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相控阵超声监测成像与直方图匹配图像增强实验研究被引量：12: 2015年; 相控阵超声监测成像是通过控制Lamb波发射与接收的时间延迟而控制其指向,当特定方向的Lamb波指向结构中损伤时形成反射信号,由此监测结构中损伤;将监测结构扫描范围内不同方向上Lamb波信号的归一化幅值用二维灰度图像显示,实现结构损伤成像。由于相控阵监测所得原始图像并不完美,因此,利用直方图匹配图像增强方法对原始图像进行处理,通过划分损伤图像的灰度级、统计各灰度级的分布情况、计算各灰度级的概率密度函数,得到直方图匹配处理的最终灰度变换关系,利用原始图像与输出图像各灰度级的映射关系,修改原图像的灰度级,获得增强图像。该方法在铝板、玻璃纤维复合材料结构与碳纤维复合材料结构中进行实验分析,验证方法的正确性和有效性。; 孙亚杰高艺薛瑶环蔡岩松相高峰; 关键词：结构健康监测相控阵图像增强直方图匹配

面向无线传感结构健康监测的压缩感知方法研究被引量：5: 2013年; 无线传感器网络在结构健康监测方面有着广泛的应用,但由于该领域的传感器数量和种类众多,数据压缩对系统的高效运行起着关键作用。因此,提出了一种基于压缩感知的无线传感结构健康监测方法,对航空铝板的结构振动信号采用高斯随机矩阵将高维信号序列投影到低维空间,获得稀疏采样的线性测量值,实现信号的压缩采样。研究改进的正交匹配追踪算法来实现稀疏信号的重构。实验结果表明,与已有的无线传感结构健康监测相比,采用压缩采样的监测方法具有良好的抗噪性,并能获得较好的数据压缩效果,节省了网络的带宽和能量;通过信号的近似重构(重构误差在±0.13),能实现航空铝板损伤准确识别(误差0.84 mm)。; 季赛黄丽萍孙亚杰; 关键词：无线传感器网络结构健康监测压缩感知损伤识别重构误差

无方向数据采集的相控阵结构健康监测研究被引量：2: 2014年; 超声相控阵结构健康监测过程中由于按角度扫描的数据采集持续时间长,结构损伤前后采集的数据易受环境和结构变化的影响,针对这一问题,提出无方向数据采集的相控阵结构健康监测成像定位方法。基于相控阵方法,对采集后数据根据发射和接收过程进行时间延迟的计算,然后将监测结果进行二维成像。该方法在玻璃纤维复合材料板结构上的实验研究证明,采用无方向数据采集的相控阵结构健康监测方法能够精确监测结构中损伤并对损伤进行清晰成像;并且该方法可以大大缩短监测时间,从而使监测过程不受环境条件变化的影响,为超声相控阵监测方法的工程化奠定基础。; 孙亚杰张永宏季赛; 关键词：结构健康监测相控阵复合材料

基于相控阵的结构损伤范围监测与图像表征被引量：8: 2014年; 本文针对碳纤维复合材料机翼盒段监测损伤信号微弱难以有效辨识及结构损伤大小的量化问题,提出基于相控阵的碳纤维复合材料结构损伤识别成像与损伤量化方法。利用Lamb波信号在特定方向上的干涉,实现对结构的定向扫描,提高信号的信噪比;通过划分扇环计算其面积进而量化损伤区域大小,同时分析时间延迟执行过程并分析其对损伤识别误差的影响。采用相控阵监测原理在某型无人机碳纤维复合材料机翼盒段上进行实验研究,识别结构中的损伤,对监测结果进行成像,不仅显示结构中损伤的位置并计算量化损伤区域大小,实验研究证明,采用相控阵原理能够有效精确地识别碳纤维复合材料机翼盒段中损伤,图像表征清晰且量化损伤范围准确。; 孙亚杰张永宏刘青山张自嘉; 关键词：碳纤维复合材料结构健康监测相控阵

面向结构损伤信号的多传感器感知融合方法被引量：1: 2015年; 针对结构监测中的结构损伤信号的处理,提出一种基于压缩感知的数据融合方法,实现压缩采样后的稀疏信号的融合和重构。对航空铝板的损伤信号采用高斯随机矩阵将高维信号序列投影到低维空间,获得稀疏采样的线性测量值,实现信号的压缩采样;再对多传感器的线性测量值进行数据融合;最后通过重构算法来实现信号的重构。实验表明,与现有的方法相比,感知融合的方法具有更好的融合性能和抗噪性,能获得更高的数据压缩效果,节省了网络的带宽和能量,更适合于结构损伤信号的处理。; 季赛潘锦基孙亚杰; 关键词：无线传感器网络结构健康监测损伤识别压缩感知数据融合

