[发明专利]基于多维核密度估计的声发射源定位方法

权利要求书

1.一种基于多维核密度估计的声发射源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对声发射检测系统中各声发射传感器的到时数据进行组合，得到多组到时数据；基于多组到时数据，求得多个初步定位结果；其中每组到时数据包括5以上个声发射传感器的到时数据；

步骤2、利用得到的多个初步定位结果，构建声发射源坐标θ的多维核密度估计函数其具体表达形式如下：

其中，θ＝(X,Y,Z)为声发射源坐标；θ₁、θ₂和θ₃分别表示X、Y和Z；θ_j,1、θ_j,2和θ_j,3分别表示X_j、Y_j和Z_j；(X_j,Y_j,Z_j)为第j个初步定位结果，j＝1,2,…,r，r为步骤1最终得到的初步定位结果的个数；h_d为带宽，下标d＝1,2,3为变量θ中的元素位置索引；k(·)为核函数；

步骤3、求多维核密度估计函数的极大值点，该极大值点即为最优的声发射源定位结果。

2.根据权利要求1所述的基于多维核密度估计的声发射源定位方法，其特征在于，所述步骤1中，根据每一组到时数据构建一个恰定方程组，恰定方程组中的未知数为声发射源的坐标、声发射信号传播介质的平均波速及声发射信号的触发时刻；分别求解各恰定方程组，得到多组闭式解，筛除包含虚根的闭式解，由剩下的r₀组闭式解得到r₀个初步定位结果。

3.根据权利要求2所述的基于多维核密度估计的声发射源定位方法，其特征在于，所述步骤1中，每组到时数据包括5个声发射传感器的到时数据；根据一组到时数据构建的恰定方程组为：

其中，(X,Y,Z)为声发射源的坐标，v为声发射信号传播介质的平均波速，t为声发射信号的触发时刻，v和t为未知数，其余为已知；t_i为该组到时数据中的第i个到时数据，(x_i,y_i,z_i)为t_i对应的声发射传感器S_i的坐标。

4.根据权利要求2所述的基于多维核密度估计的声发射源定位方法，其特征在于，排除r₀个初步定位结果中的异常定位结果，最终得到r个初步定位结果。

5.根据权利要求4所述的基于多维核密度估计的声发射源定位方法，其特征在于，排除异常定位结果的方法为：首先对r₀个初步定位结果中的每一个初步定位结果，分别计算其到原点的欧氏距离；然后基于计算出的欧式距离，结合四分位法排除r₀个初步定位结果中的异常定位结果，最终得到r个初步定位结果。

6.根据权利要求5所述的基于多维核密度估计的声发射源定位方法，其特征在于，第j个初步定位结果到原点的欧氏距离为：

其中，(X_j,Y_j,Z_j)为第j个初步定位结果，j＝1,2,…,r₀。

7.根据权利要求6所述的基于多维核密度估计的声发射源定位方法，其特征在于，基于计算出的欧式距离，结合四分位法排除r₀个初步定位结果中的异常定位结果具体为：若s_j＞q₃+1.5(q₃-q₁)或s_j＜q₁-1.5(q₃-q₁)，则认为第j个初步定位结果为异常定位结果，予以排除；其中q₁为r₀个初步定位结果到原点的欧氏距离的第一四分位数，q₃为r₀个初步定位结果到原点的欧氏距离的第三四分位数。