一种应用于围栏上的光纤振动系统定位精度优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于围栏上的光纤振动系统定位精度优化方法，该点提出了针对该围栏应用问题，利用波峰检测等综合方法并根据振动在围栏上的延续性进行进一步的时域分析，来解决围栏上振动点的精确定位问题。在作用域内，寻找振动波峰，并进行阀值判断、累计次数判断、残影判断等。先进行预报，再进行正报，减少了误报的产生。了误报的产生。了误报的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于围栏上的光纤振动系统定位精度优化方法


[0001]本专利技术涉及光纤探测
，技术涉及一种应用于围栏上的光纤振动系统定位精度优化方法。

技术介绍

[0002]近些年，基于光纤传感的振动安防系统逐渐取代了电子围栏、红外对射等传统安防手段，相对于传统安防技术，光纤传感具备安装简易、无源布设、监测距离长、高灵敏等特点，并且在一致性、灵敏度上有了进一步的提升，但同样的基于光纤振动虽然具备这些优势，其高灵敏的特性必然接收到了更多的振动信号，振动的一致性不足以区分振动之间的微小差别，尤其是在线性度饱和的情况下更难区分相邻的高幅值振动。
[0003]以相位敏感光时域反射计型的振动检测系统为例，光纤振动系统是将光纤以S型、直线型等不同方式铺设在围栏上，光纤作为传感器直接感知围栏上的外界振动(包括攀爬、摇晃等)引起的光信号的形变量，系统通过采集卡将该信号经过光电转换的电信号采集下来，结合信号处理及模式识别手段进行有效的行为分析，从而实现报警位置、危险等级等报警行为的分析，但相比地埋光纤环境下(如油气管道、城市管廊)的振动检测，围栏上的应用有极大的区别带来显著的优缺点，优点是振动单点入侵传导强，容易达到报警值，误报率可以进一步的降低，缺点是围栏的横向传导性高，单处敲击由于围栏的材质属性，往往比地埋检测影响范围多几倍，经常无法准确的找到敲击点。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是解决上述现有技术的不足，提供一种敲击点定位精准的应用于围栏上的光纤振动系统定位精度优化方法。
[0005]为了解决上述现有技术的不足，本专利技术采用的技术方案为：一种应用于围栏上的光纤振动系统定位精度优化方法，包括如下：
[0006]采集光纤上各检测点振动信号，在一段时间t内，取各个采样点的最大振幅；
[0007]将采样点分成若干个作用域，任意m个连续的采样点作为一个作用域；
[0008]在每个作用域内，将每个检测点的最大振幅按照采样点的位置排列，生成数列或者曲线图；寻找该数列或者曲线图的波峰，若作用域内不存在波峰，则认定该作用域不存在振动点；如存在波峰，进行报警阀值判断，判断其幅度是否大于报警阀值k1，将小于报警阀值k1的位置点滤除；
[0009]对上述得到的波峰幅度进行比较，得到最大的波峰值，并确定最大波峰值对应的检测点位置M；
[0010]检测点位置M确定后，进行误判排除：在时间T1内，判断检测位置M出现的峰值大于报警阀值K1的次数c，当c小于d时，判定检测点M的振动为误判；
[0011]当c大于等于d时，发出振动预报并再进行残影判断：若在在时间T2内，检测位置M的振幅小于报警阀值k1，大于残影阀值K2的累计次数大于门限值e时，预报转为正报，并认
定位置M为振动点，否则清空预报。
[0012]其中，T1是指敲击产生的振动在光纤上的持续时间，T2的范围为6～10秒，d取值为2、3、4或者5，e取值为6、7、8、9或者10，m的取值为6～50。
[0013]进一步的，当寻找到作用域中最大的波峰值对应的位置M后，判定该作用域内M
±
nl位置是否振动波峰，若为波峰，再进行误判排除以及残影判断，若满足误判排除以及残影判断条件，则认为其为振动点；其中l为设定的间隔，n为自然数。
[0014]进一步的，作用域内，波峰的寻找方法如下：计算每个点与其他点的形成的向量与x轴之间的夹角的余弦值之和，分别记为SumAngle1，SumAngle2
……
SumAngle m；当SumAngleM大于左边SumAngleM
‑
1、右边SumAngleM+1，即取得作用域内的极大值，极大值点则为其中一个波峰位置M。
