CN114611549B - 时域冲击响应特征参数提取方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种时域冲击响应特征参数提取方法、装置、设备及存储介质,该方法包括将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件,在对冲击响应文件中的冲击响应数据有效化后,获取冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,对局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于冲击峰值特征参数,确定局部峰值变量的冲击持续时间,最后将每个局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。本发明通过提供一种提取时域冲击响应特征参数的自动化方法,实现提取时域冲击响应特征参数过程的自动化,大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率,提升了提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域,尤其涉及到一种时域冲击响应特征参数提取方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
冲击是指相对于系统固有周期而言持续时间极短的、非周期的载荷作用。冲击一般由跌落、载体发动机点火、火工品爆炸、再入大气及高速气动力、脱靶炮火等环境引起。无论是电子产品还是其他工业产品在使用、运输等寿命周期过程中不可避免地受到外部冲击的作用。然而相对于普通工业品而言,电子产品在冲击的作用下,更容易出现功能异常、电气短路或短路、结构变形、结构开裂等损伤。因此,冲击环境适应性是电子产品环境适应性。可靠性的重要组成部分。在研发过程中,为了保证电子产品的耐冲击能力,结构工程师们需要进行有针对性的设计和试验。
冲击试验时,通过测量电子产品不同位置上的加速度时域冲击响应,来了解和掌握电子产品在冲击载荷作用下的表现。工程中通常使用冲击峰值和冲击持续时间作为特征参数来描述时域冲击响应。冲击峰值是指在整个冲击响应的时间历程上,加速度响应绝对值的最大值。GJB150.18A-2009将冲击持续时间定义为:至少包含幅值超过10%RMS峰值的RMS时间历程的90%的最小时间段。
当前常常采用计算机辅助绘图的方法从冲击测量数据确定冲击峰值和冲击持续时间等特征参数。利用该方法首先绘制冲击响应测量数据的整个时间历程,从中抓取最大绝对峰值作为冲击峰值;其次,在峰值的两侧,按照GJB150.18A-2009对冲击持续时间定义截取满足要求的最小时间段,作为冲击持续时间。显而易见,当前采用的技术途径具有明显不足:
1)速度慢、效率低、难以进行大批量数据处理。
当前技术途径处理冲击响应测量数据的速度慢、效率低、难以进行大批量数据处理。前技术途径通过绘制冲击响应测量数据的曲线,依赖操作人员从曲线中读取冲击峰值和冲击持续时间等特征参数。冲击响应数据往往有数千、甚至数万个数据点构成,这个过程需要花费较长时间。例如,以20KHz/s采样率测量得到的时长为2s的冲击响应数据点数为4万个。利用当前技术途径确定冲击峰值和冲击持续时间参数需要约2-3分钟。可见,当需要处理的数据较多时,花费的时间将更。显然,当前技术途径难以进行大批量数据的处理。
2)依赖操作人员技术经验和技术水平,易出错,无法保证提取数据的质量。
当前技术途径依赖操作人员技术经验和知识水平,易出错,无法保证提取数据的质量。当前技术途径确定冲击峰值和冲击持续时间等冲击特征参数的质量在一定程度上依赖操作人员的技术经验和知识水平,并且在这个过程中工作人员容易疲劳,出现错误,无法保证提取数据的质量。
因此,如何提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率,以及提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性,是一个亟需解决的技术问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种时域冲击响应特征参数提取方法、装置、设备及存储介质,旨在解决目前批量提取的冲击响应数据特征参数的速度、效率以及质量稳定性不高的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种时域冲击响应特征参数提取方法,所述方法包括以下步骤:
将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件;其中,所述冲击响应文件存储有N组冲击响应数组变量,每组冲击响应数组变量包括冲击响应数据和所述冲击响应数据对应的时间信息;
对所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据进行有效化处理,以获得冲击响应有效数据;
获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,其中,所述局部峰值变量包括局部峰值和所述局部峰值对应的时间信息,所述冲击峰值特征参数为局部峰值变量中最大的冲击响应有效数据;
对所述局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间;
将每个所述局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。
可选的,所述冲击响应数组变量为n×2形式的数组变量;其中,冲击响应数组变量的第一列存储冲击响应数据的时间信息,冲击响应数组变量的第二列存储冲击响应数据。
