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原文传递一种基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法

专利名称：	一种基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法
摘要：	本发明公开了一种基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法，以信号滤波和压缩感知理论为背景，对航天航空领域飞行器复合材料的健康监测提供技术支持，针对采集到的信号总是含有噪声的特点，使用均值滤波从含干扰的信号中提取有用信号，达到降噪的目的；选择合适的稀疏正交变换基和观测矩阵分别对信号进行压缩和投影观测，最后构造稳定的重构算法恢复原始信号。首先，采用均值滤波，对信号进行了降噪处理，有效去除干扰信号，提高了信号处理的准确性，使得实验论证有良好的数据基础；其次，直接在LABVIEW中加入了MATLAB接口，无需将数据另外导入MATLAB中；再而，基于压缩感知理论，在获取信号的同时，对数据进行压缩，在时间和存储空间上提高了效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京信息工程大学
发明人：	孙亚杰;李恩露;张玫瑰;李丹;陈旋;徐佳男
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910649151.2
公开号：	CN110261493A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	柏尚春
分类号：	G01N29/42(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	210044 江苏省南京市江北新区宁六路219号
主权项：	1.一种基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法，其特征在于包括以下步骤： (1)根据超声相控阵技术在对象材料上布设多个压电片，逐个激发各个压电片的同时其余压电片进行信号采集得到原始信号； (2)采用邻域平均法对原始信号进行均值滤波，得到降噪后的信号； (3)根据主元分析原理对降噪后的信号进行稀疏表示； (4)选择合适观测矩阵对稀疏信号进行投影变换观测； (5)对处理后的信号进行稀疏重构恢复原信号，并与原始信号对比验证。 2.根据权利要求1所述的基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法，其特征在于：步骤(1)中压电片在对象材料上分布排列形成超声传感器环形阵列，压电片发射的超声波形成整体波面，通过控制波面形状和方向实现扫描、偏转及聚焦。 3.根据权利要求1所述的基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法，其特征在于：步骤(2)为将原始信号传输至LABVIEW中显示，在LABVIEW中添加MATLAB接口，在MATLAB中先对原始信号进行均值滤波，具体为对待处理的当前像素点选择一个模板，该模板由其近邻的若干像素组成，求平均值代替原图像中各个像素值。 4.根据权利要求1所述的基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法，其特征在于：步骤(3)中原始信号构成NM的矩阵，其中，N为信号波长度，M为信号个数；根据主元分析原理得到NN的协方差矩阵作为稀疏变换基，计算稀疏变换基的特征矢量和特征值，最大特征值的特征矢量就是数据的主元成分，选择特征矢量组成模式矢量，左乘原始数据的转置，得到稀疏信号。 5.根据权利要求1所述的基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法，其特征在于：步骤(4)中选择高斯矩阵作为测量矩阵，用高斯矩阵与稀疏信号相乘得到观测后的信号波形图。 6.根据权利要求1所述的基于滤波信号压缩感知的航空材料破损检测方法，其特征在于：步骤(5)采用稀疏度自适应匹配追踪算法进行信号稀疏重构。
所属类别：	发明专利