： 以及/>其中DA、DB和DC分别表征上述落点距离A、B以及C点的距离；终端102可以根据被撞击点到两个测点之间的距离差等于波速与这两个测点接收信号的时间差的乘积，列出以下方程组：
终端102可以将上述测得的到达时间差和波速代入该方程组，求解方程组得到定位坐标。另外，在测量到达时间差的过程中，由于存在误差，其中有可能存在时间差为0的情况，为了避免该情况的出现，在求解方程组之前应滤去为0的时间差分量，然后再代入剩余的时间差进行方程组求解。
终端102可以基于该落点坐标，确定待定位部件在数据采集区域中的位置，例如数据采集区域中可以包括多个区域，在不同区域的落点对应的待定位部件的位置可以不同。
通过本实施例，终端102可以利用上述定位函数、到达时间差以及波速，得到双曲线，并将双曲线的交点作为待定位部件的落点坐标，从而提高了待定位部件的定位精度。
在一个实施例中，根据落点坐标，确定待定位部件在数据采集区域中的位置，包括：若落点坐标在测点内区域中，将落点坐标作为待定位部件在数据采集区域中的位置；和/或，若落点坐标在测点外区域中，将测点外区域进行平均划分，得到多个子测点外区域；根据冲击信号到达各个加速度传感器的时间，确定落点坐标所在的目标子测点外区域，将目标子测点外区域的中心位置的坐标，作为待定位部件在数据采集区域中的位置。
本实施例中，上述数据采集区域可以包括多个区域，例如测点内区域以及测点外区域；其中，测点内区域可以根据设置于数据采集区域内的至少三个加速度传感器在笛卡尔坐标系中的坐标形成的区域确定；测点外区域可以根据数据采集区域中测点内区域之外的区域确定。其中，数据采集区域中可以预先建立笛卡尔坐标系，上述各个加速度传感器均可以有相应的坐标。以加速度传感器设置为三个为例，终端102可以将三个加速度传感器的坐标形成的三角形区域作为测点内区域，将三角形以外的区域作为测点外区域。终端102可以根据上述通过定位函数得到的落点坐标所在的区域，确定待定位部件在数据采集区域中的位置。
若落点坐标在测点内区域，则终端102可以将落点坐标输出，作为待定位部件在数据采集区域中的位置。若落点坐标在测点外区域，终端102可以将测点外区域进行平均划分，从而得到多个子测点外区域，并利用冲击信号到达各个加速度传感器的时间，确定落点坐标所在的子测点外区域，作为目标子测点外区域，将目标子测点外区域的中心位置的坐标，作为待定位部件在数据采集区域中的位置。具体地，若加速度传感器的数量为三个，即测点数量为三个，且落点坐标在测点外区域，则终端102可以将除三个测点围成的三角形外的区域均匀分成三个部分，根据上述待定位部件的冲击信号到达各个加速度传感器对应的到达时间的大小，确定跌落位置所在的区域，并将该区域的中心位置的坐标作为待定位部件的跌落位置坐标并输出。
通过本实施例，终端102可以根据待定位部件的落点坐标所在的区域的不同，输出相应的待定位部件的位置，从而可以提高待定位部件的定位精度。
在一个实施例中，如图5所示，图5为另一个实施例中部件定位方法的流程示意图。本实施例中，终端102可以首先在数据采集区域中建立笛卡尔坐标系，连接数据采集设备，采集待定位部件跌落时的冲击信号，将采集待的冲击信号进行希尔伯特变换包络分析，根据第一个波形峰值提取到达时间，根据多个数据采集设备的到达时间计算到达时间差；并进行波速测定，即首先将不同跌落条件下的弯曲波群速度，建立匹配数据库，根据待定位部件跌落条件自动匹配相应波速c；其中，上述数据采集设备可以是三个，终端102还可以根据列出对应的三角形定位方程组，具体地，终端102可以根据落点到两个测点之间的距离差等于弯曲波的波速与这两个测点接收信号的时间差的乘积的关系，得到双曲线方程组，并代入上述到达时间差以及波速，将双曲线的交点作为落点坐标，即跌落位置坐标；终端102还可以判断坐标是否位于上述加速度传感器组成的区域内，若是，则将落点坐标作为上述待定位部件的跌落位置进行输出；若否，终端102可以对待定位部件的落点进行坐标寻优，具体地若该坐标在三个测点所围成的区域范围外，终端102可以将除三个测点围成的三角形外的区域均匀分成三个部分，根据上述测得的到达时间的大小，确定跌落位置所在区域，取该区域的中心位置的坐标为跌落位置坐标并输出。
在一个实施例中，提供一种基于上述部件定位方法的应用实施例，以平板试验作为实施例，试验中用于模拟反应堆压力容器壁的钢板尺寸规格为40cm×60cm×8cm，为减少环境噪声对试验的影响，在钢板的四个角下均加了缓冲距离。每个缓冲距离由一块实木支撑和一块海绵组成，由底层开始分别为实木支撑和海绵。终端102可以测得不同质量的小球跌落至钢板的弯曲波传播速度，如表1所示：
表1不同质量小球弯曲波平均传播速度表
试验选用10g、47g、110g、175g、260g和375g的钢球，将各个钢球落至钢板上不同位置，利用上述部件定位方法得到的定位结果如下表2所示：
表2不同质量钢球跌落至钢板不同位置的定位结果
从表1中可以得出结论：
(1)10g钢球定位结果：共20组试验，估计撞击位置与实际撞击位置的平均偏差为1.68cm；
(2)47g钢球定位结果：共20组试验，估计撞击位置与实际撞击位置的平均偏差为4.79cm；
(3)110g钢球定位结果：共20组试验，估计撞击位置与实际撞击位置的平均偏差为1.98cm；