可选的,所述对所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据进行有效化处理,以获得冲击响应有效数据步骤,具体包括:
去除所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据的零飘,并将去除零飘的冲击响应数据绝对值化;
去除绝对值化后的冲击响应数据中的噪声。
可选的,所述获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数步骤,具体包括:
遍历冲击响应数据变量中的冲击响应有效数据,匹配满足第一峰值条件的冲击响应数据变量作为局部峰值变量;其中,第一峰值条件为局部峰值变量的冲击响应有效数据不小于相邻时间信息对应的冲击响应有效数据;
遍历局部峰值变量中的冲击响应有效数据,匹配满足第二峰值条件的冲击响应数据变量作为冲击峰值特征参数;其中,第二峰值条件为所有局部峰值变量中具有最大的冲击响应有效数据对应的冲击响应数据变量。
可选的,所述对所述局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化步骤,具体包括:
截取局部峰值变量中冲击峰值特征参数之前和之后的冲击响应有效数据,分别作为局部峰值变量的上升段的数据和下降段的数据;
判断所述上升段的数据在每个时间信息对应的冲击响应有效数据是否小于前一时间信息对应的冲击响应有效数据;若是,删除当前时间信息对应的冲击响应有效数据;
判断所述下降段的数据在每个时间信息对应的冲击响应有效数据是否小于下一时间信息对应的冲击响应有效数据;若是,删除当前时间信息对应的冲击响应有效数据。
可选的,所述基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间步骤,具体包括:
基于所述冲击峰值特征参数,生成冲击持续阈值;
利用线性插值法获得所述冲击持续阈值在局部峰值变量上升段对应的时间信息和下降段对应的时间信息的差值,并将所述差值作为冲击持续时间。
可选的,所述冲击持续阈值为冲击峰值特征参数的10%。
此外,为了实现上述目的,本发明还提供了一种时域冲击响应特征参数提取装置,所述时域冲击响应特征参数提取装置包括:
转换模块,用于将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件;其中,所述冲击响应文件存储有N组冲击响应数组变量,每组冲击响应数组变量包括冲击响应数据和所述冲击响应数据对应的时间信息;
有效化模块,用于对所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据进行有效化处理,以获得冲击响应有效数据;
获取模块,用于获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,其中,所述局部峰值变量包括局部峰值和所述局部峰值对应的时间信息,所述冲击峰值特征参数为局部峰值变量中最大的冲击响应有效数据;
确定模块,用于对所述局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间;
输出模块,用于将每个所述局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。
此外,为了实现上述目的,本发明还提供了一种设备,所述设备配置有时域冲击响应特征参数提取设备,所述时域冲击响应特征参数提取设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的时域冲击响应特征参数提取程序,所述时域冲击响应特征参数提取程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的时域冲击响应特征参数提取方法的步骤。
此外,为了实现上述目的,本发明还提供了一种存储介质,所述存储介质上存储有时域冲击响应特征参数提取程序,所述时域冲击响应特征参数提取程序被处理器执行时实现如上任一项所述的时域冲击响应特征参数提取方法的步骤。
本发明实施例提出的一种时域冲击响应特征参数提取方法、装置、设备及存储介质,该方法包括将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件,在对冲击响应文件中的冲击响应数据有效化后,获取冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,对局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于冲击峰值特征参数,确定局部峰值变量的冲击持续时间,最后将每个局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。本发明通过提供一种提取时域冲击响应特征参数的自动化方法,实现提取时域冲击响应特征参数过程的自动化,大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率,提升了提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例中一种时域冲击响应特征参数提取设备的结构示意图;
图2为本发明实施例中时域冲击响应特征参数提取方法的流程示意图;
图3为本发明实施例中时域冲击响应特征参数自动提取原理的示意图;
图4为图3中步骤4的具体原理示意图;
图5为图3中步骤5的具体原理示意图;
图6为图3中步骤6的具体原理示意图;
图7为图3中步骤7的具体原理示意图;
图8为图3中步骤8的具体原理示意图;
