本技术涉及压实度检测领域,具体而言,涉及一种用于压实度检测的信号处理方法、装置、存储介质及电子装置。
背景技术:
1、在现有技术中,公告号为cn107460813b的专利,公开了一种基于大数据的压实度随车检测方法,具体包括以下步骤:s01:采集土壤中振动轮的加速度信号,进行ad转换将电荷信号转换为数字信号;s02:将数字信号进行傅里叶变换成频域信号;s03:将该压实对象的当前数据连同位置信息上传至云平台储存;s04:将实时上传的数据与数据样本库进行匹配计算,匹配的相关度最高的样本数据为当前参考数据,并输出样本数据压实度作为实时采集数据的路面压实度;s05:将计算得出的压实度发送至单车系统;s06:单车系统对压实度信息进行显示。可以实现随车实时检测压实度、能够对实时压实信息进行储存且提高输出结果准确性。
2、虽然采用傅里叶变换能够实现信号的频域分析,但是如果把每次加法和乘法的运算记为一次操作,由式傅里叶变换公式可知,求解ck需要n次操作,那么求解所有系数就需要n2次操作;由此可知,如果n的值很大,那么运算量就会大大增加;而且并不能在其他变换和傅里叶变换之间切换,以保证最低运算量。
3、针对相关技术中运算量大,且无法保证最低运算量的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本技术的主要目的在于提供一种用于压实度检测的信号处理方法、装置、存储介质及电子装置,以解决运算量大,且无法保证最低运算量的问题。
2、为了实现上述目的,根据本技术的一个方面,提供了一种用于压实度检测的信号处理方法。
3、根据本技术的用于压实度检测的信号处理方法包括:接收加速度传感器采集到的冲击振动时碾轮的加速度信号;对采集到的加速度信号进行时域分析;将时域分析后的加速度信号等分为n点序列;判断n点序列的序列数目是否超出预设的序列数目阈值;如果是,则采用fft对时域分析后的加速度信号进行时频域转换;如果不是,则采用离散fourier变换对时域分析后的加速度信号进行频域转换;输出转换结果到显示器上显示。
4、进一步的,接收加速度传感器采集到的冲击振动时碾轮的加速度信号之后,对采集到的加速度信号进行时域分析之前还包括:
5、采用前置放大器对采集的加速度信号进行信号放大;
6、采用低通滤波器消除前置放大器输出的直流分量,并过滤放大后的加速度信号中的高频信号;
7、采用a/d转换器将过滤后的加速度信号进行模数转换。
8、进一步的,采用a/d转换器将过滤后的加速度信号进行模数转换之后还包括:
9、采用汉宁窗函数截断模数转换后的加速度信号;
10、汉宁窗函数为为:
11、
12、其窗谱为:
13、
14、进一步的,采用汉宁窗函数截断模数转换后的加速度信号之后还包括:对截断的加速度信号进行离散采样,转换成离散的数字信号。
15、进一步的,采用fft对时域分析后的加速度信号进行时频域转换包括:
16、把n点序列x(n),n=0,1,…,n-1按照n为偶数和奇数性质的不同分成两个长为n/2的序列;
17、g(m)=x(2m),其中,g(m)为经过时域分析后的加速度信号偶数抽样序列;
18、h(m)=x(2m+1),其中,h(m)为经过时域分析后的加速度信号奇数抽样序列;
19、令则wn/2=wn2,{g(m)}和{h(m)}的n/2点dft分别为:
20、
21、
22、因此{x(n)}的n点dft可用g(l)和h(l)表示:
23、
24、g(k)和h(k)的周期为n/2,并且所以对有:
25、
26、
27、式中的因子在复数乘法公式定理中起一个旋转作用;式中的运算可以归结为两个复数a,b求和的计算过程。
28、进一步的,采用离散fourier变换对时域分析后的加速度信号进行频域转换包括:
29、采用正弦信号表示加速度信号;公式如下:
30、式中an、bn为傅里叶系数;
31、令j=0,1,2,…,2m;对于任意0≤k,l≤m可使下列式子成立;
32、
33、由上式说明{1,cosx,sinx,…,cosmx,sinmx}在上的点均正交;
34、令fj=f(xj),(j=0,1,2,…,2m),可知f(x)的最小二乘逼近式为:
35、
36、式中:k=0,2,…,n;
37、当n=m时,可得:
38、sm(xj)=fj,j=0,1,2,…m
39、于是有:
40、
41、周期函数f(x)在区间[0,2π]上的n个等分点上的值为现有以2π为周期的函数:
42、
43、其线性组合为:
44、
45、之后用函数f(x)在[0,2π]作三角插值函数,为确定cj值,在点上有:
46、
47、对所选的每一个j,当函数eijx中x取值中的任何一个值时,可以由函数值得到下边向量:
