一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及激光遥测技术领域，特别涉及一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法和系统。其中，所述方法包括：获取标准信号光谱波形；获取回波信号光谱波形；计算所述回波信号光谱波形与所述标准信号光谱波形的相似度；基于所述相似度判断所述回波信号是否可信并生成判断结果；基于所述判断结果提取可信的回波信号并将其用于检测结果计算。所述系统包括数据采集单元、信号处理单元、判断单元和提取单元，该系统执行上述方法。本发明专利技术通过比较回波信号光谱波形与标准信号光谱波形的相似度，判断回波信号是否可信，采用可信的回波信号计算得到检测结果，有效提高检测结果的准确性，降低激光气体遥测仪的数据误报率。

【技术实现步骤摘要】
一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法和系统
本专利技术涉及激光遥测
，特别涉及一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法和系统。
技术介绍
激光气体遥测仪是一种以激光为主要手段，实现远距离的遥感检测的设备。激光气体遥测仪常用于测定大气污染，如污染物的浓度。通过反射回波进行气体浓度测量是气体遥测的一种常见方式。由光源发出的光线经过准直照射到待测区域，光束被反射后产生的反射回波回到遥测装置的光电探测器中，通过测量反射回波被路径上目标气体的吸收可以推算出目标气体的浓度值。激光气体遥测仪无需在现场采样，能够实时检测现场的污染物浓度，如激光甲烷遥测仪能够现场检测甲烷浓度，判断是否有天然气泄漏或确定泄漏源位置。此外，激光气体遥测仪还具有速度快、灵敏度高和安全性高等优点。但在实际应用中，激光气体遥测仪会受到检测环境条件变化、探测器饱和或电路切换等影响而出现数据误报现象。例如，检测环境光线中的日光或者接收到的反射光变化剧烈时，激光气体遥测仪获得的回波信号往往会发生畸变，这种畸变会导致测量结果错误，发生信号误报。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术的目的在于，提供一种能够避免激光气体遥测仪受环境条件变化影响，降低激光气体遥测仪数据误报率的方法和系统。本专利技术的具体技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法，包括：获取标准信号光谱波形；获取回波信号光谱波形；计算所述回波信号光谱波形与所述标准信号光谱波形的相似度；基于所述相似度判断所述回波信号是否可信并生成判断结果；基于所述判断结果提取可信的回波信号并将其用于检测结果计算。第二方面，本专利技术提供一种降低激光气体遥测仪数据误报率的系统，包括：数据采集单元，被配置为获取标准信号光谱波形，和获取回波信号光谱波形；信号处理单元，被配置为计算所述回波信号光谱波形与所述标准信号光谱波形的相似度；判断单元，被配置为基于所述相似度判断所述回波信号是否可信并生成判断结果；提取单元，被配置为基于所述判断结果提取可信的回波信号并将其用于检测结果计算。所述检测结果包括气体浓度等数据。第三方面，本专利技术提供一种激光气体遥测仪设备，包括：激光器、控制器、存储器和处理器，所述存储器上存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的降低激光气体遥测仪数据误报率的方法。采用上述技术方案，本专利技术所述的降低激光气体遥测仪数据误报率的方法和系统具有如下有益效果：本专利技术中将回波信号光谱波形与标准信号光谱波形做相似度比较，根据相似度值判断回波信号是否可信，采用可信的回波信号计算得到检测结果。利用本专利技术提供的技术方案可以提高检测结果的准确性，避免因信号饱和、电路切换和/或环境条件剧烈变化所导致的信号失真，有效降低激光气体遥测仪的数据误报率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1本专利技术实施例提供的一种激光气体遥测仪设备的结构示意图；图2本专利技术实施例提供的一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法的流程示意图；图3本专利技术实施例提供的一组标准信号光谱波形(图a)和在周围环境强光干扰下获得的回波信号光谱波形(图b-i)；图4本专利技术实施例提供的标准信号光谱波形的特征区域的划分示意图；图5本专利技术实施例提供的另一标准信号光谱波形的特征区域的划分示意图；图6本专利技术实施例提供的另一组回波信号光谱波形(图a-d)；图7本专利技术实施例提供的一种降低激光气体遥测仪数据误报率的系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。