CN114235962A - 一种面向各向异性结构的超声导波成像方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向各向异性结构的超声导波成像方法及系统，该方法步骤包括：根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵并获取全方位速度，依次激励并采集所有传感路径的超声导波信号；根据上、下百分比区间内的数据包络拟合线交点分别获取不同路径无损伤信号与损伤散射信号的到达时间；将导波信号中目标分量提取后获取重构非线性分量，获取信号的时频信息，通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，对不同路径受损伤影响程度进行评估；以实际损伤时间差与参考点时间差进行比较，确定损伤路径，结合损伤指数对参考点损伤概率的估计，在概率分布函数嵌入尺度控制系数实现各向异性结构损伤的定位成像。本发明实现高精度准确定位成像，鲁棒性强。

Description

一种面向各向异性结构的超声导波成像方法及系统

技术领域

本发明涉及无损检测及结构健康监测技术领域，具体涉及一种面向各向异性结构的超声导波成像方法及系统。

背景技术

先进复合材料结构因其优异的综合性能在航空和海洋高端装备领域受到高度重视，但复合材料结构的各向异性等特性也为其结构健康监测和损伤检测带来难题。

由于不同材料间的属性差异，各向异性复合结构内部尤其是不同组分间的交界面处，在制造和使用过程中容易形成分层和裂纹等缺陷。此外，各向异性结构在航空航天和海洋高端装备领域服役环境十分恶劣，这无疑会增加各向异性结构产生损伤的概率。损伤一旦产生，各向异性结构的整体完整性遭到了严重破坏，且随着损伤的发展与扩大，材料的性能急剧下降，存在重大的安全隐患。通常，结构中宏观损伤的开始是由材料微观结构的演变引起的。这种对微小状态变化的检测及表征能力，对于将早期剩余寿命预测转移到结构使用寿命更早时间进行检测是至关重要的。通过改善检测技术来提升检测极限，为最大化结构可用性和最小化生命周期成本方面提供了明显的优势。在工程结构服役的几年到几十年时间中，损伤的扩展和累积占据了材料损伤到失效的大部分时间。为保证各向异性结构在使用过程中的可靠性，采取有效的检测手段对结构损伤尤其是早期结构损伤进行检测是十分有价值且具有现实意义的。

在无损评估和结构健康监测领域中，超声导波检测技术以其检测灵敏度高、检测效率高、成本低、操作方便快捷等优点而受到高度认可。超声导波主要分为线性和非线性超声导波检测技术两大类。线性超声导波依据导波信号的线性特征(如时间、幅值等)变化对损伤进行检测，针对反射效应明显的较大尺寸裂纹和孔洞等具有较好的检测效果，但对于微裂纹、分层等损伤进行检测时，由损伤造成的线性特征差异较弱，致使检测效果不理想。非线性超声导波通过有限振幅声波与结构内存在的微损伤相互作用对结构内部存在的微损伤或状态变化非常敏感，为微损伤及早期结构损伤的检测带来了极大的便利。然而，与线性特征相比，非线性特征非常微弱。此外，超声导波传播过程中在波导结构内多次反射，具有频散、多模态特性，同时各向异性特性使超声导波在其内部传播所包含的模态更为复杂，为非线性特征提取带来巨大挑战。并且非线性特征通常在频域内进行分析，丢失信号的时间信息，使得即使非线性超声导波检测技术能够检测并表征损伤，也难以实现损伤的定位成像。

另一方面，概率成像方法可以通过少量传感器组成的稀疏传感网络获得高质量的成像效果，掀起了成像检测的热潮，为非线性超声导波损伤成像检测研究提供了良好的契机。然而，概率成像方法在各向同性材料中具有较好的成像效果，但对于各向异性结构，其波速随方向变化而变化，无法获取相应的椭圆路径，使得椭圆概率成像方法在面对各向异性结构时仍然无法获得良好的成像效果。另一方面，各向异性结构及其不均匀性使导波信号更为复杂，并且微弱的非线性分量致使其损伤特征波动较大，采用部分传感路径的成像鲁棒性较差。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种面向各向异性结构的超声导波成像方法及系统，根据数据包络拟合线交点确定信号起点的方式，可以更准确的获取导波信号到达时间，且受噪声、零漂等干扰时具有更好的鲁棒性；通过高分辨率SPWVD方法可以更准确提取微弱的非线性特征，对不同路径受损伤影响的程度进行准确评估，对微小损伤进行有效、准确的检测；引入参考点概念，将实际损伤时间差与参考点进行比较，进而避免了损伤位置的解析求解过程，实现各向异性结构的准确定位成像检测。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种面向各向异性结构的超声导波成像方法，包括下述步骤：

