一种阵列信号滤波、幅值检测的方法技术

本发明专利技术公开了一种阵列信号滤波、幅值检测的方法，通过高频模数转换器对被动式阵列磁感应天线装置中各个电磁感应子单元进行数据采样，并多个数据集成一个数据帧，通过对数据帧进行极值和零点的判断，来确定数据帧是否符合极值或者零点的数据，如果不符和继续对下个数据帧进行数据判断，否则则对当前数据帧进行幅值的提取，并保存幅值后对其余电磁感应子单元依次进行幅值提取，整体扫描周期短，进一步的通过极值附近采集的数据可以对幅值提取精度大大提高。

Method for filtering and amplitude detection of array signals

The invention discloses a method for array signal filtering, amplitude detection, electromagnetic induction of each sub array passive magnetic induction antenna device unit for data sampling by high-frequency analog-to-digital converter, and a plurality of data into a data frame, the data frames are extreme and zero judgment, to determine whether the frame with extreme value or if not zero data, and continue to the next data frame data judgment, otherwise the current data frame of amplitude extraction, and save the rest after the amplitude of electromagnetic induction unit in amplitude extraction, the overall scanning cycle is short, further through the data collected near the maximum amplitude extraction accuracy greatly improve.

【技术实现步骤摘要】
一种阵列信号滤波、幅值检测的方法
本专利技术涉及电力系统输配电行业飞行器巡线自动检测
，尤其涉及一种阵列信号滤波、幅值检测的方法。
技术介绍
目前，电力公司对输电线路的维护、检测和抢修等作业，基本上依然按照区段划分任务，依靠人工现场对线路巡情况进行检查。线路缺陷发现的及时和准确性，取决于巡线员业务能力、责任心和班组管理人员的监察巡视的落实，不能杜绝因巡视不到位引发的各种事故的发生。同时，有些输电线路架设在深林、湿地、高山地区，人员到达缓慢、困难、效率低，不可能做到定期巡视维护，冰雪、地震、洪涝灾害等恶劣自然条件下巡检难度更大。目前取代人工巡线的主要方法是采用无人机巡检作业，包括遥控巡检飞行和自主避障跟踪巡检飞行两种作业方式，两种作业方式都需要飞行器与输电线路保持合理的距离和相对位置，方便的线路跟踪、避障技术等。所以设计提供一种由无人飞行器搭载的，能够自动识别输电线路空间位置，进而为飞行器提供导航、跟踪、控制信号的空中跟踪传感装置，以实现飞行器的避障、自动跟踪巡线飞行功能，具有非常广阔的市场前景，而对空中跟踪传感装置的信号滤波和幅值的监测，并没有响应的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种阵列信号滤波、幅值检测的方法，针对无人飞行器在线路巡检过程中需要对线路进行识别时采集到的阵列信号进行快速、高效的滤波和幅值的监测。本专利技术采用下述技术方案：一种阵列信号滤波、幅值检测方法，包括如下步骤：步骤A：通过阵列扫描与采集控制器对由多个电磁感应子单元阵列设置的被动式阵列磁感应天线装置进行控制采集：采集时，任选一个电磁感应子单元，做为采样起始，阵列扫描与采集控制器控制高速模数转换器以频率为U的采样速率，连续对被动式阵列磁感应天线装置进行采样，并把采集到的N个数据组成一个数据帧，把得到的数据帧依次发送到阵列扫描与采集控制器；步骤B：阵列扫描与采集控制器对获取的当前数据帧中的N个数据依次进行数字滤波、阈值比对以及对其进行是否为极值点或零点的判断；步骤C：如果当前数据帧的情况不满足极值点或零点条件，则进行下一数据帧的采样判断；反之，当前数据帧满足极值点或者零点条件，停止接收下一数据帧；步骤D：对满足极值点或者零点条件的数据帧的平均值进行幅值提取处理，存储幅值，完成当前采样单元的扫描采集；步骤E：重复步骤A-D按照采样顺序对其它采样单元进行扫描采集，直到完成设定时间周期的所有扫描。所述步骤D中由于是连续采样，所以在得到极值数据的同时，也或获得了一定数量的附近点数据，理论上由极值点数据和任一附近点数据即可得到信号幅值参数，但多个附近点数据的参与计算，可以修正最终幅值参数误差，提高精度，所述的精度误差的修正过程包括以下步骤：步骤D1：被测量曲线表达式被测量曲线极值为步骤D2：若Yp是最大值，则Yp＝Am，Yp是实测值，得到幅值；若Yp是最小值，则Yp＝-Am，Yp是实测值，得到幅值；步骤D3：若Yp是零，则有结合任一邻近数据建立方程组求解，其中只有Am和两个未知数，故也可得到幅值。