图9为图3中步骤9的具体原理示意图;
图10为图3中步骤10的具体原理示意图;
图11为图3中步骤11的具体原理示意图;
图12为本发明实施例中一种时域冲击响应特征参数提取装置的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
当前常常采用计算机辅助绘图的方法从冲击测量数据确定冲击峰值和冲击持续时间等特征参数。利用该方法首先绘制冲击响应测量数据的整个时间历程,从中抓取最大绝对峰值作为冲击峰值;其次,在峰值的两侧,按照GJB150.18A-2009对冲击持续时间定义截取满足要求的最小时间段,作为冲击持续时间。显而易见,当前采用的技术途径具有明显不足:(1)速度慢、效率低、难以进行大批量数据处理。当前技术途径处理冲击响应测量数据的速度慢、效率低、难以进行大批量数据处理。前技术途径通过绘制冲击响应测量数据的曲线,依赖操作人员从曲线中读取冲击峰值和冲击持续时间等特征参数。冲击响应数据往往有数千、甚至数万个数据点构成,这个过程需要花费较长时间。例如,以20KHz/s采样率测量得到的时长为2s的冲击响应数据点数为4万个。利用当前技术途径确定冲击峰值和冲击持续时间参数需要约2-3分钟。可见,当需要处理的数据较多时,花费的时间将更。显然,当前技术途径难以进行大批量数据的处理。(2)依赖操作人员技术经验和技术水平,易出错,无法保证提取数据的质量。当前技术途径依赖操作人员技术经验和知识水平,易出错,无法保证提取数据的质量。当前技术途径确定冲击峰值和冲击持续时间等冲击特征参数的质量在一定程度上依赖操作人员的技术经验和知识水平,并且在这个过程中工作人员容易疲劳,出现错误,无法保证提取数据的质量。因此,如何提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率,以及提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性,是一个亟需解决的技术问题。
为了解决这一问题,提出本发明的时域冲击响应特征参数提取方法的各个实施例。本发明提供的时域冲击响应特征参数提取方法通过将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件,在对冲击响应文件中的冲击响应数据有效化后,获取冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,对局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于冲击峰值特征参数,确定局部峰值变量的冲击持续时间,最后将每个局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。提供了提供一种提取时域冲击响应特征参数的自动化方法,实现提取时域冲击响应特征参数过程的自动化,大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率,提升了提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性。
参照图1,图1为本发明实施例方案涉及的时域冲击响应特征参数提取设备的结构示意图。
设备可以是配置于用于电子产品冲击试验的移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)等用户设备(User Equipment,UE)、手持设备、机载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、移动台(Mobile station,MS)等。设备可能被称为用户终端、便携式终端、台式终端等。
通常,设备包括:至少一个处理器301、存储器302以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的时域冲击响应特征参数提取程序,所述时域冲击响应特征参数提取程序配置为实现如前所述的时域冲击响应特征参数提取方法的步骤。
处理器301可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(CentralProcessingUnit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器301可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。处理器301还可以包括AI(Artificial Intelligence,人工智能)处理器,该AI处理器用于处理有关时域冲击响应特征参数提取操作,使得时域冲击响应特征参数提取模型可以自主训练学习,提高效率和准确度。
存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中,存储器302中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令,该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本申请中方法实施例提供的时域冲击响应特征参数提取方法。
在一些实施例中,终端还可选包括有:通信接口303和至少一个外围设备。处理器301、存储器302和通信接口303之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与通信接口303相连。具体地,外围设备包括:射频电路304、显示屏305和电源306中的至少一种。
