[发明专利]基于动态时间规整的复合材料缺陷识别方法

权利要求书

1.一种基于动态时间规整的复合材料缺陷识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、利用太赫兹时域光谱系统获得仿真输入信号、各层样品的光学参数及样品的太赫兹时域光谱信号；所述获得的光学参数包括折射率和消光系数；

步骤二、建立初始传播仿真模型：利用电磁波传输矩阵，在频域上建立初始THz传播仿真模型；利用逆傅里叶变换将其转变为时域上的太赫兹传播仿真模型，通过对比缺陷和正常区域的仿真波形选取时域上缺陷特征区间[t₁,t₂]；

步骤三、选取实际太赫兹检测集合IM中的某处，利用动态时间规整算法对特征区间[t₁,t₂]内的某太赫兹信号或平均信号W_m,n(t)和该处的仿真模拟太赫兹信号E(t)进行时序规整处理，获得规整后的仿真波形和实测波形

步骤四、利用皮尔森相关系数计算在区间[t₁,t₂]内规整后的仿真波形和实测波形的相关系数，并以此作为成像的指标，该相关系数可用于识别复合材料的缺陷。

2.如权利要求1所述的一种基于动态时间规整的复合材料缺陷识别方法，其特征在于，所述步骤二建立的初始THz传播仿真模型，复合材料整体传输矩阵计算公式为：

其中，P_i表示入射太赫兹信号的相位变化，计算公式为：ω为角频率；c为光速；为第i层的复折射率，n_i和k_i分别为第i层的折射率和消光系数；d_i为样品各层厚度；

D_i,i+1表示两种介质之间的每个界面上的太赫兹信号的行为，包含相应的菲涅耳系数，计算公式为：r_i,i+1和t_i,i+1分别为菲涅耳反射和透射系数；

传输矩阵M(ω)为一个2×2的矩阵，M₁₁(ω),M₁₂(ω),M₂₁(ω),M₂₂(ω)分别代表传输矩阵M(ω)各个行列位置的数值；

传递函数R(ω)表示为：

最后，利用以下公式获得仿真的太赫兹时域信号：

E(t)＝F^-1(R(ω)·F(E_ref(t)))

其中，F(E_ref(t))为入射THz脉冲的傅里叶变换，F^-1为逆傅里叶变换。

3.如权利要求1所述的一种基于动态时间规整的复合材料缺陷识别方法，其特征在于，所述步骤三包括以下步骤：

1)利用平均信号W_m,n(t)与仿真模拟太赫兹信号E(t)计算累加距离矩阵，其计算方法为：

其中，d为W_m,n(t)与E(t)某一时刻的距离，计算公式为：g(i,j)为当前坐标距离的累计距离值；

2)通过计算最小累计距离矩阵值逆推出W_m,n(t)与E(t)的规整后波形和实测波形

4.如权利要求1所述的一种基于动态时间规整的复合材料缺陷识别方法，其特征在于，所述步骤四利用皮尔森相关系数计算在区间[t₁,t₂]内规整后的仿真波形和实测波形的相关系数，该相关系数公式为：

其中，p为相关系数，为平均值，为的平均值，Cov(E(t),为两者的协方差，σ_E为仿真模拟太赫兹信号的标准差，为的标准差，t为规整后信号的缺陷特征区间的长度。