根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵并获取各向异性结构的全方位速度；

根据各向异性结构材料属性分布传感器阵列位置，通过循环激励方式依次激励并采集所有传感路径的超声导波信号；

在各向异性结构全方位速度的基础上，以信号首波的最大值为参考，根据上、下百分比区间内的数据包络拟合线交点分别获取不同路径无损伤信号与损伤散射信号的到达时间；

采用小波包分解将导波信号中目标分量提取后进行重构，获取重构非线性分量，采用高分辨率时频分析方法获取信号的时频信息，通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，对不同路径受损伤影响程度进行评估；

以实际损伤时间差与参考点时间差进行比较，判断参考点是否位于损伤路径上，结合损伤指数对参考点的损伤概率进行估计，在概率分布函数中嵌入尺度控制系数实现各向异性结构损伤的定位成像。

作为优选的技术方案，所述根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵并获取各向异性结构的全方位速度，包括下述步骤：

所述各向异性结构的全方位速度采用有限元仿真一次性获取，仿真中数量为N的接收传感器以激励传感器为圆心均匀分布在距激励传感器相同距离的圆上。

作为优选的技术方案，所述各向异性结构的全方位速度通过对各传感路径导波速度进行多项式拟合获得，拟合多项式次数根据拟合残差以及曲线是否发生畸变确定。

作为优选的技术方案，所述采用小波包分解将导波信号中目标分量提取后进行重构获取重构非线性分量，所述目标分量包括基频分量和非线性谐波分量的振幅剖面，所述振幅剖面通过对应频率设定上下频率区间范围的均值获得。

作为优选的技术方案，所述通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，所述非线性损伤指数的计算方式具体表示为：

其中，E_ω,D、E_ω,B、E_2ω,D和E_2ω,B分别为损伤和无损伤信号基频分量和非线性谐波分量的能量谱。

作为优选的技术方案，所述以实际损伤时间差与参考点时间差进行比较，所述时间差的计算步骤包括：

获取参考点及其激励接收传感器的相对位置和角度，计算得到任意两两位置之间的速度和传播时间，得到导波信号由激励传感器到参考点再到接收传感器的时间与直达波的时间差。

作为优选的技术方案，所述结合损伤指数对参考点的损伤概率进行估计，所述参考点损伤概率由非线性损伤指数和时间系数确定，具体计算公式表示为：

其中，p_r(x,y)为参考点(x,y)在第r条路径影响下的损伤估计概率，W_r(x,y)为关于时间系数C_T的尺度控制函数，Δt'、Δt分别为参考点和实际损伤时间差，t₀、t₁、t₂分别为直达波、激励到损伤、损伤到接收的导波传播时间，t₀'、t₁'、t₂'为参考点对应传播时间，γ为控制概率衰减速率的尺度控制系数。

作为优选的技术方案，将全路径估计损伤概率进行叠加融合获取各向异性结构损伤整体的损伤概率分布。

作为优选的技术方案，由传感路径获得的估计损伤存在路径为非椭圆路径。

本发明还提供一种面向各向异性结构的超声导波成像系统，包括：刚度系数矩阵计算模块、全方位速度获取模块、超声导波信号采集模块、信号到达时间获取模块、非线性分量重构模块、时频信息分析模块、非线性损伤指数获取模块、损伤路径确定模块、损伤定位成像模块；

所述刚度系数矩阵计算模块用于根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵；

所述全方位速度获取模块用于获取各向异性结构的全方位速度；

所述超声导波信号采集模块用于根据各向异性结构材料属性分布传感器阵列位置，通过循环激励方式依次激励并采集所有传感路径的超声导波信号；

所述信号到达时间获取模块用于在各向异性结构全方位速度的基础上，以信号首波的最大值为参考，根据上、下百分比区间内的数据包络拟合线交点分别获取不同路径无损伤信号与损伤散射信号的到达时间；