48、
49、对于j=0,1,2,…,n-1时取得的n个向量,它们之间具有正交特性,即:
50、
51、上式的计算结果代入中,其中l是取0到n-1的正整数,并对j求和:
52、
53、于是:
54、k=0,1,2,…,n-1其中,fl为对三角插值后的时域信号转变成频域信号,ck对三角插值后的频域信号转变成时域信号;
55、从fl求ck的过程称为f(x)的有限傅立叶变换,反之从ck求解fl则是其逆变换。
56、进一步的,把n点序列x(n),n=0,1,…,n-1按照n为偶数和奇数性质的不同分成两个长为n/2的序列之前还包括:
57、判断n点序列是否满足2的幂次方;如果满足,则执行对n点序列的划分操作;如果不满足,则执行补零操作。
58、为了实现上述目的,根据本技术的另一方面,提供了一种用于压实度检测的信号处理装置。
59、根据本技术的用于压实度检测的信号处理装置包括:接收模块,用于接收加速度传感器采集到的冲击振动时碾轮的加速度信号;时域分析模块,用于对采集到的加速度信号进行时域分析;等分模块,用于将时域分析后的加速度信号等分为n点序列;判断模块,用于判断n点序列的序列数目是否超出预设的序列数目阈值;fft转换模块,用于如果是,则采用fft对时域分析后的加速度信号进行时频域转换;fourier变换模块,用于如果不是,则采用离散fourier变换对时域分析后的加速度信号进行频域转换;输出模块,用于输出转换结果到显示器上显示。
60、为了实现上述目的,根据本技术的另一方面,提供了一种计算机可读存储介质。
61、根据本技术的计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行所述的用于压实度检测的信号处理方法。
62、为了实现上述目的,根据本技术的另一方面,提供了一种电子装置。
63、根据本技术的电子装置,包括:存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,其中,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述的用于压实度检测的信号处理方法。
64、在本技术实施例中,采用fourier变换和fft变换相结合的方式,通过接收加速度传感器采集到的冲击振动时碾轮的加速度信号;对采集到的加速度信号进行时域分析;将时域分析后的加速度信号等分为n点序列;判断n点序列的序列数目是否超出预设的序列数目阈值;如果是,则采用fft对时域分析后的加速度信号进行时频域转换;如果不是,则采用离散fourier变换对时域分析后的加速度信号进行频域转换;输出转换结果到显示器上显示;达到了根据设置的n值在fft变换和fourier变换之间进行切换的目的,从而实现了有效降低运算量,并且保证维持在最低运算量的技术效果,进而解决了运算量大,且无法保证最低运算量的技术问题。
1.一种用于压实度检测的信号处理方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的用于压实度检测的信号处理方法,其特征在于,接收加速度传感器采集到的冲击振动时碾轮的加速度信号之后,对采集到的加速度信号进行时域分析之前还包括:
3.根据权利要求2所述的用于压实度检测的信号处理方法,其特征在于,采用a/d转换器将过滤后的加速度信号进行模数转换之后还包括:
4.根据权利要求3所述的用于压实度检测的信号处理方法,其特征在于,采用汉宁窗函数截断模数转换后的加速度信号之后还包括:
5.根据权利要求1所述的用于压实度检测的信号处理方法,其特征在于,采用fft对时域分析后的加速度信号进行时频域转换包括:
6.根据权利要求1所述的用于压实度检测的信号处理方法,其特征在于,采用离散fourier变换对时域分析后的加速度信号进行频域转换包括:
7.根据权利要求5所述的用于压实度检测的信号处理方法,其特征在于,把n点序列x(n),n=0,1,…,n-1按照n为偶数和奇数性质的不同分成两个长为n/2的序列之前还包括:
8.一种用于压实度检测的信号处理装置,其特征在于,包括:
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至7中任一项所述的用于压实度检测的信号处理方法。
10.一种电子装置,包括:存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,其中,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至7中任一项所述的用于压实度检测的信号处理方法。
