[发明专利]一种发动机试验数据三维瀑布图重建、显示及分析方法

摘要

本发明属于航空、航天试验技术领域，具体涉及一种发动机试验数据三维瀑布图重建、显示及分析方法。该方法的主要步骤是：1)从LMS Test.Lab Rev的Desktop‑Advanced软件的原始三维瀑布图中导出txt格式文件；2)从txt格式文件中读取频谱数据中的幅值列数据；3)将频谱数据存储为二维数组；4)重建三维瀑布图并显示和分析，其中分析方法包括频谱切片提取数据、动态视角查看以及数据比对等分析步骤。通过本发明解决了当前LMS Test.Lab Rev的Desktop‑Advanced软件自动生成的单色三维瀑布图频谱数据显示混叠、显示效果模糊、区分度不强的缺陷并且解决了不便于操作人员进行分析处理的问题。

主权项

1.一种发动机试验数据三维瀑布图重建、显示及分析方法，包括以下步骤：1)从LMS Test.Lab Rev的Desktop‑Advanced软件的原始三维瀑布图中导出txt格式文件；所述txt格式文件包括头文件信息字符串和频谱数据，所述频谱数据的数据列字符串按以下规律排列：频率列为第一列，幅值列和相位列交替排列；2)从txt格式文件中读取频谱数据中的幅值列数据；所述频谱数据是三维瀑布图中时间坐标轴上每个时刻对应的幅值列；3)将频谱数据存储为二维数组；所述二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；4)重建；4.1)构建三维坐标系；三维坐标系包括频率坐标轴、时间坐标轴、幅值坐标轴；4.2)设置显示视窗、投影矩阵并在内存中开辟一块缓冲区；4.3)循环读取二维数组中行数据绘制在三维坐标系中的频率坐标轴，循环读取二维数组中列数据绘制在三维坐标系中的幅值坐标轴；所述三维坐标系中频率坐标轴的绘制方式是从所述头文件信息字符串中读取频率间隔值；从所述头文件信息字符串中读取频率范围，利用频率间隔值和频率范围来绘制频率坐标轴；所述三维坐标系中时间坐标轴的绘制方式是从所述头文件信息字符串中读取时间间隔值；从所述头文件信息字符串中读取时间范围，利用时间间隔值和时间范围来绘制时间坐标轴；4.4)从频谱数据的幅值列直接读取幅值再乘以投影矩阵得到三维坐标系中的幅值的数据；在显示视窗中显示绘制好的频率坐标轴、时间坐标轴、幅值坐标轴数据，形成三维瀑布图；所述三维瀑布图为单色三维瀑布图、凝固状三维瀑布图以及彩色三维瀑布图；所述单色三维瀑布图绘制方法是：循环读取重建时频谱数据存储的二维数组，将不同时间的幅值列的个数作为第一层循环次数，将频谱数据存储的二维数组的第二维对应的不同频率的个数的作为第二层循环次数，绘制不同时刻的频谱切片曲线，在OpenGl中调用函数glColor3f设置每条频谱曲线的颜色值，并用灰色绘制每条频谱曲线的边框，形成单色三维瀑布图；所述二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；所述凝固状三维瀑布图的绘制方法是：首先以每条频谱曲线绘制宽带，然后循环读取重建时频谱数据存储的二维数组，将不同时间的幅值列的个数作为第一层循环次数，将频谱数据存储的二维数组的第二维对应的不同频率的个数的作为第二层循环次数，绘制不同时刻的频谱切片曲线，并用灰色绘制每条频谱曲线的边框，形成凝固状三维瀑布图；所述宽带是将相近的数据凝固化显示，突出较大值数据；所述二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；所述彩色三维瀑布图的绘制方法是：循环读取重建时频谱数据存储的二维数组，将不同时间的幅值列的个数作为第一层循环次数，将频谱数据存储的二维数组的第二维对应的不同频率的个数的作为第二层循环次数，绘制不同时刻的频谱切片曲线，同时，取幅值数据中的最大值将其分为三段得到两个颜色阈值，三段对应三种不同颜色，将当前所要显示的幅值数据和颜色阈值进行比较，显示相对应的颜色；所述二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；分析方法包括频谱切片提取数据，具体步骤是：用户从三维瀑布图中选择某时刻；将频谱数据存储的二维数组中行作为索引，循环读取某时刻的频率坐标轴和幅值坐标轴，写入到txt文件；所述二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；导出的txt数据用来详细分析频谱数据。