[发明专利]一种基于短时能量的振动波形端点检测新方法

说明书

技术领域

本发明属于振动波形端点检测技术领域，尤其涉及的是一种基于短时能量的振动波形端点检测新方法。

背景技术

MZ光纤周界入侵监测仪器基于Mach-Zehnder干涉原理，利用光纤光缆探测外界振动并判别非法入侵，抗电磁干扰强、可实现对周界入侵导致的振动的长距离实时监测及定位。作为周界安防系统的关键技术，入侵的实时精准定位是周界探测预警系统的主要研究方向之一。而在实际应用中，信号实时采集进入系统，如果对所有输入信号都进行一系列的运算，系统必然无法满足实时性的需求；同时，无用信号引入到运算当中，势必对系统的精准度产生不好的影响。所以，必须对输入信号中的振动片段进行检测，仅处理有效的振动信号，从而减轻系统在时间复杂度上的压力，增强系统的实时性，提高系统的定位精度。目前入侵信号端点监测中，短时能量法从振动信号能量熵的角度进行振动信号端点检测。但是这种方法数据运算量大、实时性不强，无有效振动波形判定机制，不能满足光纤围栏周界入侵实时监控的需求。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于短时能量的振动波形端点检测新方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于短时能量的振动波形端点检测新方法，其中，包括以下步骤：

步骤1：分段计算数据能量；对x[j],(j＝1,2,...L)进行处理，数据长度为L。首先，将待处理数据x[j]进行等长分段，得到M段数据，每段数据长度为N，则有：L＝N*M；然后，分别计算分段数据的能量A[i]，计算公式为：

A[i]=Σj=(i-1)*N+1i*N|x[j]|,i=1,2,...M]]>

其中，A[i]为待处理数据x[j]中下标从(i-1)*N+1到i*N之间的数据的绝对值之和，代表此分段的能量值；

步骤2：寻大于能量阈值的数据片段；从A[i]始端开始向后遍历，寻找大于能量阈值ET的数据片段，记录下其起止点位置下标，分别依次存放于数组start[k]，end[k]中，一个数据片段的起止点信息存放在两个数组中的下标位置相同，至此，筛选出待处理数据中大于阈值的数据片段，数据片段位置信息存放在数组start[k]，end[k]中；

步骤3.片段整合；针对步骤2中记录的大于阈值的数据片段，从第一个数据片段开始，将相邻数据片段间距D_i与非振动片段数阈值NT进行比较，第i次比较的距离为：D_i＝(start[i+1]-end[i])*N；

如果D_i≤NT，则认为第i段和第i+1段为一个振动事件，将第i+1段归整到第i段所在的振动事件中；如果D_i-1＞NT，则判定第i段所在振动事件结束，结束位置为end[i]，第i+1段为一个新的振动事件，事件开始位置为start[i+1]；将振动事件的起止点信息依次存放在数组start_1[k]，end_1[k]中；重复上述操作，直至数据片段间距比较完成，至此，完成了对筛选出的大于阈值的数据片段的整合，数据片段位置信息存放在数组start_1[k]，end_1[k]中；

步骤4.窄波滤除；针对步骤3中得出的整合后的大于能量阈值的数据片段进行窄波滤除，具体为将数据片段的长度L_i与窄波滤除阈值LT进行比较，第i次比较的长度为：Li＝(end_1[i]-start_1[i])*N；