[发明专利]基桩检测中超声波形首波智能判读方法和系统

权利要求书

1.一种基桩检测中超声波形首波智能判读方法，其特征在于，所述方法包括：

采集整根基桩不同高程的多组超声波形数据；

将所述超声波形数据进行降噪、缩放处理，得到处理后的超声波形数据；

根据特征函数提取所述处理后的超声波形数据中所有数据点的特征值；

将所述特征值输入至机器学习模型，对所述处理后的超声波形数据中所有数据点进行分类，得到分类结果；

根据所述分类结果，提取首波位置；

根据所述分类结果，提取首波位置的步骤，包括：

计算所述分类结果的超声波形累计函数；

提取所述超声波形累计函数的最小值的位置，即为所述首波位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述超声波形数据进行降噪、缩放处理，得到处理后的超声波形数据的步骤，包括：

通过小波变换计算所述超声波形数据对应的小波能量密度；

将多个频率范围的超声波形数据所对应的小波能量密度设置为预设值，得到新的小波能量密度；

利用反小波变换将所述新的小波能量密度重构为超声波形数据；

将所述重构的超声波形数据进行归一化处理，得到降噪和缩放处理后的超声波形数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征函数包括第一特征函数：

CF₁＝x(i)²

第二特征函数：

CF₂＝x(i)²-x(i-1)x(i+1)

Bear特征函数：

以及能量累计特征函数：

其中，x()为超声波形数据，i表示时间，1≤j≤i。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器学习模型为预先利用数据挖掘算法，根据所述处理后的超声波形数据训练得到。

5.一种基桩检测中超声波形首波智能判读系统，其特征在于，所述系统包括：

声波换能器，用于采集整根基桩不同高程的多组超声波形数据；

信号过滤及前处理设备，与所述声波换能器连接，用于将所述超声波形数据进行降噪、缩放处理，得到处理后的超声波形数据；

特征变换与提取设备，与所述信号过滤及前处理设备连接，用于根据特征函数提取所述处理后的超声波形数据中所有数据点的特征值；

计算分析设备，与所述特征变换与提取设备连接，用于将所述特征值输入至机器学习模型，对所述处理后的超声波形数据中的所有数据点进行分类，得到分类结果；

首波判读设备，与所述计算分析设备连接，用于根据所述分类结果，提取首波位置；

根据所述分类结果，提取首波位置的步骤，包括：

计算所述分类结果的超声波形累计函数；

提取所述超声波形累计函数的最小值的位置，即为所述首波位置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述信号过滤及前处理设备，还用于：

通过小波变换计算所述超声波形数据对应的小波能量密度；

将多个频率范围的超声波形数据对应的小波能量密度设置为预设值，得到新的小波能量密度；

利用反小波变换将所述新的小波能量密度重构为超声波形数据；

将所述重构的超声波形数据进行归一化处理，得到降噪和缩放处理后的超声波形数据。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述特征函数包括第一特征函数：

CF₁＝x(i)²

第二特征函数：

CF₂＝x(i)²-x(i-1)x(i+1)

Bear特征函数：

以及能量累计特征函数：

其中，x()为超声波形，i表示时间，1≤j≤i。