所述的被动式阵列磁感应天线装置包括包括基板，基板上设置有驱动电路、稳压电路、谐振采样电路和多个磁感应子单元，所述多个电磁感应子单元阵列均匀设置，记为M*N列矩阵，则驱动电路包括行总驱动电路、M路行驱动电路、N路列驱动电路和M*N个与门电路，磁感应子单元与与门电路一一对应；所述的行总驱动电路、M路行驱动电路和N路驱动电路均为NPN三极管，每一行所在的电磁感应子单元对应一个行NPN三极管进行驱动，每一列所在的电磁感应子单元对应一个列NPN三极管进行驱动，行总驱动电路为一个行总驱动NPN三极管；所述的电磁感应子单元包括有一对电感线圈、第一低导通电阻开关管和第二低导通电阻开关管，所述的一对电感线圈由两个正交分布的电感串联组成，所述一对电感线圈的一端连接第二低导通电阻开关管的集电极，第一低导通电阻开关管发射极同时连接第二低导通电阻开关管的发射极；所述任意一个在同一行电磁感应子单元中第二低导通电阻开关管的发射极均与所在行对应行NPN三极管的集电极相连接；其中M-1个行NPN三极管的发射极均与行总驱动NPN三极管的集电极相连接，剩余一个行NPN三极管的发射极与行总驱动NPN三极管的发射极相连接，行总驱动NPN三极管的发射极接地连接，所述M个行NPN三极管和行总驱动NPN三极管的基极均为驱动电路输入端；所述任意一个在同一列电磁感应子单元中第一低导通电阻开关管的发射极均与所在列对应列NPN三极管的发射极相连接，同时由下到上，下方电磁感应子单元中一对电感线圈的另一端与与其相邻的上方电磁感应子单元中第二低导通电阻开关管的发射极相连，同一列最上方的电磁感应子单元中一对电感线圈的另一端与所在列对应列NPN三极管的发射极相连接；所述任意一个行NPN三极管的基极同时与所在行中任意一个电磁感应子单元中第一低导通电阻开关管的基极和所在行中任意一个与门电路的第一输入端相连接；所述任意一个列NPN三极管的基极分别与所在列中任意一个与门电路的第二输入端相连接，任意一个与门电路的输出端与与其对应的电磁感应子单元中第二低导通电阻开关管的基极相连接；所述N个列NPN三极管的集电极相互连接后分别与稳压电路的输出端和采样电路的输入端相连接。所述的谐振采样电路包括多个电容和低阻开关，其中第一电容一端与稳压电源输出端相连，另一端接地，其余电容一端也与稳压电源输出端相连，其余电容的另一端通过低阻开关接地。所述的低阻开关，采用双路低导通电阻模拟开关器件MAX4608。所述的谐振采样电路中电容为独石电容。所述的电感线圈采用螺旋管电感线圈。还包括有插座，所述插座设置在基板的一侧，且谐振采样电路的各个接线均与插座相连接。本专利技术通过高频模数转换器对被动式阵列磁感应天线装置中各个电磁感应子单元进行数据采样，并多个数据集成一个数据帧，通过对数据帧进行极值和零点的判断，来确定数据帧是否符合极值或者零点的数据，如果不符和继续对下个数据帧进行数据判断，否则则对当前数据帧进行幅值的提取，并保存幅值后对其余电磁感应子单元依次进行幅值提取，整体扫描周期短，进一步的通过极值附近采集的数据可以对幅值提取精度大大提高。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术所述被动式阵列磁感应天线装置的电路原理图；图3为本专利技术所述所述单个电磁感应子单元的局部接线示意图；图4为本专利技术所述谐振采样电路及等效电路示意图；图5为本专利技术所述正弦信号极值判断示意图。具体实施方式如图1-5所示，本专利技术包括如下步骤：步骤A：通过阵列扫描与采集控制器对由多个电磁感应子单元阵列设置的被动式阵列磁感应天线装置进行控制采集：任选一个电磁感应子单元，做为采样起始，阵列扫描与采集控制器控制高速模数转换器以频率为U的采样速率(则周期为1/U)，连续对被动式阵列磁感应天线装置进行采样，并把采集到的N个数据组成一个数据帧，把得到的数据帧依次发送到阵列扫描与采集控制器；所述阵列磁感应天线装置包括基板，基板上设置有驱动电路、稳压电路、谐振采样电路和多个磁感应子单元，所述多个电磁感应子单元阵列均匀设置，记为M*N列矩阵，则驱动电路包括行总驱动电路、M路行驱动电路、N路列驱动电路和M*N个与门电路，磁感应子单元与与门电路一一对应；所述的行总驱动电路、M路行驱动电路和N路驱动电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列信号滤波、幅值检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤A：通过阵列扫描与采集控制器对由多个电磁感应子单元阵列设置的被动式阵列磁感应天线装置进行控制采集：采集时，任选一个电磁感应子单元，做为采样起始，阵列扫描与采集控制器控制高速模数转换器以频率为U的采样速率，连续对被动式阵列磁感应天线装置进行采样，并把采集到的N个数据组成一个数据帧，把得到的数据帧依次发送到阵列扫描与采集控制器；步骤B：阵列扫描与采集控制器对获取的当前数据帧中的N个数据依次进行数字滤波、阈值比对以及对其进行是否为极值点或零点的判断；步骤C：如果当前数据帧的情况不满足极值点或零点条件，则进行下一数据帧的采样判断；反之，当前数据帧满足极值点或者零点条件，停止接收下一数据帧；步骤D：对满足极值点或者零点条件的数据帧的平均值进行幅值提取处理，存储幅值，完成当前采样单元的扫描采集；步骤E：重复步骤A‑D按照采样顺序对其它采样单元进行扫描采集，直到完成设定时间周期的所有扫描。

