[发明专利]一种振动信号时频分析结果的嵌入式三维显示方法及装置

权利要求书

1.一种振动信号时频分析结果的嵌入式三维显示方法及装置，其特征在于，所述嵌入式显示装置由数据采集与存取模块、信号分析与处理模块、图形显示模块、系统参数设置模块、数据通信模块、电源管理模块共六个模块组成，嵌入式三维显示方法包括以下步骤：

步骤一，信号分析与处理模块读取存储于数据存储模块中的振动信号数据，采用时-频分析方法对机械设备的振动信号进行时-频分析，得到振动信号的时间-频率联合分布结果，该分析结果反映振动信号各频率分量的频率与幅值随时间变化而变化的规律，时-频分析结果的数据用二维数组表示，行、列分别表示时间和频率，每一个点的数据表示对应时间和频率点附近信号分量的幅值大小；

步骤二，图形显示模块采用观察坐标系下的平行投影算法，将时频分析结果的三维观察系坐标转换成二维屏幕坐标；

步骤三，将屏幕设置成背景色，设置观察点坐标；

步骤四，将场景中的曲面按照其距离观察点的远近进行排序，排序结果放在一张线性表中；

步骤五，设置画笔颜色，按照曲面距离观察点从远到近的顺序逐个取出多边形，投影到屏幕上；

步骤六，重新设置画笔颜色，新画笔颜色要求不同于步骤五中的旧画笔颜色，填充最近取出的多边形所包含的实心区域，形成填充曲面，先显示图形与后显示图形相交的部分都用后显示图形的填充曲面，以此消除隐藏面；

步骤七，重复步骤五与步骤六，直到所有的多边形都绘制和填充完毕。

2.根据权利1所述的嵌入式显示装置，其特征在于：

1)装置采用ARM+DSP的双CPU模式，ARM微控制器负责数据的管理及图形的显示，DSP微控制器负责数据的分析及处理；

2)数据采集与存储模块包括ARM微控制器、SD卡及数据读取总线，由ARM微控制器完成原始振动信号的采集，并将转换后的振动数据送到SD卡保存，分析数据时，由DSP微控制器负责从SD卡读取数据；

3)信号分析与处理模块由DSP负责完成时-频分析及消隐显示算法的具体实现，时-频分析结果经坐标转换及消隐算法处理后，由DSP传送给ARM微控制器进行显示；

4)数据通信模块完成DSP、ARM以及SD卡之间的数据传送，采用高速SPI总线方式进行通讯；

5)图形显示模块由ARM微控制器控制彩色LCD液晶显示屏实现，将时-频分析结果的彩色三维立体图显示于液晶屏；

6)系统参数设置模块由ARM微控制器负责，主要管理和保存时-频分析算法中的参数，参数永久保存于系统ROM中，即使关机掉电也不丢失；

7)电源管理模块负责将锂电池的12V电压转换成各个模块所需电压，电源的控制由ARM微控制器负责，完成锂电池电压与电量的检测、电量不足时的声光报警、自动关机功能。