[发明专利]一种基于CTLS的声发射源定位方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种基于CTLS的声发射源定位方法，其特征在于，包括：

从多个传感器中任取一个传感器作为参考传感器，根据参考传感器以及其它各传感器的到时数据计算TDOA测量值；根据TDOA测量值和各传感器坐标建立非线性双曲线方程并对其进行重构，得到线性方程组；

计算所述线性方程组中系统矩阵的噪音项，构建总体最小二乘判据；

将声发射源与引入的两个中间变量V、K的非线性约束方程代入总体最小二乘判据，得到约束总体最小二乘判据；其中，V＝v²，K＝vr₀，v表示声发射信号的传播速度，r₀表示声发射源到参考传感器的距离；

将基于所述线性方程组计算得到的最小二乘解作为迭代初值，采用牛顿法迭代修正最小二乘解，当满足迭代终止条件时停止迭代，最后一次计算结果即为声发射源与波速的约束总体最小二乘解，实现声发射源的定位与波速估计；

所述声发射源与引入的两个中间变量V、K的非线性约束方程为：

其中，G＝diag(1，1，1，0)；p＝[0，0，0，1]^T；x、y、z分别表示声发射源坐标的三个分量；x₀、y₀、z₀分别表示参考传感器坐标的三个分量；

约束总体最小二乘判据为：

其中，[A₂ A₃]＝A，A₂是由矩阵A的前四列组成，A₃由矩阵A的最后一列组成，x_i，0＝x_i-x₀，y_i，0＝y_i-y₀，z_i，0＝z_i-z₀，x_i、y_i、z_i分别表示第i个传感器坐标的三个分量，且i＝1，2，…，M，M为传感器中非参考传感器的个数；/b_i＝(x_i-x₀)²+(y_i-y₀)²+(z_i-z₀)²；B＝2vB₁-2r₀B₂，B₁＝-diag(t_1，0，t_2，0，…，t_M，0)，diag(·)表示生成一个以括号中元素为主对角线的对角矩阵；B₂＝I_M-1，I_M-1表示元素为1的M-1维的对角矩阵；/σ为TDOA在测量噪音n的标准差。

2.根据权利要求1所述的基于CTLS的声发射源定位方法，其特征在于，所述线性方程组表达式如下：

Aθ＝b

其中，x_i，0＝x_i-x₀，y_i，0＝y_i-y₀，z_i，0＝z_i-z₀，b_i＝(x_i-x₀)²+(y_i-y₀)²+(z_i-z₀)²，x、y、z分别表示声发射源坐标的三个分量，x₀、y₀、z₀分别表示参考传感器坐标的三个分量，x_i、y_i、z_i分别表示第i个传感器坐标的三个分量，且i＝1，2，…，M，M为传感器中非参考传感器的个数。