CN113106822A - 一种落锤式弯沉仪的有害振动隔离***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种落锤式弯沉仪的有害振动隔离***，包括有害振动传感器，用于持续监测路面传递的有害振动信号；有害振动信号特征提取模块，与有害振动传感器通讯连接，用于提取有害振动信号特征；落锤式弯沉仪信号传感器，用于采集落锤式弯沉仪的测试信号；测试信号处理模块，分别与有害振动信号特征提取模块和落锤式弯沉仪信号传感器通讯连接，用于根据有害振动信号特征对测试信号中的有害振动信号进行处理。本发明能够改进现有技术的不足，有效屏蔽隔离有害震动，提高检测准确度。
Description
技术领域
本发明涉及路面检测养护技术领域，尤其是一种落锤式弯沉仪的有害振动隔离***及方法。
背景技术
落锤式弯沉仪用于模拟汽车荷载对路面施加瞬时冲击作用，得到路面瞬时变形情况。但是，经过路面的车辆会对测试结果产生振动干扰，导致测试结果不准确。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种落锤式弯沉仪的有害振动隔离***及方法，能够解决现有技术的不足，有效屏蔽隔离有害震动，提高检测准确度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种落锤式弯沉仪的有害振动隔离***，包括，
有害振动传感器，用于持续监测路面传递的有害振动信号；
有害振动信号特征提取模块，与有害振动传感器通讯连接，用于提取有害振动信号特征；
落锤式弯沉仪信号传感器，用于采集落锤式弯沉仪的测试信号；
测试信号处理模块，分别与有害振动信号特征提取模块和落锤式弯沉仪信号传感器通讯连接，用于根据有害振动信号特征对测试信号中的有害振动信号进行处理。
一种上述的落锤式弯沉仪的有害振动隔离***的隔离方法，包括以下步骤：
A、有害振动信号特征提取模块对有害振动传感器采集到的有害振动信号进行处理，提取有害振动信号特征；
B、落锤式弯沉仪信号传感器将采集到的落锤式弯沉仪测试信号发送至测试信号处理模块，测试信号处理模块根据根据有害振动信号特征对测试信号中的有害振动信号进行隔离；
C、测试信号处理模块将经过步骤B处理的测试信号进行后处理。
作为优选，步骤A中，提取有害振动信号特征包括以下步骤，
A1、将有害振动信号进行小波分解，得到小波系数矩阵；
A2、设置一个2×2的空白矩阵，使用空白矩阵遍历小波系数矩阵，保证小波系数矩阵元素至少被空白矩阵采集一次，空白矩阵每采集一次，将空白矩阵中两组对角元素进行线性化处理；
A3、将经过步骤A2处理后的小波系数进行聚类处理，得到的各个小波系数聚类中心即为有害振动信号特征。
作为优选，步骤B中，对测试信号中的有害振动信号进行隔离包括以下步骤，
B1、对测试信号进行与步骤A1相同的小波分解；
B2、删除与有害振动信号特征相同的小波分量；
B3、对测试信号进行信号重构。
作为优选，步骤C中，对测试信号进行后处理包括以下步骤，
C1、将有害信号隔离前后的落锤式弯沉仪测试信号进行对比，在有害信号隔离后的落锤式弯沉仪测试信号中标记信号偏差超过设定阈值的区域；
C2、将有害信号隔离后的落锤式弯沉仪测试信号按照预设长度范围进行分段，每段中至多含有一个步骤C1中的标记区域；
C3、对于含有标记区域的信号段，使用非标记区域对标记区域进行修正，然后使用不含有标记区域的信号段对非标记区域进行修正，整个修正过程保持测试信号的总强度不变。
作为优选，步骤C3中，
使用非标记区域对标记区域进行修正时，将非标记区域的信号强度加权后叠加入标记区域，加权权重值与信号取值点和叠加目标点之间的距离成反比；
使用不含有标记区域的信号段对非标记区域进行修正时，将全部不含有标记区域的信号段进行线性化，然后进行求和平均并乘以比例系数后得到线性基准信号，对非标记区域的信号减去线性基准信号，降低非标记区域的信号强度。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过对有害振动信号进行特征提取，从而实现对测试信号中有害信号的准确识别和隔离。在进行特征提取的过程中，通过对小波系数矩阵进行处理，便于对特征的聚类提取。由于经过信号隔离后的测试信号会出现信号缺失，通过后处理流程，对测试信号进行信号强度的优化，从而降低由于有害信号隔离导致的测试信号畸变。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图中：1、有害振动传感器；2、有害振动信号特征提取模块；3、落锤式弯沉仪信号传感器；4、测试信号处理模块。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1，本发明一个具体实施方式包括，
有害振动传感器1，用于持续监测路面传递的有害振动信号；
有害振动信号特征提取模块2，与有害振动传感器1通讯连接，用于提取有害振动信号特征；
落锤式弯沉仪信号传感器3，用于采集落锤式弯沉仪的测试信号；
测试信号处理模块4，分别与有害振动信号特征提取模块2和落锤式弯沉仪信号传感器3通讯连接，用于根据有害振动信号特征对测试信号中的有害振动信号进行处理。
