[发明专利]云制造平台中的模拟到信息采样方法

摘要

本发明涉及一种云制造平台中的模拟到信息采样方法，包括信号压缩采样和信号重建两部分。本发明的云制造平台中的模拟到信息采样方法首次在云制造平台的开发中运用当前最先进的压缩感知技术，对云制造平台所要采集处理的模拟信号直接进行“模拟-信息”的采样，在分析了采样原理的基础上，对采样系统的各个部分都给出了相应的硬件实现，其优势在于打破了传统Nyquist信息处理框架对云制造平台建设的束缚，提高了云制造平台对于巨量模拟信号的采集、传输、压缩、存储以及处理的能力。

主权项

1.一种云制造平台中的模拟到信息采样方法，其特征在于，包括信号压缩采样和信号重建两部分；在信号压缩采样时，设模拟信号x(t)由连续基ψ_n(t)表示，即公式一：x(t)=Σn=1Nαnψn(t)]]>其中，t，α_n∈R，α＝[α₁，α2_，...，α_N]^T为系数向量，t为时间；将离散的测量向量y表示成离散稀疏向量α的线性变换，所述线性变换用一个M×N的矩阵Θ表示，其中Θ＝ΦΨ由两部分组成，Ψ将离散的系数向量α表示成模拟信号x(t)，Φ对模拟信号x(t)进行测量，生成一个由离散的测量元素y组成的离散集合；根据公式一，将模拟信号x(t)经过采样后的输出y[m]化成公式二：y[m]=Σn=1Nαn∫-∞+∞ψn(τ)pc(τ)h(mM-τ)dτ]]>其中：ψ_n(t)为模拟信号x(t)的稀疏表示连续基；p_c(τ)为伪随机序列；h(mM-τ)为低通滤波器的脉冲响应；α_n为模拟信号x(t)在连续基ψ_n(t)所对应的系数；通过公式二，得到Θ的元素θ_m，n，其中m，n分别代表第m行，第n列：θm,n=∫-∞+∞ψn(τ)pc(τ)h(mM-τ)dτ]]>在利用测量信号对原始信号进行重建时，采用正交匹配追踪方法，其步骤如下：1)初始化：r₀＝y，t＝1，其中，r₀为残差，S为下标集，t为迭代次数；2)搜索Θ与残差最相近的列，即与残差的内积最大的列：st=argmaxj=1...N|<rt-1,θj>|]]>其中θ_j是Θ的第j列；3)更新下标集S_t＝S_t-1 Y{S_t}，以及更新由所选的逼近原子构成的矩阵所述逼近原子为2)中所选择的与残差最相近的列；4)利用最小二乘法，更新稀疏估计向量的估计值：qt=argminq||y-Θtq||l2]]>5)更新残差r_t＝y-Θ_tq_t；6)如果t≥K，则执行下一步，否则令t＝t+1，返回到2)继续执行，其中K为稀疏度；7)从S_t中得到稀疏估计向量的非零元素的位置，q_t的第t个元素就是的第s_t个元素，最终得到稀疏的估计向量