【技术特征摘要】
1.一种阵列信号滤波、幅值检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤A：通过阵列扫描与采集控制器对由多个电磁感应子单元阵列设置的被动式阵列磁感应天线装置进行控制采集：采集时，任选一个电磁感应子单元，做为采样起始，阵列扫描与采集控制器控制高速模数转换器以频率为U的采样速率，连续对被动式阵列磁感应天线装置进行采样，并把采集到的N个数据组成一个数据帧，把得到的数据帧依次发送到阵列扫描与采集控制器；步骤B：阵列扫描与采集控制器对获取的当前数据帧中的N个数据依次进行数字滤波、阈值比对以及对其进行是否为极值点或零点的判断；步骤C：如果当前数据帧的情况不满足极值点或零点条件，则进行下一数据帧的采样判断；反之，当前数据帧满足极值点或者零点条件，停止接收下一数据帧；步骤D：对满足极值点或者零点条件的数据帧的平均值进行幅值提取处理，存储幅值，完成当前采样单元的扫描采集；步骤E：重复步骤A-D按照采样顺序对其它采样单元进行扫描采集，直到完成设定时间周期的所有扫描。2.根据权利要求1所述阵列信号滤波、幅值检测方法，其特征在于：所述步骤D中由于是连续采样，所以在得到极值数据的同时，也或获得了一定数量的附近点数据，理论上由极值点数据和任一附近点数据即可得到信号幅值参数，但多个附近点数据的参与计算，可以修正最终幅值参数误差，提高精度，所述的精度误差的修正过程包括以下步骤：步骤D1：被测量曲线表达式被测量曲线极值为步骤D2：若Yp是最大值，则Yp＝Am，Yp是实测值，得到幅值；若Yp是最小值，则Yp＝-Am，Yp是实测值，得到幅值；步骤D3：若Yp是零，则有结合任一邻近数据建立方程组求解，其中只有Am和两个未知数，故也可得到幅值。3.根据权利要求1所述阵列信号滤波、幅值检测方法，其特征在于：所述的被动式阵列磁感应天线装置包括包括基板，基板上设置有驱动电路、稳压电路、谐振采样电路和多个磁感应子单元，所述多个电磁感应子单元阵列均匀设置，记为M*N列矩阵，则驱动电路包括行总驱动电路、M路行驱动电路、N路列驱动电路和M*N个与门电路，磁感应子单元与与门电路一一对应；所述的行总驱动电路、M路行驱动电路和N路驱动电路均为NPN三极管，每一行所在的电磁感应子单元对应一个行NPN三极管进行驱动，每一列所在的电磁感应子单元对应一个列NPN三极管进行驱动，行总驱动电路为一个行总驱动NPN三极管；所述的电磁感应子单元包括有一对电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国松，李占军，陈建明，郭恒，陈京，徐启，张海星，陶涛，倪宏，赵海丽，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河南省电力公司许昌供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11