采用相控阵方法的结构螺钉松动监测成像研究被引量：3: 2013年; 相控阵监测成像方法是结构健康监测领域中一个新的发展方向,通过控制信号的时间延迟控制信号的波束指向,从而监测复合材料结构中的损伤。将相控阵理论用于碳纤维复合材料航空结构中对螺钉松动进行监测并成像,分析螺钉松动情况下散射信号特点,采用相控阵原理控制信号的时间延迟使其聚焦,增强响应信号的信噪比,提高监测系统的稳定性。将监测结果按照信号的幅值包络采用二维灰度图像的形式直观显示。该方法在碳纤维复合材料机翼盒段试件上针对螺钉松动进行实验分析,验证相控阵监测成像方法的正确性和实用性。; 孙亚杰张永宏钱承山; 关键词：结构健康监测相控阵复合材料结构螺钉松动

基于模糊集的相控阵超声监测成像图像增强研究被引量：2: 2014年; 利用超声信号处理的方法,得到更准确的监测图像。通过控制阵元激发信号的时间延迟来控制波束的指向,进而实现结构中的损伤监测。分析结构损伤状况下接收到的信号,根据相控阵原理控制信号的延迟和聚焦,获得更高信噪比的信号。并将相应角度上的监测信号用图像的灰度级来表示。因为原始数据得到的图像并不清晰,所以采用模糊集的图像增强方法进行处理,提高图像的可识别度。该方法在铝板结构中进行实验分析,验证了方法的正确性和有效性。; 孙亚杰姜剑张永宏; 关键词：信号处理图像增强模糊集

无参考Lamb波相控阵结构损伤监测成像方法被引量：10: 2013年; 超声相控阵结构健康监测中通过计算差信号获取损伤散射信号的方法易受环境和结构变化的影响,针对这一问题,提出无参考信号的相控阵结构健康监测成像定位方法。采用窗函数截取散射信号,剔除直达波和边界反射信号。基于相控阵方法,对结构损伤状态时的传感器响应信号进行处理,无需结构健康状态时传感信号作为参考。该方法在碳纤维复合材料板结构上的实验研究证明,采用无参考信号的超声相控阵方法能够精确实时地监测并清晰表征结构损伤;同时,该方法可以大大缩短监测时间,且不受环境条件变化的影响,为该方法的工程化应用奠定基础。; 孙亚杰张永宏袁慎芳钱承山张自嘉; 关键词：结构健康监测相控阵无参考 LAMB波复合材料

Research on the Signal Reconstruction of the Phased Array Structural Health Monitoring Based Using the Basis Pursuit Algorithm被引量：1: 2019年; The signal processing problem has become increasingly complex and demand high acquisition system,this paper proposes a new method to reconstruct the structure phased array structural health monitoring signal.The method is derived from the compressive sensing theory and the signal is reconstructed by using the basis pursuit algorithm to process the ultrasonic phased array signals.According to the principles of the compressive sensing and signal processing method,non-sparse ultrasonic signals are converted to sparse signals by using sparse transform.The sparse coefficients are obtained by sparse decomposition of the original signal,and then the observation matrix is constructed according to the corresponding sparse coefficients.Finally,the original signal is reconstructed by using basis pursuit algorithm,and error analysis is carried on.Experimental research analysis shows that the signal reconstruction method can reduce the signal complexity and required the space efficiently.; Yajie SunYanqing YuanQi WangLihua WangEnlu LiLi Qiao

Lamb波相控阵结构健康监测成像技术被引量：1: 2014年; 在分析相控阵波束指向的控制过程与介绍相控阵结构健康监测原理的基础上,利用相控阵原理控制Lamb波的时间延迟使其在结构损伤处聚焦.通过比较结构健康状态与损伤状态的传感器响应信号,获取Lamb波损伤散射信号;采用相控阵技术控制损伤散射信号时间延迟得到不同方向的信号,进而实现对结构的多方位扫描,根据扫描信号特点,将各方向的监测结果信号采用灰度图像显示.该方法在铝板结构中实现损伤的定位成像,其不仅能够精确定位损伤位置,而且能够直观清晰显示结构损伤.; 孙亚杰张永宏钱承山张自嘉; 关键词：LAMB波相控阵结构健康监测

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国家自然科学基金(51305211)

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