[0015]从上述技术方案可以看出本专利技术具有以下优点：本专利技术利用波峰检测等综合方法并根据振动在围栏上的延续性进行进一步的时域分析，排出了误判，并且通过作用域大大减少了计算量，便于峰值的寻找。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的流程图。
[0017]图2为本专利技术中检测点处最大振幅曲线图；
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做具体说明。
[0019]具体的步骤如图1所示，采集光纤上各检测点振动信号，在一段时间t内，t可以取值10s，取各个采样点的最大振幅。检测系统从时域波峰计算入手，基本的波峰值计算即在信号监测段中通过左右两边突出度来寻找峰值。
[0020]本专利技术中引用了作用域概念，作用域是指振动点在光纤上的振动影响范围。将采样点分成若干个作用域，任意m个连续的采样点作为一个作用域；m的取值根据光纤的定位精度来确定，本实施例中m取值为10。
[0021]在每个作用域内，将每个检测点的最大振幅按照采样点的位置排列，生成数列或者曲线图(如图2所示，其中x轴为检测点位置，y轴为各检测点的最大振幅)；寻找该数列或者曲线图的波峰，若作用域内不存在波峰，则认定该作用域不存在振动点；如存在波峰，进行报警阀值判断，判断其幅度是否大于报警阀值k1，将小于报警阀值k1的位置点滤除。k1的值可以根据灵敏度进行设定，本实施例中取值为1.9。
[0022]对上述得到的波峰幅度进行比较，得到最大的波峰值，并确定最大波峰值对应的检测点位置M；具体的方法如下：计算每个点与其他点的形成的向量与x轴之间的夹角的余弦值之和，分别记为SumAngle1，SumAngle2
……
SumAngle m；当SumAngleM大于左边SumAngleM
‑
1、右边SumAngleM+1，即取得作用域内的极大值，极大值点则为其中一个波峰位置M。
[0023]检测点位置M确定后，进行误判排除：振动在光纤上的平均传导时间一般为3.3秒，残影持续时间为6.2秒。在3.3s内，判断检测位置M出现的峰值大于报警阀值K1的累计次数c，当c小于3时，判定检测点M的振动为误判；
[0024]当c大于等于3时，发出振动预报并再进行残影判断：若在在时间6.2s内，检测位置M的振幅小于报警阀值k1，大于残影阀值K2的累计次数大于门限值8时，预报转为正报，并认定位置M为振动点，否则清空预报。
[0025]此外，还可以对残影的平滑度进行判断，判断其是否为平缓变化。
[0026]若只对作用域内最大值波峰进行评估判断，可能会忽视临近振动点的振动。因此，本专利技术中还设置了越峰限定，越峰限定具体下：当寻找到作用域中最大的波峰值对应的位置M后，判定该作用域内M+2、M+4等位置是否振动波峰，若为波峰，再进行误判排除以及残影判断，若满足误判排除以及残影判断条件，则认为其为振动点；则此时，光纤上存在两个邻近的振动点。用户可以根据精度需求选择是否需要越峰限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于围栏上的光纤振动系统定位精度优化方法，包括如下：采集光纤上各检测点振动信号，在一段时间t内，取各个采样点的最大振幅；将采样点分成若干个作用域，任意m个连续的采样点作为一个作用域；在每个作用域内，将每个检测点的最大振幅按照采样点的位置排列，生成数列或者曲线图；寻找该数列或者曲线图的波峰，若作用域内不存在波峰，则认定该作用域不存在振动点；如存在波峰，进行报警阀值判断，判断其幅度是否大于报警阀值k1，将小于报警阀值k1的位置点滤除；对上述得到的波峰幅度进行比较，得到最大的波峰值，并确定最大波峰值对应的检测点位置M；检测点位置M确定后，进行误判排除：在时间T1内，判断检测位置M出现的峰值大于报警阀值K1的次数c，当c小于d时，判定检测点M的振动为误判；当c大于等于d时，发出振动预报并再进行残影判断：若在在时间T2内，检测位置M的振幅小于报警阀值k1，大于残影阀值K2的累计次数大于门限值e时，预报转为正报，并认定位置M为振动点，否则清空预报。其中，T1是指敲击产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一川，
申请(专利权)人：无锡科晟光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：