通信接口303可被用于将I/O(Input/Output,输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器301和存储器302。通信接口303通过外围设备用于接收用户上传的多个移动终端的移动轨迹以及其他数据。在一些实施例中,处理器301、存储器302和通信接口303被集成在同一芯片或电路板上;在一些其他实施例中,处理器301、存储器302和通信接口303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现,本实施例对此不加以限定。
射频电路304用于接收和发射RF(Radio Frequency,射频)信号,也称电磁信号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信,从而可获取多个移动终端的移动轨迹以及其他数据。射频电路304将电信号转换为电磁信号进行发送,或者,将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地,射频电路304包括:天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路304可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于:城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(WirelessFidelity,无线保真)网络。在一些实施例中,射频电路304还可以包括NFC(Near FieldCommunication,近距离无线通信)有关的电路,本申请对此不加以限定。
显示屏305用于显示UI(User Interface,用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏305是触摸显示屏时,显示屏305还具有采集在显示屏305的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器301进行处理。此时,显示屏305还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘,也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中,显示屏305可以为一个,电子设备的前面板;在另一些实施例中,显示屏305可以为至少两个,分别设置在电子设备的不同表面或呈折叠设计;在再一些实施例中,显示屏305可以是柔性显示屏,设置在电子设备的弯曲表面上或折叠面上。甚至,显示屏305还可以设置成非矩形的不规则图形,也即异形屏。显示屏305可以采用LCD(LiquidCrystal Display,液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
电源306用于为电子设备中的各个组件进行供电。电源306可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源306包括可充电电池时,该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
本领域技术人员可以理解,图1中示出的结构并不构成对时域冲击响应特征参数提取设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
本发明实施例提供了一种时域冲击响应特征参数提取方法,参照图2,图2为本发明时域冲击响应特征参数提取方法的实施例的流程示意图。
本实施例中,所述时域冲击响应特征参数提取方法包括以下步骤:
步骤S100,将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件;其中,所述冲击响应文件存储有N组冲击响应数组变量,每组冲击响应数组变量包括冲击响应数据和所述冲击响应数据对应的时间信息。
具体而言,在将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件时,需要将冲响应数据转换为冲击响应文件中的冲击响应数组变量,冲击响应数组变量为n×2形式的数组变量;其中,冲击响应数组变量的第一列存储冲击响应数据的时间信息,冲击响应数组变量的第二列存储冲击响应数据。
在本实施例中,冲击响应数据通常为冲击试验对应的物理量,例如加速度等。需要说明的是,在存储冲击响应数据和所述冲击响应数据对应的时间信息的同时,还记录有n×2的数据变量的数量。
步骤S200,对所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据进行有效化处理,以获得冲击响应有效数据。
在本实施例中,对冲击响应数据进行有效化处理包括:去除所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据的零飘;将去除零飘的冲击响应数据绝对值化;以及去除绝对值化后的冲击响应数据中的噪声。
具体而言,在去除冲击响应数据的零飘时,去除某个冲击响应数据变量零飘的过程为:首先通过计算冲击响应数据变量前20%数据的平均值获得该冲击响应数据变量的零飘值,并构造与冲击响应数据变量相等的零飘列向量,然后计算该冲击响应数据变量的第2列与零飘列向量的差值,并替换该冲击响应数据变量的第2列,从而去除该冲击响应数据变量的零飘。
具体而言,在将冲击响应数据绝对值化时,过程为:历某个去除零飘后的冲击响应数据变量的第2列,将负值元素乘以-1变为正值,并替换原值,从而将该冲击响应数据变量绝对值化。
