[发明专利]一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的装置及方法

权利要求书

1.一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的装置，其特征在于，包括：

信息收集部分，用于采集电子设备的电磁场信号；

信息处理部分，用于将信息收集部分收集的电磁场信号进行预处理，并将预处理后的电磁场信号储存或转发给信息分析部分；

信息分析部分，用于将预处理后的电磁场信号进行分离和特征提取，建立电子设备的健康档案并制定健康指标；

所述信息处理部分包括：

信息预处理模块，用于将天线模块采集的电子设备的电磁场信号进行放大和滤波，并发送给信息采集模块；

信息采集模块，用于将信息预处理模块处理后的电磁场信号进行模数转换，将模拟量转换为数字量；

空间差分处理模块，用于将多个天线采集的经信息采集模块处理后的电磁场信号进行差分检测，还原某一天线所处区域内的某一电子设备的电磁信息，并发送给信息储存模块和信息分析部分中的信息分离与特征提取模块；

信息储存模块，用于储存空间差分处理模块产生的某一天线所处区域内的某一电子设备的电磁信息以及信息分离与信息分析部分中的特征提取模块处理后的电子设备的健康档案；

所述信息分析部分包括：

时间事件记录模块，用于记录航行器控制计算机执行的指令，形成时间与事件对应的数据列表，并发送给信息分离与特征提取模块；

信息分离与特征提取模块，用于将空间差分处理模块产生的单一天线电磁信息进行分离和特征提取，以及将时间事件记录模块产生的时间与事件对应的数据列表进行整合，形成电子设备的健康档案，并制定各电子设备的电磁信息健康指标；

信息分离与特征提取模块对实时监测的各设备电磁信号进行分析比对，超出健康指标的异常数据将给出预警提示以及危险程度预估。

2.根据权利要求1所述的一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的装置，其特征在于，所述信息收集部分包括天线模块，由环形天线和杆形天线组成，作为电磁信息采集传感器，用于采集电子设备的电磁场信号。

3.根据权利要求2所述的一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的装置，其特征在于，所述天线的一个横截面内包括一个或多个环形天线，最外层环形天线紧贴航行器水密舱金属内壁，环形天线两端作为正负极连接信息预处理模块，检测的是流过该横截面的磁场信息，对高压设备采用杆状接触型电场检测天线，检测的是设备表面的电场信息。

4.一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)信息收集部分中的天线模块采集电子设备的电磁场信号；

2)信息处理部分中的信息预处理模块将天线模块采集的电子设备的电磁场信号进行放大和滤波，并发送给信息采集模块；

3)信息处理部分中的信息采集模块将信息预处理模块处理后的电磁场信号进行模数转换，将模拟量转换为数字量；

4)信息处理部分中的空间差分处理模块将多个天线采集的经信息采集模块处理后的电磁场信号进行差分检测，还原某一天线所处区域内的某一电子设备的电磁信息，并发送给信息储存模块和信息分析部分中的信息分离与特征提取模块；

5)信息分析部分中的时间事件记录模块记录航行器控制计算机执行的指令，形成时间与事件对应的数据列表，并发送给信息分离与信息分析部分中的特征提取模块；

6)信息分析部分中的信息分离与特征提取模块将空间差分处理模块产生的某一天线所处区域内的某一电子设备的电磁信息进行分离和特征提取，以及将时间事件记录模块产生的时间与事件对应的数据列表进行整合，形成电子设备的健康档案，并制定各电子设备的电磁信息健康指标；

信息分离与特征提取模块对实时监测的各设备电磁信号进行分析比对，超出健康指标的异常数据将给出预警提示以及危险程度预估。

5.根据权利要求4所述的一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的方法，其特征在于，所述空间差分处理模块的工作模式为：同类相邻的三根天线进行差分处理，分离出每根天线四周的电磁场信号，分离后的电磁场信号代表着具体某一部位或某一设备的电磁信号，用于信息分离与特征提取模块进行分析。

6.根据权利要求4所述的一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的方法，其特征在于，所述信息分离与特征提取模块，分离为从某一天线范围内的电磁场信息中获取具体设备的单一电磁场信号，进一步提取出该电磁场信号的幅值、相位、频率、响应时间特征，并与时间事件记录模块中的时间与事件对应的数据列表整合，形成基于电磁信息的电子设备健康档案。