(4)175g钢球定位结果：共20组试验，估计撞击位置与实际撞击位置的平均偏差为1.49cm；
(5)260g钢球定位结果：共20组试验，估计撞击位置与实际撞击位置的平均偏差为4.62cm；
(6)375g钢球定位结果：共20组试验，估计撞击位置与实际撞击位置的平均偏差为4.37cm。
由上述统计可知，所有钢球的平均定位偏差在5cm以内，满足精度要求，因此上述部件定位方法有较高的定位精度。
通过上述实施例，终端102通过获取部件在跌落至数据采集区域时，数据采集设备采集到冲击信号时对应的到达时间差，以及撞击时对应的波速，利用预先构建的定位函数确定待定位部件在数据采集区域中的位置，从而可以实现提高部件定位精度的效果。
应该理解的是，虽然图2及图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2及图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种部件定位装置，包括：获取模块500和定位模块502，其中：
获取模块500，用于获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击数据采集区域的冲击信号到达设置于数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及撞击数据采集区域时对应的波速。
定位模块502，用于根据到达时间差、波速以及预先构建的定位函数，得到待定位部件在数据采集区域中的位置；定位函数基于多个数据采集设备的相对位置构建。
在一个实施例中，上述获取模块500，具体用于获取待定位部件跌落至数据采集区域时，各个加速度传感器检测到的冲击信号；对待定位部件对应的多个冲击信号进行希尔伯特变换包络，得到变换包络后的冲击信号；将变换包络后的冲击信号中的第一个波形峰值对应的时刻作为待定位部件首次撞击数据采集区域对应的到达时刻；根据至少三个加速度传感器对应的到达时刻，得到冲击信号到达至少三个加速度传感器的到达时间差。
在一个实施例中，上述获取模块500，具体用于根据待定位部件的质量，查询匹配数据库，得到待定位部件撞击数据采集区域时对应的波速；匹配数据库根据多个不同质量的部件在不同高度跌落至所述数据采集区域时的弯曲波群速度构建。
在一个实施例中，上述装置还包括：构建模块，用于将到达时间差以及所述波速作为输入变量；建立输入变量与待定位部件跌落至数据采集区域时的落点到各个数据采集设备的距离差的映射关系，得到定位函数。
在一个实施例中，上述定位模块502，具体用于将到达时间差与波速的乘积输入预先构建的定位函数，得到预设双曲线函数；根据双曲线函数的交点，得到待定位部件在数据采集区域中的落点坐标；根据落点坐标，确定待定位部件在数据采集区域中的位置。
在一个实施例中，上述定位模块502，具体用于若落点坐标在测点内区域中，将落点坐标作为待定位部件在数据采集区域中的位置。
在一个实施例中，上述定位模块502，具体用于若落点坐标在测点外区域中，将测点外区域进行平均划分，得到多个子测点外区域；根据冲击信号到达各个加速度传感器的时间，确定落点坐标所在的目标子测点外区域，将目标子测点外区域的中心位置的坐标，作为待定位部件在数据采集区域中的位置。
关于部件定位装置的具体限定可以参见上文中对于部件定位方法的限定，在此不再赘述。上述部件定位装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种部件定位方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述的部件定位方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的部件定位方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种部件定位方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击所述数据采集区域的冲击信号到达设置于所述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及撞击所述数据采集区域时对应的波速；所述波速根据所述待定位部件的质量查询匹配数据库得到；所述匹配数据库根据多个不同质量的部件在不同高度跌落至所述数据采集区域时的弯曲波群速度构建；所述数据采集区域包括：测点内区域以及测点外区域；所述测点内区域根据设置于数据采集区域内的至少三个加速度传感器在笛卡尔坐标系中的坐标形成的区域确定；所述测点外区域根据所述数据采集区域中测点内区域之外的区域确定；
根据所述到达时间差、所述波速以及预先构建的定位函数，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置，包括：将所述到达时间差与所述波速的乘积输入所述预先构建的定位函数，得到预设双曲线函数；根据所述双曲线函数的交点，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的落点坐标；根据所述落点坐标，确定所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置；所述定位函数基于多个数据采集设备的相对位置构建；