所述非线性分量重构模块用于采用小波包分解将导波信号中目标分量提取后进行重构，获取重构非线性分量；

所述时频信息分析模块用于采用高分辨率时频分析方法获取信号的时频信息；

所述非线性损伤指数获取模块用于通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，对不同路径受损伤影响程度进行评估；

所述损伤路径确定模块用于以实际损伤时间差与参考点时间差进行比较，判断参考点是否位于损伤路径上；

所述损伤定位成像模块用于结合损伤指数对参考点的损伤概率进行估计，在概率分布函数中嵌入尺度控制系数实现各向异性结构损伤的定位成像。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明根据数据包络拟合线交点确定信号起点的方式，可以更准确的获取导波信号到达时间，且受噪声、零漂等干扰时具有更好的鲁棒性。

(2)本发明通过高分辨率SPWVD方法可以更准确提取微弱的非线性特征，对不同路径受损伤影响的程度进行准确评估，对微小损伤进行有效、准确的检测。

(3)本发明引入参考点概念，将实际损伤时间差与参考点进行比较，进而避免了损伤位置的解析求解过程，实现各向异性结构的准确定位成像检测。

附图说明

图1为本发明面向各向异性结构的超声导波成像方法的流程示意图；

图2为本发明各向异性CFRP结构全方位速度示意图；

图3为本发明[0/90/0]铺层方向的各向异性CFRP结构的全方位速度示意图；

图4为本发明一次拟合包络线交点导波传播时间获取方法示意图；

图5为本发明导波信号SPWVD时频分析示意图；

图6为本发明各向异性CFRP结构损伤定位示意图；

图7为本发明各向异性CFRP结构损伤成像示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种面向各向异性结构的超声导波成像方法，包括下述步骤：

S1：根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵并获取各向异性结构的全方位速度；

在本实施例中，各向异性结构的全方位速度采用有限元仿真一次性获取，仿真中数量为N的接收传感器以激励传感器为圆心均匀分布在距激励传感器相同距离的圆上，根据对称性接收传感器可相应减少。

在本实施例中，各向异性结构的全方位速度通过对各传感路径导波速度进行多项式拟合获得，拟合多项式次数根据拟合残差以及曲线是否发生畸变确定。

S2：根据各向异性结构材料属性分布传感器阵列位置，通过循环激励方式依次激励并采集所有传感路径的超声导波信号；

在本实施例中，传感器依次循环激励，其他传感器接收，采集所有传感路径的超声导波信号。

S3：在各向异性结构全方位速度的基础上，以信号首波的最大值为参考，根据上、下百分比区间内的数据包络拟合线交点分别获取不同路径无损伤信号与损伤散射信号的到达时间；

在本实施例中，拟合段数据为信号首波单调上升部分数据，取导波信号上下包络线，以首波的最大值为参考，在上、下百分比区间内的数据作为信号拟合段数据。

在本实施例中，信号起点为上下包络一次拟合线的交点横坐标，有效减少了导波信号零漂对到达时间获取的干扰。

S4：采用小波包分解将导波信号中的基频成分和非线性谐波成分等目标分量提取后进行重构获取重构非线性分量，采用高分辨率时频分析方法SPWVD(Smoothed PseudoWigner-Ville Distribution)获取信号的时频信息，通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，对不同路径受损伤影响程度进行评估；

在本实施例中，通过非线性损伤指数对不同路径受损伤影响程度进行评估，提出了重构非线性概念，重构非线性主要包含导波信号中的基频成分和非线性谐波成分等目标分量，并采用小波包分解实现重构非线性分量的获取。

在本实施例中，采用高分辨率时频分析方法SPWVD获取信号的时频信息，并提取目标分量包括基频分量和非线性谐波分量的振幅剖面，振幅剖面通过对应频率上下Δf区间的均值获得。

在本实施例中，非线性特征首波信号进行计算以减少不同模态导波信号的干扰，非线性系数主要通过基频分量和非线性谐波分量剖面进行计算，非线性损伤指数的计算方式定义为：

式中，E_ω,D、E_ω,B、E_2ω,D和E_2ω,B分别为损伤和无损伤信号基频分量和非线性谐波分量的能量谱。

S5：引入参考点概念，以实际损伤时间差与参考点进行比较的方式避免损伤位置的解析求解过程；结合损伤指数对参考点的损伤概率进行估计，在概率分布函数中嵌入尺度控制系数，增强算法鲁棒性，实现各向异性结构损伤的高精度准确定位成像。