具体而言,在去除冲击响应数据中的噪声时,过程为:对某个绝对值化的冲击响应数据变量,首先获取该变量中第2列数据的最大值,并以该最大值的10%作为噪声值;然后构造与冲击响应数据变量相等的噪声列向量;最后计算该冲击响应数据变量的第2列与噪声列向量的差值,并替换该冲击响应数据变量的第2列,从而去除该冲击响应数据变量的噪声。
步骤S300,获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,其中,所述局部峰值变量包括局部峰值和所述局部峰值对应的时间信息,所述冲击峰值特征参数为局部峰值变量中最大的冲击响应有效数据。
具体而言,获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数具体通过如下两个步骤分别获得局部峰值变量和冲击峰值特征参数:
(1)遍历冲击响应数据变量中的冲击响应有效数据,匹配满足第一峰值条件的冲击响应数据变量作为局部峰值变量;其中,第一峰值条件为局部峰值变量的冲击响应有效数据不小于相邻时间信息对应的冲击响应有效数据;
(2)遍历局部峰值变量中的冲击响应有效数据,匹配满足第二峰值条件的冲击响应数据变量作为冲击峰值特征参数;其中,第二峰值条件为所有局部峰值变量中具有最大的冲击响应有效数据对应的冲击响应数据变量。
在本实施例中,获取局部峰值变量的过程为:遍历某个去噪后的冲击响应数据变量第2列,当数据大于或等于其相邻的两个数据时,即为局部峰值,记录全部局部峰值和在冲击响应数据变量中第1列对应的时间,构成局部峰值变量。
在本实施例中,获取冲击峰值特征参数的过程为:遍历某个局部峰值变量第2列,得到最大峰值,记录该最大峰值及在局部峰值变量第1列的时间。该最大峰值即为冲击峰值特征参数。
步骤S400,对所述局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间。
在本实施例中,对局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化的过程为:截取局部峰值变量中冲击峰值特征参数之前和之后的冲击响应有效数据,分别作为局部峰值变量的上升段的数据和下降段的数据;判断所述上升段的数据在每个时间信息对应的冲击响应有效数据是否小于前一时间信息对应的冲击响应有效数据;若是,删除当前时间信息对应的冲击响应有效数据;判断所述下降段的数据在每个时间信息对应的冲击响应有效数据是否小于下一时间信息对应的冲击响应有效数据;若是,删除当前时间信息对应的冲击响应有效数据。
其中,对局部峰值变量的上升段进行单调化的过程具体为:首先在某个局部峰值变量中截取冲击峰值之前的数据,即为局部峰值变量上升段数据;然后,引入临时变量Tu,并令其值为局部峰值变量上升段数据的第1行第2列的数据值,从局部峰值变量上升段数据的第2行开始,逐行比较局部峰值变量上升段数据的第2列数据与临时变量Tu的大小,当前数据小于临时变量Tu的值时,将当前数据所在行从局部变量上升段数据中删除,当前数据不小于临时变量Tu的值时,将当前数据赋值给Tu,在局部变量上升段数据中保留当前数据所在行。如此往复,直至到达局部峰值变量上升段数据的最后一行,完成局部峰值变量上升段数据单调化。
对局部峰值变量的下降段进行单调化的过程具体为:首先在某个局部峰值变量中截取冲击峰值之后的数据,即为局部峰值变量下降段数据;然后,引入临时变量Td,并令其值为局部峰值变量下降段数据的最后1行第2列的数据值,从局部峰值变量下降段数据的倒数第2行开始,逐行比较局部峰值变量下降段数据的第2列数据与临时变量Td的大小,当前数据小于临时变量Td的值时,将当前数据所在行从局部变量下降段数据中删除,当前数据不小于临时变量Td的值时,将当前数据赋值给Td,在局部变量下降段数据中保留当前数据所在行。如此往复,直至到达局部峰值变量下降段数据的第1行,完成局部峰值变量下降段数据单调化。
在一些实施例中,基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间,通过基于所述冲击峰值特征参数,生成冲击持续阈值;利用线性插值法获得所述冲击持续阈值在局部峰值变量上升段对应的时间信息和下降段对应的时间信息的差值,并将所述差值作为冲击持续时间。
具体的,获取冲击持续时间的过程为:根据给定的阈值分别在某个局部峰值变量上升段单调数据和下降段单调数据中,采用线性插值的方法获得该阈值在局部峰值变量上升段对应的时刻与该阈值在局部峰值变量下降段对应的时刻,并计算二者的差值,即为冲击响应数据的冲击持续时间参数。
优选的,冲击持续阈值为冲击峰值特征参数的10%。
步骤S500,将每个所述局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。
在本实施例中,时域冲击响应特征参数提取的输出和存储过程为:将记录的冲击响应数据参数:冲击峰值和冲击持续时间,以及冲击响应数据的变量名,从左至右按照冲击响应数据的变量名、冲击峰值、冲击持续时间的顺序以ASCII文本的形式存储,每个变量占文件中的一行,并且冲击响应数据的变量名、冲击峰值、冲击持续时间应用分隔符,如空格、制表位或逗号等。
在本实施例中,通过将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件,在对冲击响应文件中的冲击响应数据有效化后,获取冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,对局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于冲击峰值特征参数,确定局部峰值变量的冲击持续时间,最后将每个局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。本发明通过提供一种提取时域冲击响应特征参数的自动化方法,实现提取时域冲击响应特征参数过程的自动化,大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率,提升了提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性。
