[发明专利]一种列车轴承声波截取及拼接方法

权利要求书

1.一种列车轴承声波截取及拼接方法，其特征在于，包括：

步骤1，基于由多个指向性传声器组成的线形传声器阵列和声学车轮传感器，截取列车单个轴承经过每个传声器的轴承声信号波,包括：

根据所述声学车轮传感器采集到的轴承声信号波形图得到所有轴承经过所述声学车轮传感器的时刻；

基于所有轴承经过所述声学车轮传感器的时刻，对轴承经过每个传声器中心线时的信号波进行分离，截取轴承声信号波；

步骤2，对截取的轴承声信号波进行自适应小波降噪，包括：

根据设定的前提条件对各传声器通道分解后的数据进行互相关计算；所述前提条件为：各通道的环境噪声不相关或无限接近于不相关，小波分解后噪声数据所在的层各通道不相关或无限接近于不相关；

将互相关系数的门限设为0.3，当该层各通道的互相关系数小于0.3时，将该层确定为噪声层；

提取所有噪声层并进行数据重构，得到噪声数据；

将噪声数据输入自适应滤波器进行噪声抑制；步骤3，对同一轴承经过每个传声器的轴承声信号波进行拼接，得到每个轴承完整周期的轴承声信号波；包括：采用时域平滑法对拼接波形进行处理，具体步骤如下：

依据“声界”和轴承运动速度对每个轴承片段进行截取，获得经过每个指向性声学腔的轴承的通道声信号波形片段S(i,j)；其中，所述“声界”为铁轨上的指向性传声器的中心线左右两侧能够拾取轴承声音信号的范围；所述指向性声学腔为指向性传声器所形成的腔体，采用所述指向性声学腔，对于每个轴承，经过波形截取后，单个通道只采集到了轴承转动周期的通道声信号波形片段；

为第j个完整轴承的波形的声数据数组分配空间；

对经过每个指向性声学腔的轴承的通道声信号波形片段S(i,j)进行加窗处理；

判断i是否大于1，若i不大于1，则第j个轴承的完整声数据数组为每个指向性声学腔的轴承的通道声信号波形片段；若i大于1，则利用拼接算子对每个指向性声学腔的轴承的通道声信号波形片段进行拼接以获得第j个轴承的完整声数据数组；

判断声通道的数量是否等于线形传声器阵列的声通道数量，若声通道的数量等于线形传声器阵列的声通道数量，则继续判断当前第j个轴承的数值是否等于轴承的数量值，若是，则输出所有轴承的完整波形；若否，则继续从第一个声通道开始，依据“声界”和轴承运动速度对下一个轴承的每个轴承片段进行截取；

若声通道的数量不等于线形传声器阵列的声通道数量，则继续对下一个通道声信号波形片段进行加窗处理。

2.根据权利要求1所述的一种列车轴承声波截取及拼接方法，其特征在于，步骤1中，所述线形传声器阵列对位布置于铁轨的近端和远端两侧，用于采集经过列车两侧的轴承声信号；两个所述声学车轮传感器分别靠近所述传声器阵列两端的传声器布置，用于辅助采集所述轴承声信号。

3.根据权利要求1所述的一种列车轴承声波截取及拼接方法，其特征在于，所述声学车轮传感器采用磁车轮传感器，并基于状态机的车轮检测方法检测车轮信号，以完成所述轴承声信号的辅助采集。

4.根据权利要求3所述的一种列车轴承声波截取及拼接方法，其特征在于，所述基于状态机的车轮检测方法包括：

对每个车轮信号的检测采用如下状态：空闲、找到极小值、找到过零点、找到极大值及找到车轮信号。

5.根据权利要求1所述的一种列车轴承声波截取及拼接方法，其特征在于，步骤1中，所述线形传声器阵列每个传声器的声信号采集界限在边缘部分具有重叠。