其中，若所述落点坐标在所述测点内区域中，将所述落点坐标作为所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置；和/或，若所述落点坐标在所述测点外区域中，将所述测点外区域进行平均划分，得到多个子测点外区域；根据所述冲击信号到达各个所述加速度传感器的时间，确定所述落点坐标所在的目标子测点外区域，将所述目标子测点外区域的中心位置的坐标，作为所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个数据采集设备包括至少三个加速度传感器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击所述数据采集区域的冲击信号到达设置于所述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，包括：
获取所述待定位部件跌落至所述数据采集区域时，各个所述加速度传感器检测到的冲击信号；
对所述待定位部件对应的多个所述冲击信号进行希尔伯特变换包络，得到变换包络后的冲击信号；
将所述变换包络后的冲击信号中的第一个波形峰值对应的时刻作为所述待定位部件首次撞击所述数据采集区域对应的到达时刻；
根据所述至少三个加速度传感器对应的所述到达时刻，得到所述冲击信号到达所述至少三个加速度传感器的到达时间差。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击所述数据采集区域时对应的波速，包括：
根据所述待定位部件的质量，查询匹配数据库，得到所述待定位部件撞击所述数据采集区域时对应的波速。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述到达时间差、所述波速以及预先构建的定位函数，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置之前，还包括：
将所述到达时间差以及所述波速作为输入变量；
建立所述输入变量与所述待定位部件跌落至所述数据采集区域时的落点到各个所述数据采集设备的距离差的映射关系，得到所述定位函数。
6.一种部件定位装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取待定位部件跌落至数据采集区域时，撞击所述数据采集区域的冲击信号到达设置于所述数据采集区域的多个数据采集设备对应的到达时间差，以及撞击所述数据采集区域时对应的波速；所述波速根据所述待定位部件的质量查询匹配数据库得到；所述匹配数据库根据多个不同质量的部件在不同高度跌落至所述数据采集区域时的弯曲波群速度构建；所述数据采集区域包括：测点内区域以及测点外区域；所述测点内区域根据设置于数据采集区域内的至少三个加速度传感器在笛卡尔坐标系中的坐标形成的区域确定；所述测点外区域根据所述数据采集区域中测点内区域之外的区域确定；
定位模块，用于根据所述到达时间差、所述波速以及预先构建的定位函数，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置，具体用于将所述到达时间差与所述波速的乘积输入所述预先构建的定位函数，得到预设双曲线函数；根据所述双曲线函数的交点，得到所述待定位部件在所述数据采集区域中的落点坐标；根据所述落点坐标，确定所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置；所述定位函数基于多个数据采集设备的相对位置构建；
其中，若所述落点坐标在所述测点内区域中，将所述落点坐标作为所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置；和/或，若所述落点坐标在所述测点外区域中，将所述测点外区域进行平均划分，得到多个子测点外区域；根据所述冲击信号到达各个所述加速度传感器的时间，确定所述落点坐标所在的目标子测点外区域，将所述目标子测点外区域的中心位置的坐标，作为所述待定位部件在所述数据采集区域中的位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个数据采集设备包括至少三个加速度传感器。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：
获取所述待定位部件跌落至所述数据采集区域时，各个所述加速度传感器检测到的冲击信号；
对所述待定位部件对应的多个所述冲击信号进行希尔伯特变换包络，得到变换包络后的冲击信号；
将所述变换包络后的冲击信号中的第一个波形峰值对应的时刻作为所述待定位部件首次撞击所述数据采集区域对应的到达时刻；
根据所述至少三个加速度传感器对应的所述到达时刻，得到所述冲击信号到达所述至少三个加速度传感器的到达时间差。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
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