[发明专利]一种基于提升小波改进阈值的输电线路激光测距信号去噪方法

说明书

本发明提出了一种基于提升小波改进阈值的输电线路激光测距信号去噪算法，能有效实现对含噪的输电线路激光测距信号进行去噪处理，该方法首先建立了输电线路激光测距信号采集系统；其次，对实验所得的输电线路激光测距信号进行提升小波变换，得到小波分解系数；然后，针对提升小波变换在阈值选取方面存在的限制，结合鸡群算法，优化提升小波的自适应阈值；最后，应用提升小波逆变换得到去噪后的输电线路激光测距信号。实验结果证明了该方法能有效降低输电线路激光测距信号中的噪声，实现对影响输电线路运行的目标物准确测距，从而提高了输电线路运行的安全性与稳定性。

技术领域

本发明涉及输电线路激光测距领域，具体涉及一种基于提升小波改进阈值的输电线路激光测距信号去噪方法。

背景技术

输电线路的安全可靠运行对于国民经济的发展具有重大意义。然而，输电线路大多架设在丘陵、高山等地带，每年树木生长茂盛期，因输电线路走廊安全距离不够的树障造成的线路跳闸事故时有发生，对线路的安全运行构成了很大的威胁。此类事故在国内外都有发生，而且部分事件的后果很严重，造成大量的经济损失。目前，电力部门进行线路安全防护基本上还是依靠人工巡线，但巡线工作强度大，效率低，人力物力成本较高，检查精确度有限，耗时较长、对于安全隐患不能及时发现。

激光测距方法创新性的应用在输电线路检测领域，能够对恶劣环境中运行的输电线路的运行状况进行全天候的实时监测，可有效减少由于线路周围树木、建筑和施工、运输等因素引起的电力事故。同时，还能提高测量精度、测量速度方面的检测要求。激光测距方法为输电线路检测方法提供了一个新的思路。然而，激光测距过程中会受到许多噪声干扰，按噪声来源可把它们分为：背景噪声、电子元器件噪声、探测器噪声以及信号噪声等。

小波变换具有多分辨率分析的特点，在时域和频域同时具有良好的局部化特征，非常适合对激光信号等非平稳信号的分析与处理。然而，小波变换用于信号去噪时在自身构造及对信号进行时频域变换时都需要耗费大量系统资源。1994年Swelden提出基于提升方案的小波变换，被称为第二代小波。提升法是一种柔性的小波构造方法，同传统小波变换相比，计算速度更快，计算方法简单，从某种角度说提升算法是对信号进行小波滤波的另一种实现。虽然提升小波变换能够用于激光测距信号的去噪，但是提升小波系数阈值的选取比较困难。因为当阈值选取比较小时，小波系数中含有的噪声比较多，去噪效果不佳；当阈值选取比较大时，容易造成有用信号的丢失，存在较大的系统重构误差，从而使得到的信号失真比较严重。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，为实现对含噪的输电线路激光测距信号进行去噪处理，本发明提出一种基于提升小波改进阈值的输电线路激光测距信号去噪方法，包括步骤：

S100：建立输电线路激光测距信号采集系统，实验室模拟对可能影响输电线路的目标物进行采样数据，以获得输电线路激光测距信号；

S200：对实验所得的输电线路激光测距信号进行提升小波变换，得到小波分解系数；

S300：针对提升小波变换在阈值选取方面存在的限制，结合鸡群算法，优化提升小波的自适应阈值；

S400：应用提升小波逆变换得到去噪后的输电线路激光测距信号。

在所述步骤S100中，输电线路激光测距信号采集系统，具体包括步骤：

本方法设计的激光测距系统由三大模块构成，分别为发射模块、接收模块和数据处理控制模块。其中，发射模块主要是由驱动电路和激光发射器组成，主要作用是发射一定频率的对人无害的激光信号；接收模块主要用于完成将发射器发射过来的激光信号进行回收，将光信号转换为电信号；数据处理控制模块主要作用是对测距仪进行控制，计算脉冲的测量时间。

在所述步骤S300中，针对提升小波变换在阈值选取方面存在的限制，结合鸡群算法，优化提升小波的自适应阈值，具体包括步骤：