在本实施例中，成像过程中首先将检测区域离散化，引入参考点概念，对于已知参考点以及其和激励接收传感器的相对位置和角度，可以计算得到任意两两位置之间的速度和传播时间，从而得到导波信号由激励传感器到参考点再到接收传感器的时间与直达波的时间差。

在本实施例中，损伤成像方法为提出的非椭圆概率成像，由传感路径获得的估计损伤存在路径为非椭圆路径。

在本实施例中，每一离散化像素点作为参考点获得的时间差与实际损伤时间差相比较来判断参考点是否位于损伤路径上，避免了损伤位置无解析解问题。进一步，定义时间系数：

式中，Δt'、Δt分别为参考点和实际损伤时间差，t₀、t₁、t₂分别为直达波、激励到损伤、损伤到接收的导波传播时间，t₀'、t₁'、t₂'为参考点对应传播时间。

在本实施例中，参考点损伤概率由非线性损伤指数和时间系数确定，具体计算公式为：

式中，p_r(x,y)为参考点(x,y)在第r条路径影响下的损伤估计概率，W_r(x,y)为关于C_T的尺度控制函数：

式中，γ为控制概率衰减速率的尺度控制系数。

在本实施例中，嵌入了尺度控制系数γ控制概率衰减速率，增强了非椭圆概率成像算法的鲁棒性。γ越小损伤衰减速度越快，对时间精度要求越高，反之，γ越大损伤衰减速度越慢，对时间精度要求越低。

在本实施例中，将全路径估计损伤概率进行叠加融合获取各向异性结构损伤整体的损伤概率分布。

实施例2

本实施例基于实施例1的内容选取铺层方向[0/90/0]的各向异性CFRP结构作为具体实例进行说明，根据材料参数绘制其频散曲线，如图2所示，根据频散曲线确定激励频率为200kHz，此时，导波模态较少且速度较为平稳。

在本实施例中，建立各向异性CFRP结构仿真模型，将数量为17的接收传感器以激励传感器为圆心均匀分布在距激励传感器200mm的圆上，采用阈值法获得不同角度上的导波速度，如图3所示，通过8次多项式拟合获得各向异性CFRP结构的全方位速度。

在本实施例中，采用圆形阵列布局，所有传感器依次循环激励模式，激励传感器激励信号为50峰汉宁窗调制正弦信号，信号与损伤相互作用产生非线性效应，并由其他接收传感器采集，所有传感器依次循环激励后，采集所有传感路径的超声导波信号。

在本实施例中，非线性特征对微损伤非常敏感，其波动性较大，同时各向异性CFRP结构不同方向上的声速和衰减率均不相同，多个频率成分的导波模态更为复杂。信号激励和采集过程中以无损伤状态为基准，先采集无损伤状态下导波信号，再制造损伤采用损伤状态下的导波信号。

如图4所示，根据导波信号上下包络一次拟合线的交点横坐标获得各路径导波到达时间，对采集的导波信号进行滤波和去零漂等预处理工作，拟合段数据信号为首波单调上升部分数据，取导波信号上下包络线，以首波的最大值为参考，上、下百分比分别取0.1，0.6，以对应区间内的数据作为信号拟合段数据。

在本实施例中，采用一次多项式拟合分别作导波首波信号上下包络线，进一步计算包络线的交点，信号起点为上下包络一次拟合线的交点横坐标，即为导波的到达时间。

在本实施例中，将通过小波包分解将导波信号中的基频成分和非线性谐波成分等目标分量提取出来并重构获得重构非线性分量。

如图5所示，采用高分辨率时频分析方法SPWVD获取信号的时频信息，并提取目标分量包括基频分量和非线性谐波分量的振幅剖面，振幅剖面通过对应频率上下Δf区间的均值获得。

