基于STFT频谱图与改进ShuffleNet v2的CFST结构不平衡脱空识别方法技术

基于STFT频谱图与改进ShuffleNet v2的CFST结构不平衡脱空识别方法的步骤为：S1，设计并制备带有不同脱空缺陷的钢管混凝土试件；S2，采集不同加载工况下的钢管混凝土试件的敲击声音信号，并根据随机概率函数，结合组合移动、音量改变、倍速变换和拉伸四种增强技术对敲击声音信号进行增强；S3，对增强后的敲击声音信号进行短时傅里叶变换提取特征图谱，再利用特征图谱构建具有不同比例的不平衡数据集和具有不同加载工况的不平衡数据集；S4，采用仿CSP网络、迁移学习和ECA注意力对ShuffleNet v2卷积神经网络进行改进，获得仿CSP网络、迁移学习和ECA注意力改进的ShuffleNet v2模型，并在构建的数据集上分别进行模型训练、验证和测试。该方法具有更高的识别准确性和更小的内存占用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢管混凝土结构脱空识别，具体涉及一种基于stft频谱图与改进shufflenet v2的cfst结构不平衡脱空识别方法。

技术介绍

1、众所周知，钢管混凝土(cfst)结构由于优异的结构性能，已被广泛应用于大跨度桥梁、高层建筑以及输电塔等重大结构的关键承重部位。cfst主要由核心混凝土和钢管组成，核心混凝土填充在钢管内部。当上述两种材料分别单独工作时，其自身局限性会被暴露。例如，混凝土抗拉强度不足，钢管容易发生局部屈曲。而当它们被有效组合为cfst结构时，人们发现，由于二者之间的协同作用，以上缺陷得到了有效地减缓或避免，组合后，结构的抗压强度、抗震性能和延展性得到显著提升。然而，由于温差效应、混凝土收缩等原因，混凝土和钢管之间经常出现间隙现象(称为脱空)，严重影响了二者之间的协同作用。众多研究表明，内部脱空严重危害cfst结构的承载力，并缩短其使用寿命。因此，迫切需要开展脱空的精准检测，为下一步cfst结构的可靠评估和有效维护奠定基础。

2、针对cfst结构的内部缺陷检测，主要分为有损检测法和无损检测法。有损检测法包括钻芯法和直接本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于STFT频谱图与改进ShuffleNet v2的CFST结构不平衡脱空识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于STFT频谱图与改进ShuffleNet v2的CFST结构不平衡脱空识别方法，其特征在于，步骤S2中所述组合移动和音量改变增强技术在每次增强过程中均应用；所述倍速变换和拉伸增强技术通过Python中的random()随机概率函数控制，在每次增强过程中，random()随机概率函数随机生成p，p为0至1的任意一个数字，当0.6＜p≤1时采用倍数变换增加技术，当0.3＜p≤0.6时采用拉伸增强技术，否则倍速变换和拉伸增强技术同时应用。<...

【技术特征摘要】

1.基于stft频谱图与改进shufflenet v2的cfst结构不平衡脱空识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于stft频谱图与改进shufflenet v2的cfst结构不平衡脱空识别方法，其特征在于，步骤s2中所述组合移动和音量改变增强技术在每次增强过程中均应用；所述倍速变换和拉伸增强技术通过python中的random()随机概率函数控制，在每次增强过程中，random()随机概率函数随机生成p，p为0至1的任意一个数字，当0.6＜p≤1时采用倍数变换增加技术，当0.3＜p≤0.6时采用拉伸增强技术，否则倍速变换和拉伸增强技术同时应用。

3.根据权利要求1所述的基于stft频谱图与改进shufflenet v2的cfst结构不平衡脱空识别方法，其特征在于，所述对声音信号进行短时傅里叶变换提取特征图谱的方法，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的基于stft频谱图与改进shufflenet v2的cfst结构不平衡脱空识别方法，其特征在于，步骤s42所述对所截取的部分敲击声音信号进行傅里叶变换后的函数如下：

5.根据权利要求1所述的基于stft频谱图与改进shufflenet v2的cfst结构不平衡脱空识别方法，其特征在于，步骤s4中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢开仲，覃悦，王建军，罗子朝，李衡，龙国强，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：