本发明的提出具有如下有益效果:
(1)本发明大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率。实现提取时域冲击响应特征参数过程的自动化,大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率。经测试基于本发明编制的数据处理计算程序将提取一个冲击响应测试数据的特征参数的平均时间由当前的7-10分钟缩短至5秒钟。提取冲击响应数据特征参数的速度和效率成倍提升。
(2)本发明大幅降低人员的工作强度。全部步骤由计算机程序完成,提取一个冲击响应测试数据的特征参数需要点击鼠标的次数由当前的9-12次较少到1次,大幅降低人员的工作强度。
(3)本发明大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性。全部步骤由计算机程序完成,避免了人员长时间工作后精力无法高度集中而导致的失误对批量提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性的不利影响。计算机程序始终稳定运行,大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性。
为了便于理解,参阅图3,图3提出一种本发明时域冲击响应特征参数提取方法应用实例的原理示意图,具体如下:
如图3所示,一种提取时域冲击响应特征参数的自动化方法,具体步骤为:1.将测得的冲击响应数据以n×2的数组变量形式存储到指定格式的数据文件中,并将记录n×2的数组变量的数量记为N;2.定义变量i,并令i=1;3.将第i个数据变量读入内存,记为Di;4.去除Di中的零飘,并记为D0i;5.将D0i绝对值化,记为Dbi;6.去除Dbi中的噪声,记为Dni;7.寻找Dni中的局部峰值,构建局部峰值变量Dpi;8.从Dpi中提取冲击响应数据的峰值特征参数,记为Pi;9.将Dpi上升段单调化,记为Dui;10.将Dpi下降段单调化,记为Ddi;11.从Dui和Ddi中提取冲击响应数据的持续时间特征参数,Δti;12.存储冲击响应数据的特征参数Pi和Δti;13.i<N,是否满足?若判断结果为满足则执行步骤14.变量i自增1;若判断结果为不满足,则执行步骤15.结束。
如图4所示,步骤4.去除Di中的零飘,并记为D0i的实施步骤为:4a.获取Di的行数,记为Ri;4b.定义变量j,并令j=1;4c.定义变量Sd,并令Sd=0;4d.计算Sd=Sd+Di(j,2);4e.j<0.2×Ri,是否成立?若成立,执行步骤4f.j自增1;若不成立执行步骤4g.计算Nl=Sd/j;4h.构造一个Ri行的单位列向量,记为Iri;4i.计算噪声向量Ns=Nl×Iri;4j.定义大小为Ri×2变量,D0i;4k.令D0i(1~Ri,1)=Di(1~Ri,1);4l.计算D0i(1~Ri,2)=Di(1~Ri,2)-Ns。
如图5所示,步骤5.将D0i绝对值化,记为Dbi的实施步骤为:5a.定义大小为Ri×2变量,Dbi,并初始化为0;5b.定义变量k,并令k=1;5c.令Dbi(k,1)=D0i(k,1),Dbi(k,2)=D0i(k,2);5d.D0i(k,2)<0,是否成立?若成立,执行步骤5e.令Dbi(k,2)=-1×D0i(k,2);若不成立,5f.k自增1;5g.k<Ri,是否成立?若成立,执行步骤5c;若不成立,执行步骤6。
如图6所示,步骤6.去除Dbi中的噪声,记为Dni的实施步骤为:6a.定义大小为Ri×2变量,Dni,并初始为0;6b.定义变量l,并令l=1;6c.令Dni(l,1)=Dbi(l,1),Dni(l,2)=Dbi(l,2);6d.Dbi(l,2)<0.1×最大值,是否成立?若成立,执行步骤6e.令Dni(l,2)=0;若不成立执行6f.l自增1;6g.l<Ri,是否成立?若成立,实行步骤7;若不成立,执行步骤6c。
如图7所示,步骤7.寻找Dni中的局部峰值,构建局部峰值变量Dpi的实施步骤为:7a.定义大小为Ri×2变量,Dpi,并初始化为0;7b.定义变量m和m0,并令m=2,m0=0;7c.Dni(m-1,2)≤Dni(m,2)≤Dni(m+1,2)是否成立?若成立,执行步骤7d.m0自增1,步骤7e.Dpi(m0,1)=Dni(m,1),Dpi(m0,2)=Dni(m,2);若不成立,执行7f.m自增1;7g.m≤Ri-1是否成立?若成立,执行步骤7c.;若不成立,执行7h.删除Dpi中值为0的行。
如图8所示,步骤8.从Dpi中提取冲击响应数据的峰值特征参数,记为Pi的实施步骤为:
8a.定义变量n,并令n=1;8b.令Pi=Dpi(n,2);8c.Dpi(n+1,2)>Pi是否成立?若成立,执行步骤8d.令Pi=Dpi(n+1,2);若不成立,执行步骤8e.n自增1;8f.n≤m0-1是否成立?若成立,执行步骤8c.;若不成立,执行步骤9.。
如图9所示,步骤9.将Dpi上升段单调化,记为Dui的实施步骤为:9a.定义变量r和r0,并令r=1,r0=1;9b.定义大小为m0×2的变量Dui,并初始化为0,同时令Dui(1,1)=Dpi(1,1),Dui(1,2)=Dpi(1,2);9c.定义变量Tu,并令Tu=Dpi(1,2);9d.Dpi(r+1,2)≥Tu是否成立?若成立,执行步骤9e.令Tu=Dpi(r+1,2),同时r0自增1,9f.令Dui(r0,1)=Dpi(r+1,1),Dui(r0,2)=Dpi(r+1,2);若不成立,执行步骤9g.r自增1;9h.Tu=Pi是否成立?若成立,执行步骤9i.删除Dui中值为0的行;若不成立,执行步骤9d.。
