[发明专利]冲击定位方法及装置

说明书

本发明提供了一种冲击定位方法及装置，涉及冲击检测技术领域。该方法包括：获取待测试结构上多个光纤布拉格光栅传感器采集的应力应变信号；判断多个传感器中是否存在任意一个传感器对应的应力应变信号的幅值绝对值超过预设幅值绝对值；若存在任意一个幅值绝对值超过预设幅值绝对值，则对多个传感器的应力应变信号在对应时间的预设时间范围内的信号进行归一化处理，获得多个传感器对应的多段归一化信号；利用过完备字典对多段归一化信号进行稀疏表示，获取到预设个数的预设冲击点以及每个预设冲击点对应的稀疏表示系数；根据预设冲击点以及稀疏表示系数，对冲击点的位置进行加权平均，获取到待测试结构的冲击定位结果。该方法能提高定位效果。

技术领域

本发明涉及冲击检测技术领域，具体而言，涉及一种冲击定位方法及装置。

背景技术

由于航天材料结构的工作环境的特殊性和复杂性，航天结构容易受到空间随便的撞击，而撞击造成的损伤会严重影响航天结构的可靠性能。因此，对于冲击信号的能量和位置进行实时评估显得尤为重要。考虑到太空的复杂工作环境对于传感器件的要求，光纤光栅传感器因其重量轻，柔韧性好，抗电磁干扰的优势，很适合用于组建航天结构健康监测中的传感器网络。

传统的位置确定方法，对于冲击信号进行监测时，通常通过对冲击产生的应力波进行测量。通过对传感器布置位置的应力应变进行测量，进行高频率的时域监测，结合波速和传感器所在的几何位置，几何解算冲击所在的位置。这类方法可以很好的解决布置应变片传感器网络的规整几何结构(板，梁)的冲击定位系统，这种方法对于测量系统的有较高的时域性能要求，然而针对光纤布拉格光栅的测量设备受限于时域性能，测量频率大多在10KHz以下，尤其是多路测量的高速解调设备，常见的采样频率一般只有1KHz，因此该方法并不适合由光纤光栅传感器构成的传感网络。这类方法需要测量系统具有较高的频率，且传感器和冲击位置之间的应力波传播路径中没有阻挡，这种方法在开孔结构和复杂的待测试结构上的效果也欠佳。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种冲击定位方法及装置来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种冲击定位方法，所述方法包括：获取待测试结构上多个光纤布拉格光栅传感器采集的应力应变信号；判断所述多个光纤布拉格光栅传感器中是否存在任意一个光纤布拉格光栅传感器对应的应力应变信号的幅值绝对值超过预设幅值绝对值；若存在任意一个光纤布拉格光栅传感器对应的应力应变信号的幅值绝对值超过预设幅值绝对值，则对所述多个光纤布拉格光栅传感器的应力应变信号在对应时间的预设时间范围内的信号进行归一化处理，获得所述多个光纤布拉格光栅传感器对应的多段归一化信号；利用过完备字典对所述多段归一化信号进行稀疏表示，获取到过完备字典中的预设个数的预设冲击点以及其中每个预设冲击点对应的稀疏表示系数，所述过完备字典中包括所述待测试结构中的所有预设冲击点以及每个预设冲击点与多个光纤布拉格光栅传感器对应的应力应变信号；根据所述过完备字典中的预设个数的预设冲击点以及其中每个预设冲击点对应的稀疏表示系数，对所述过完备字典中的预设个数的预设冲击点的位置进行加权平均，获取到待测试结构的冲击定位结果。