一种上述的落锤式弯沉仪的有害振动隔离***的隔离方法，包括以下步骤：
A、有害振动信号特征提取模块2对有害振动传感器1采集到的有害振动信号进行处理，提取有害振动信号特征；
B、落锤式弯沉仪信号传感器3将采集到的落锤式弯沉仪测试信号发送至测试信号处理模块4，测试信号处理模块4根据根据有害振动信号特征对测试信号中的有害振动信号进行隔离；
C、测试信号处理模块4将经过步骤B处理的测试信号进行后处理。
步骤A中，提取有害振动信号特征包括以下步骤，
A1、将有害振动信号进行小波分解，得到小波系数矩阵；
A2、设置一个2×2的空白矩阵，使用空白矩阵遍历小波系数矩阵，保证小波系数矩阵元素至少被空白矩阵采集一次，空白矩阵每采集一次，将空白矩阵中两组对角元素进行线性化处理；
A3、将经过步骤A2处理后的小波系数进行聚类处理，得到的各个小波系数聚类中心即为有害振动信号特征。
步骤B中，对测试信号中的有害振动信号进行隔离包括以下步骤，
B1、对测试信号进行与步骤A1相同的小波分解；
B2、删除与有害振动信号特征相同的小波分量；
B3、对测试信号进行信号重构。
步骤C中，对测试信号进行后处理包括以下步骤，
C1、将有害信号隔离前后的落锤式弯沉仪测试信号进行对比，在有害信号隔离后的落锤式弯沉仪测试信号中标记信号偏差超过设定阈值的区域；
C2、将有害信号隔离后的落锤式弯沉仪测试信号按照预设长度范围进行分段，每段中至多含有一个步骤C1中的标记区域；
C3、对于含有标记区域的信号段，使用非标记区域对标记区域进行修正，然后使用不含有标记区域的信号段对非标记区域进行修正，整个修正过程保持测试信号的总强度不变。
步骤C3中，
使用非标记区域对标记区域进行修正时，将非标记区域的信号强度加权后叠加入标记区域，加权权重值与信号取值点和叠加目标点之间的距离成反比；
使用不含有标记区域的信号段对非标记区域进行修正时，将全部不含有标记区域的信号段进行线性化，然后进行求和平均并乘以比例系数后得到线性基准信号，对非标记区域的信号减去线性基准信号，降低非标记区域的信号强度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种落锤式弯沉仪的有害振动隔离***，其特征在于：包括，
有害振动传感器（1），用于持续监测路面传递的有害振动信号；
有害振动信号特征提取模块（2），与有害振动传感器（1）通讯连接，用于提取有害振动信号特征；
落锤式弯沉仪信号传感器（3），用于采集落锤式弯沉仪的测试信号；
测试信号处理模块（4），分别与有害振动信号特征提取模块（2）和落锤式弯沉仪信号传感器（3）通讯连接，用于根据有害振动信号特征对测试信号中的有害振动信号进行处理。
2.一种权利要求1所述的落锤式弯沉仪的有害振动隔离***的隔离方法，其特征在于包括以下步骤：
A、有害振动信号特征提取模块（2）对有害振动传感器（1）采集到的有害振动信号进行处理，提取有害振动信号特征；
B、落锤式弯沉仪信号传感器（3）将采集到的落锤式弯沉仪测试信号发送至测试信号处理模块（4），测试信号处理模块（4）根据根据有害振动信号特征对测试信号中的有害振动信号进行隔离；
C、测试信号处理模块（4）将经过步骤B处理的测试信号进行后处理。
3.根据权利要求2所述的落锤式弯沉仪的有害振动隔离***的隔离方法，其特征在于：步骤A中，提取有害振动信号特征包括以下步骤，
A1、将有害振动信号进行小波分解，得到小波系数矩阵；
A2、设置一个2×2的空白矩阵，使用空白矩阵遍历小波系数矩阵，保证小波系数矩阵元素至少被空白矩阵采集一次，空白矩阵每采集一次，将空白矩阵中两组对角元素进行线性化处理；
A3、将经过步骤A2处理后的小波系数进行聚类处理，得到的各个小波系数聚类中心即为有害振动信号特征。
4.根据权利要求3所述的落锤式弯沉仪的有害振动隔离***的隔离方法，其特征在于：步骤B中，对测试信号中的有害振动信号进行隔离包括以下步骤，
B1、对测试信号进行与步骤A1相同的小波分解；
B2、删除与有害振动信号特征相同的小波分量；
B3、对测试信号进行信号重构。
5.根据权利要求4所述的落锤式弯沉仪的有害振动隔离***的隔离方法，其特征在于：步骤C中，对测试信号进行后处理包括以下步骤，
C1、将有害信号隔离前后的落锤式弯沉仪测试信号进行对比，在有害信号隔离后的落锤式弯沉仪测试信号中标记信号偏差超过设定阈值的区域；
C2、将有害信号隔离后的落锤式弯沉仪测试信号按照预设长度范围进行分段，每段中至多含有一个步骤C1中的标记区域；
C3、对于含有标记区域的信号段，使用非标记区域对标记区域进行修正，然后使用不含有标记区域的信号段对非标记区域进行修正，整个修正过程保持测试信号的总强度不变。
6.根据权利要求5所述的落锤式弯沉仪的有害振动隔离***的隔离方法，其特征在于：步骤C3中，
使用非标记区域对标记区域进行修正时，将非标记区域的信号强度加权后叠加入标记区域，加权权重值与信号取值点和叠加目标点之间的距离成反比；
使用不含有标记区域的信号段对非标记区域进行修正时，将全部不含有标记区域的信号段进行线性化，然后进行求和平均并乘以比例系数后得到线性基准信号，对非标记区域的信号减去线性基准信号，降低非标记区域的信号强度。
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