在本实施例中，非线性特征首波信号进行计算以减少不同模态导波信号的干扰，非线性系数主要通过基频分量和非线性谐波分量剖面进行计算，非线性损伤指数的计算方式定义为：

式中，E_ω,D、E_ω,B、E_2ω,D和E_2ω,B分别为损伤和无损伤信号基频分量和非线性谐波分量的能量谱。

在本实施例中，将检测区域离散化，引入参考点概念，对于已知参考点以及其和激励接收传感器的相对位置和角度，可以计算得到任意两两位置之间的速度和传播时间，从而得到导波信号由激励传感器到参考点再到接收传感器的时间与直达波的时间差。

如图6所示，为各向异性结构损伤定位，图中T(x_T,y_T)、R(x_R,y_R)、D(x_D,y_D)和D’(x_D’,y_D’)分别为激励、接收、损伤和参考点及其坐标。已知各点位置及坐标的情况下，可根据点的相对位置计算各路径的速度及相应的传播时间。

在本实施例中，由于各路径速度各不相同，由损伤到激励和接收的时间和与直达波的时间差所确定的距离不是一个固定值，无法通过解析方法获得椭圆路径。因此，引入参考点，将每一离散化像素点作为参考点获得的时间差与实际损伤时间差相比较来判断参考点是否位于损伤路径上，避免了损伤位置无解析解问题。进一步，定义时间系数：

式中，Δt'、Δt分别为参考点和实际损伤时间差，t₀、t₁、t₂分别为直达波、激励到损伤、损伤到接收的导波传播时间，t₀'、t₁'、t₂'为参考点对应传播时间。

当C_T＝0时，参考点处的损伤概率最大，即参考点正位于损伤路径上时，该路径上所有离散像素点作参考点时的损伤概率相同。C_T越大，参考点离损伤路径越远，损伤概率越低。

根据非线性损伤指数和时间系数计算参考点损伤概率，具体计算公式为：

式中，p_r(x,y)为参考点(x,y)在第r条路径影响下的损伤估计概率，W_r(x,y)为关于C_T的尺度控制函数：

式中，γ为控制概率衰减速率的尺度控制系数。

由单一传感路径可以确定一条非椭圆损伤路径，结合传感网络形成的多条传感路径，如图7所示，可以确定多个非椭圆损伤路径，进而确定损伤位置。

将全路径估计损伤概率进行叠加融合获取各向异性结构损伤整体的损伤概率分布。

实施例3

本实施例提供一种面向各向异性结构的超声导波成像系统，包括：刚度系数矩阵计算模块、全方位速度获取模块、超声导波信号采集模块、信号到达时间获取模块、非线性分量重构模块、时频信息分析模块、非线性损伤指数获取模块、损伤路径确定模块、损伤定位成像模块；

在本实施例中，刚度系数矩阵计算模块用于根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵；

在本实施例中，全方位速度获取模块用于获取各向异性结构的全方位速度；

在本实施例中，超声导波信号采集模块用于根据各向异性结构材料属性分布传感器阵列位置，通过循环激励方式依次激励并采集所有传感路径的超声导波信号；

在本实施例中，信号到达时间获取模块用于在各向异性结构全方位速度的基础上，以信号首波的最大值为参考，根据上、下百分比区间内的数据包络拟合线交点分别获取不同路径无损伤信号与损伤散射信号的到达时间；

在本实施例中，非线性分量重构模块用于采用小波包分解将导波信号中目标分量提取后进行重构，获取重构非线性分量；

在本实施例中，时频信息分析模块用于采用高分辨率时频分析方法获取信号的时频信息；

在本实施例中，非线性损伤指数获取模块用于通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，对不同路径受损伤影响程度进行评估；

在本实施例中，损伤路径确定模块用于以实际损伤时间差与参考点时间差进行比较，判断参考点是否位于损伤路径上；

在本实施例中，损伤定位成像模块用于结合损伤指数对参考点的损伤概率进行估计，在概率分布函数中嵌入尺度控制系数实现各向异性结构损伤的定位成像。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，包括下述步骤：

根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵并获取各向异性结构的全方位速度；

根据各向异性结构材料属性分布传感器阵列位置，通过循环激励方式依次激励并采集所有传感路径的超声导波信号；

在各向异性结构全方位速度的基础上，以信号首波的最大值为参考，根据上、下百分比区间内的数据包络拟合线交点分别获取不同路径无损伤信号与损伤散射信号的到达时间；

采用小波包分解将导波信号中目标分量提取后进行重构，获取重构非线性分量，采用高分辨率时频分析方法获取信号的时频信息，通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，对不同路径受损伤影响程度进行评估；