如图10所示,步骤10.将Dpi下降段单调化,记为Ddi的实施步骤为:10a.定义变量s和s0,并令s=m0,s0=1;10b.定义大小为m0×2的变量Ddi,并初始化为0,同时令Ddi(1,1)=Dpi(m0,1),Dui(1,2)=Dpi(m0,2);10c.定义变量Td,并令Td=Dpi(1,2);10d.Dpi(s+1,2)≥Td是否成立?若成立,执行步骤10e.令Td=Dpi(s+1,2),同时s0自增1,10f.令Dui(s0,1)=Dpi(s+1,1),Dui(s0,2)=Dpi(s+1,2);若不成立,执行步骤10g.s自减1;10h.Td=Pi是否成立?若成立,执行步骤10i.删除Ddi中值为0的行;若不成立,执行步骤10d.。
如图11所示,步骤11.从Dui和Ddi中提取冲击响应数据的持续时间特征参数,Δti的实施步骤为:11a.定义阈值变量Gv,并令Gv=0.1×Pi;11b.定义变量u,并令u=1;11c.Dui(u,2)≤Gv≤Dui(u+1,2)是否成立?若成立,执行步骤11e.计算起始时刻:tb=[Gv-Dui(u,2)]×[Dui(u+1,1)-Dui(u,1)]/[Dui(u+1,2)-Dui(u,2)]+Dui(u,1);若不成立,执行步骤11h.u自增1;11d.Ddi(u,2)≤Gv≤Ddi(u+1,2)是否成立?若成立,执行步骤11f.计算结束时刻:te=[Gv-Ddi(u,2)]×[Ddi(u+1,1)-Ddi(u,1)]/[Ddi(u+1,2)-Ddi(u,2)]+Ddi(u,1);若不成立,执行步骤11j.u自增1;11g.u≤r0-1是否成立?若成立,执行步骤11i.u≤s0-1是否成立?若不成立,执行步骤11h.;若步骤11i.结果成立,执行步骤11k.计算Δti=te-tb;若步骤11i.结果成立不成立,执行步骤11j.。
参照图12,图12为本发明时域冲击响应特征参数提取装置实施例的结构框图。
如图12所示,本发明实施例提出的时域冲击响应特征参数提取装置包括:
转换模块10,用于将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件;其中,所述冲击响应文件存储有N组冲击响应数组变量,每组冲击响应数组变量包括冲击响应数据和所述冲击响应数据对应的时间信息;
有效化模块20,用于对所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据进行有效化处理,以获得冲击响应有效数据;
获取模块30,用于获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,其中,所述局部峰值变量包括局部峰值和所述局部峰值对应的时间信息,所述冲击峰值特征参数为局部峰值变量中最大的冲击响应有效数据;
确定模块40,用于对所述局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间;
输出模块50,用于将每个所述局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。
在本实施例中,通过提供一种提取时域冲击响应特征参数的自动化方法,实现提取时域冲击响应特征参数过程的自动化,大幅提高批量提取冲击响应数据特征参数的速度和效率,提升了提取冲击响应数据特征参数的质量稳定性。
本发明时域冲击响应特征参数提取装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例,此处不再赘述。
此外,本发明实施例还提出一种存储介质,所述存储介质上存储有时域冲击响应特征参数提取程序,所述时域冲击响应特征参数提取程序被处理器执行时实现如上文所述的时域冲击响应特征参数提取方法的步骤。因此,这里将不再进行赘述。另外,对采用相同方法的有益效果描述,也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披露的技术细节,请参照本申请方法实施例的描述。确定为示例,程序指令可被部署为在一个计算设备上执行,或者在位于一个地点的多个计算设备上执行,又或者,在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。
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,上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)等。
另外需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现,当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下,凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现,而且,用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的,例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是,对本发明而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中,如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
