哈尔滨工业大学常永祺获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利基于自适应加权多传感器数据融合的伤损信号检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118330031B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410468973.1,技术领域涉及:G01N29/04;该发明授权基于自适应加权多传感器数据融合的伤损信号检测方法是由常永祺;章欣;沈毅;王艳设计研发完成,并于2024-04-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于自适应加权多传感器数据融合的伤损信号检测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于自适应加权多传感器数据融合的伤损信号检测方法,所述方法如下:一:加载三组传感器的含伤损信息的声发射信号,计算各组传感器信号之间的余弦相似度和实时空间信息构成支持度矩阵,获得权重系数,线性加权获得融合信号;二:对融合信号进行滑动时间窗操作,对每个时间窗内的融合信号进行小波分解,计算小波系数,再依据这些系数能量占比计算Tsallis熵,获得时间‑小波Tsallis熵;三:对TWTE进行分帧,计算每组内该熵值的标准差,构成检测阈值,联立各帧内的阈值组成自适应钢轨伤损检测阈值,低于阈值的TWTE对应的信号即被检测为钢轨伤损信号。本发明提高了钢轨伤损信号的检测精度和实时性。
本发明授权基于自适应加权多传感器数据融合的伤损信号检测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于自适应加权多传感器数据融合的伤损信号检测方法,其特征在于所述方法包括如下步骤: 步骤一:加载三组传感器的含伤损信息的声发射信号,计算各组传感器信号之间的余弦相似度,构成支持度矩阵,再计算各传感器的实时空间信息来更新该矩阵,获得各组传感器数据的权重系数,线性加权获得融合信号,具体步骤如下: 步骤一一:加载三组传感器的含伤损信息的声发射信号,分别标记为,和,其中代表每个传感器采集到的电磁声发射信号序列个数,代表传感器1在时刻的信号序列,代表传感器2在时刻的信号序列,代表传感器3在时刻的信号序列,,含有个采样点; 步骤一二:计算时刻各传感器信号之间的余弦相似度,构成支持度矩阵: 其中,,代表在时刻传感器与传感器信号之间的余弦相似度; 步骤一三:计算传感器1在时刻的实时空间位置: 其中,代表传感器到检测车轮的距离,代表检测车轮的半径,代表检测车轮滚动速度,代表传感器1的初始位置,同理依据传感器2和传感器3的初始位置和,即可计算得到传感器2和传感器3在时刻的实时空间位置和; 步骤一四:依据三组传感器的实时位置信息,更新支持度矩阵,获得更新后矩阵: 其中,代表转置运算; 步骤一五、依据更新后的支持度矩阵计算各传感器在时刻的权重系数: 步骤一六、将这些权重系数乘以相应的传感器信号,即可得到时刻融合信号: 步骤一七:重复上述步骤一一~步骤一六次,即获得所有时刻的多传感器数据的融合信号,标记为:; 步骤二:对融合信号进行滑动时间窗操作,对每个时间窗内的融合信号进行小波分解,计算小波系数,再依据这些系数能量占比计算Tsallis熵,获得时间-小波Tsallis熵; 步骤三:对时间-小波Tsallis熵进行分帧,计算每组内该熵值的标准差,构成检测阈值,联立各帧内的阈值组成自适应钢轨伤损检测阈值,低于阈值的时间-小波Tsallis熵对应的信号即被检测为钢轨伤损信号,实现高精确度检测。
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