请参考图1，图1是本专利技术实施例提供的一种激光气体遥测仪设备的结构示意图，如图1所示，该设备可以包括激光器、信号探测器、显示器、控制器、存储器和处理器等。还可以包括通信装置。该处理器中可以包括光谱分析器和信号检测处理器等。该设备可以设有测距器件和气体传感器件。需要说明的是，上述设备可以是能够单独使用的设备，如手持式激光甲烷遥测仪等，也可以是能够集成在其他设备上使用的设备，例如能够集成在车辆、无人机或船只等上的激光甲烷遥测仪等。在实际应用中，上述设备中激光器可以是可调谐二极管激光器，上述设备可以是基于可调谐二极管激光吸收光谱(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy，TDLAS)技术进行气体浓度检测。以下介绍本专利技术基于上述设备的降低激光气体遥测仪数据误报率的方法，图2是本专利技术实施例提供的一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法的流程示意图。本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或设备产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。具体的如图2所示，所述方法可以包括：S100，获取标准信号光谱波形；本说明书实施例中，用于执行本说明书中方法的设备或系统可以预存有标准信号光谱波形，该标准信号光谱波形可以是在标准设置的实验条件下获得的测试结果。或者可以是在检测现场选取符合标准条件的环境，将获取到的回波信号光谱波形作为标准信号光谱波形。例如是在检测现场的环境中，选择没有待测气体的环境范围，采用标准反射面得到回波信号光谱波形，将其作为标准信号光谱波形。在实际应用中，如果标准信号光谱波形为预存，则可以预存不止一个标准信号光谱波形，例如可以存储有室内无灯光条件下得到的标准信号光谱波形、城市室外空气条件下获得的标准信号光谱波形等。S200，获取回波信号光谱波形；本说明书实施例中，回波信号光谱波形是激光被环境中的待测气体吸收后，经反射面反射生成的回波信号，将该回波信号进行采样后得到回波信号光谱波形，本专利技术中获得回波信号光谱波形与获得标准信号光谱波形的激光器驱动电流的波形和周期相同。本说明书实施例中，回波信号光谱波形可能会受到检测现场的环境因素影响而产生畸变，所述环境因素包括但不限于环境光线变化剧烈和/或接收到的反射光变化剧烈。例如在户外检测环境中日照光线的剧烈变化，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法，其特征在于，包括：获取标准信号光谱波形；获取回波信号光谱波形；计算所述回波信号光谱波形与所述标准信号光谱波形的相似度；基于所述相似度判断所述回波信号是否可信并生成判断结果；基于所述判断结果提取可信的回波信号并将其用于检测结果计算。

【技术特征摘要】
1.一种降低激光气体遥测仪数据误报率的方法，其特征在于，包括：获取标准信号光谱波形；获取回波信号光谱波形；计算所述回波信号光谱波形与所述标准信号光谱波形的相似度；基于所述相似度判断所述回波信号是否可信并生成判断结果；基于所述判断结果提取可信的回波信号并将其用于检测结果计算。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述回波信号光谱波形和所述标准信号光谱波形相似度，包括：根据所述标准信号光谱波形确定特征区域；计算所述特征区域内的所述回波信号光谱波形与所述标准信号光谱波形的相似度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相似度的计算公式为：其中，x为所述标准信号光谱波形中某一采样点的纵坐标值，y为所述回波信号光谱波形中同一采样点的纵坐标值，x0为所述标准信号光谱波形的特征区域内所有采样点纵坐标的平均值，y0为回波信号光谱波形的特征区域内所有采样点纵坐标的平均值，rxy为所述回波信号光谱波形与所述标准信号光谱波形的相似度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述标准信号光谱波形确定特征区域，包括：确定所述标准信号光谱波形上不包括待测气体及环境干扰气体吸收的采样点范围为特征区域；所述特征区域为n个，其中，n为大于等于1的正整数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相似度结果判断所述回波信号是否可信并生成判断结果，包括：判断所述相似度是否低于相似度阈值；若是，则确定所述回波信号不可信，舍弃所述回波信号；若否，则确定所述回波信号可信。6.一种降低激光气体遥测仪数据误报率的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶俊，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31