Claims (10)
1.一种时域冲击响应特征参数提取方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件;其中,所述冲击响应文件存储有N组冲击响应数组变量,每组冲击响应数组变量包括冲击响应数据和所述冲击响应数据对应的时间信息;
对所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据进行有效化处理,以获得冲击响应有效数据;
获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,其中,所述局部峰值变量包括局部峰值和所述局部峰值对应的时间信息,所述冲击峰值特征参数为局部峰值变量中最大的冲击响应有效数据;
对所述局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间;
将每个所述局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。
2.如权利要求1所述的时域冲击响应特征参数提取方法,其特征在于,所述冲击响应数组变量为n×2形式的数组变量;其中,冲击响应数组变量的第一列存储冲击响应数据的时间信息,冲击响应数组变量的第二列存储冲击响应数据。
3.如权利要求2所述的时域冲击响应特征参数提取方法,其特征在于,所述对所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据进行有效化处理,以获得冲击响应有效数据步骤,具体包括:
去除所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据的零飘,并将去除零飘的冲击响应数据绝对值化;
去除绝对值化后的冲击响应数据中的噪声。
4.如权利要求1所述的时域冲击响应特征参数提取方法,其特征在于,所述获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数步骤,具体包括:
遍历冲击响应数据变量中的冲击响应有效数据,匹配满足第一峰值条件的冲击响应数据变量作为局部峰值变量;其中,第一峰值条件为局部峰值变量的冲击响应有效数据不小于相邻时间信息对应的冲击响应有效数据;
遍历局部峰值变量中的冲击响应有效数据,匹配满足第二峰值条件的冲击响应数据变量作为冲击峰值特征参数;其中,第二峰值条件为所有局部峰值变量中具有最大的冲击响应有效数据对应的冲击响应数据变量。
5.如权利要求1所述的时域冲击响应特征参数提取方法,其特征在于,所述对所述局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化步骤,具体包括:
截取局部峰值变量中冲击峰值特征参数之前和之后的冲击响应有效数据,分别作为局部峰值变量的上升段的数据和下降段的数据;
判断所述上升段的数据在每个时间信息对应的冲击响应有效数据是否小于前一时间信息对应的冲击响应有效数据;若是,删除当前时间信息对应的冲击响应有效数据;
判断所述下降段的数据在每个时间信息对应的冲击响应有效数据是否小于下一时间信息对应的冲击响应有效数据;若是,删除当前时间信息对应的冲击响应有效数据。
6.如权利要求1所述的时域冲击响应特征参数提取方法,其特征在于,所述基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间步骤,具体包括:
基于所述冲击峰值特征参数,生成冲击持续阈值;
利用线性插值法获得所述冲击持续阈值在局部峰值变量上升段对应的时间信息和下降段对应的时间信息的差值,并将所述差值作为冲击持续时间。
7.如权利要求6所述的时域冲击响应特征参数提取方法,其特征在于,所述冲击持续阈值为冲击峰值特征参数的10%。
8.一种时域冲击响应特征参数提取装置,其特征在于,所述时域冲击响应特征参数提取装置包括:
转换模块,用于将接收的冲击响应数据转换为冲击响应文件;其中,所述冲击响应文件存储有N组冲击响应数组变量,每组冲击响应数组变量包括冲击响应数据和所述冲击响应数据对应的时间信息;
有效化模块,用于对所述冲击响应数据变量中的冲击响应数据进行有效化处理,以获得冲击响应有效数据;
获取模块,用于获取所述冲击响应有效数据中局部峰值变量的冲击峰值特征参数,其中,所述局部峰值变量包括局部峰值和所述局部峰值对应的时间信息,所述冲击峰值特征参数为局部峰值变量中最大的冲击响应有效数据;
确定模块,用于对所述局部峰值变量的上升段和下降段的数据进行单调化,并基于所述冲击峰值特征参数,确定所述局部峰值变量的冲击持续时间;
输出模块,用于将每个所述局部峰值变量中的最大冲击响应数据、冲击持续时间及冲击响应数据的变量名进行存储输出。
9.一种电子设备,其特征在于,所述设备配置有时域冲击响应特征参数提取设备,所述时域冲击响应特征参数提取设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的时域冲击响应特征参数提取程序,所述时域冲击响应特征参数提取程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的时域冲击响应特征参数提取方法的步骤。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有时域冲击响应特征参数提取程序,所述时域冲击响应特征参数提取程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的时域冲击响应特征参数提取方法的步骤。
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