以实际损伤时间差与参考点时间差进行比较，判断参考点是否位于损伤路径上，结合损伤指数对参考点的损伤概率进行估计，在概率分布函数中嵌入尺度控制系数实现各向异性结构损伤的定位成像。

2.根据权利要求1所述的面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，所述根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵并获取各向异性结构的全方位速度，包括下述步骤：

所述各向异性结构的全方位速度采用有限元仿真一次性获取，仿真中数量为N的接收传感器以激励传感器为圆心均匀分布在距激励传感器相同距离的圆上。

3.根据权利要求1所述的面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，所述各向异性结构的全方位速度通过对各传感路径导波速度进行多项式拟合获得，拟合多项式次数根据拟合残差以及曲线是否发生畸变确定。

4.根据权利要求1所述的面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，所述采用小波包分解将导波信号中目标分量提取后进行重构获取重构非线性分量，所述目标分量包括基频分量和非线性谐波分量的振幅剖面，所述振幅剖面通过对应频率设定上下频率区间范围的均值获得。

5.根据权利要求1所述的面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，所述通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，所述非线性损伤指数的计算方式具体表示为：

其中，E_ω,D、E_ω,B、E_2ω,D和E_2ω,B分别为损伤和无损伤信号基频分量和非线性谐波分量的能量谱。

6.根据权利要求1所述的面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，所述以实际损伤时间差与参考点时间差进行比较，所述时间差的计算步骤包括：

获取参考点及其激励接收传感器的相对位置和角度，计算得到任意两两位置之间的速度和传播时间，得到导波信号由激励传感器到参考点再到接收传感器的时间与直达波的时间差。

7.根据权利要求1所述的面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，所述结合损伤指数对参考点的损伤概率进行估计，所述参考点损伤概率由非线性损伤指数和时间系数确定，具体计算公式表示为：

其中，p_r(x,y)为参考点(x,y)在第r条路径影响下的损伤估计概率，W_r(x,y)为关于时间系数C_T的尺度控制函数，Δt'、Δt分别为参考点和实际损伤时间差，t₀、t₁、t₂分别为直达波、激励到损伤、损伤到接收的导波传播时间，t₀'、t₁'、t₂'为参考点对应传播时间，γ为控制概率衰减速率的尺度控制系数。

8.根据权利要求7所述的面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，将全路径估计损伤概率进行叠加融合获取各向异性结构损伤整体的损伤概率分布。

9.根据权利要求1所述的面向各向异性结构的超声导波成像方法，其特征在于，由传感路径获得的估计损伤存在路径为非椭圆路径。

10.一种面向各向异性结构的超声导波成像系统，其特征在于，包括：刚度系数矩阵计算模块、全方位速度获取模块、超声导波信号采集模块、信号到达时间获取模块、非线性分量重构模块、时频信息分析模块、非线性损伤指数获取模块、损伤路径确定模块、损伤定位成像模块；

所述刚度系数矩阵计算模块用于根据各向异性结构材料参数计算其刚度系数矩阵；

所述全方位速度获取模块用于获取各向异性结构的全方位速度；

所述超声导波信号采集模块用于根据各向异性结构材料属性分布传感器阵列位置，通过循环激励方式依次激励并采集所有传感路径的超声导波信号；

所述信号到达时间获取模块用于在各向异性结构全方位速度的基础上，以信号首波的最大值为参考，根据上、下百分比区间内的数据包络拟合线交点分别获取不同路径无损伤信号与损伤散射信号的到达时间；

所述非线性分量重构模块用于采用小波包分解将导波信号中目标分量提取后进行重构，获取重构非线性分量；

所述时频信息分析模块用于采用高分辨率时频分析方法获取信号的时频信息；

所述非线性损伤指数获取模块用于通过首波信号提取并计算非线性损伤指数，对不同路径受损伤影响程度进行评估；

所述损伤路径确定模块用于以实际损伤时间差与参考点时间差进行比较，判断参考点是否位于损伤路径上；

所述损伤定位成像模块用于结合损伤指数对参考点的损伤概率进行估计，在概率分布函数中嵌入尺度控制系数实现各向异性结构损伤的定位成像。

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