一种无人机测量变压器噪音的去噪方法及系统与流程

专利2026-08-24  11


本发明涉及无人机测量变压器噪音的去噪,尤其涉及一种无人机测量变压器噪音的去噪方法及系统。


背景技术:

1、目前,电网设备的噪音检测主要依赖于工作人员手持设备逐一进行检测的方式。这种方式不仅费时费力,效率低下,而且由于电网设备的分布广泛和数量庞大,手持设备难以覆盖所有的设备,存在一定的盲区。这不仅影响了检测的全面性,还可能遗漏一些潜在的噪音问题,给电网的安全运行带来潜在的风险。

2、随着无人机技术的不断发展和应用,无人机在电网巡检中发挥着越来越重要的作用。无人机可以迅速飞抵指定区域,通过搭载的高清摄像头和传感器等设备,对电网设备进行全面的检测和拍摄,大大提高了巡检工作的效率和质量。然而,与此同时,无人机旋翼产生的噪音对电网设备噪音的检测造成了显著干扰。

3、无人机旋翼产生的噪音具有一定的频率和强度,与电网设备产生的噪音相互叠加,使得检测结果难以准确反映电网设备的真实噪音水平。这种干扰不仅降低了检测的准确性,还可能误导工作人员对电网设备的噪音状况做出错误的判断,从而影响电网的安全运行。


技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题,提出了本发明。

3、因此,本发明提供了一种无人机测量变压器噪音的去噪方法及系统,能够解决背景技术中提到的问题。

4、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案,一种无人机测量变压器噪音的去噪方法,包括:

5、获取无人机参与测量变压器噪声时的混合噪声信号以及无无人机参与测量时的变压器噪声信号;

6、对所述混合噪声信号进行小波分解,并对小波变换后的系数进行阈值处理;

7、对处理后的小波系数进行信号重构,将处理后的小波系数与小波函数进行加权求和,得到去除无人机噪声后的信号。

8、作为本发明所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法的一种优选方案,其中:还包括:

9、计算去除无人机噪声后的信号与所述无无人机参与测量时的变压器噪声信号的相关度;

10、根据所述相关度的计算结果,进行对应的二次操作。

11、作为本发明所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法的一种优选方案,其中:所述对所述混合噪声信号进行小波分解包括:

12、在无人机任意位置挂载第一声音传感器,使用挂载第一声音传感器的无人机测量变压器工作在任意工况下的噪音,并记录无人机和变压器的混合噪音为x=(x(1),x(2),...,x(n));

13、将无人机挂载拆除,使用拆除后的第一声音传感器对变压器工作在同一工况下的噪音进行测量,并记录仅使用第一声音传感器测量到的变压器噪音为y=(y(1),y(2),...,y(n));

14、对无人机和变压器的混合噪音x小波分解,公式如下:

15、

16、其中,cj,k为小波变换系数,表示信号在不同尺度和位置上的分量,τ为时延参数,ω0为频率参数,i为虚数单位,j表示尺度,k表示平移,x(t)表示无人机和变压器的混合噪音,t表示时间变量,ψj,k表示小波基函数。

17、作为本发明所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法的一种优选方案,其中:所述对小波变换后的系数进行阈值处理包括:

18、若小波变换后的系数的绝对值小于阈值,则将系数设为零;

19、若小波变换后的系数的绝对值大于阈值,则保留其符号并减去阈值;

20、公式如下:

21、

22、其中,λ为阈值参数,cj,k为小波变换系数,表示信号在不同尺度和位置上的分量,sign表示符号函数。

23、作为本发明所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法的一种优选方案,其中:所述对处理后的小波系数进行信号重构,将处理后的小波系数与小波函数进行加权求和,得到去除无人机噪声后的信号包括:

24、令

25、其中,表示处理后的小波系数;

26、去噪声后的信号表达式为:

27、

28、其中,xdenoised(n)表示去噪声后的信号,τ为时延参数,i为虚数单位,j表示尺度,k表示平移,t表示时间变量,ψj,k表示小波基函数。

29、作为本发明所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法的一种优选方案,其中:所述计算去除无人机噪声后的信号与所述无无人机参与测量时的变压器噪声信号的相关度包括:

30、将去噪后的数据记录为xdenoised=(xdenoised(1),xdenoised(2),...,xdenoised(n)),计算xdenoised和仅使用第一声音传感器测量到的变压器噪音y的序列相关度;

31、求解所述序列相关度包括:

32、对两组数据序列xdenoised=(xdenoised(1),xdenoised(2),...,xdenoised(n))以及y=(y(1),y(2),...,y(n))进行winsorization处理,记经过winsorization处理后的序列为x′和y′;

33、计算序列x′的第一四分位数q1x和第三四分位数q3x以及序列y′的第一四分位数q1y和第三四分位数q3y;

34、设定一个阈值,大小为k×iqr,其中,iqr为四分位距,将超出范围的数据点替换为边界值;

35、计算经过winsorization后的x′和y′的mad,mad表示计算中位数,并对数据进行标准化:

36、madx=median(|x′-median(x′)|)

37、mady=median(|y′-median(y′)|)

38、

39、

40、估计x″i与y″i之间的非参数光滑关系函数,并根据所述非参数光滑关系函数与标准化后仅使用第一声音传感器测量到的变压器噪音y的差值构建相关度函数。

41、作为本发明所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法的一种优选方案,其中:所述二次操作包括:

42、当相关度函数值大于预设第一阈值时,则二次操作为将去噪声后的信号表达式作为无人机测量变压器噪音的去噪表达式,且使用该表达式的约束条件为所选用的无人机型号一致,且挂载第一声音传感器的位置与预设位置一致;

43、当相关度函数值位于预设第一阈值与第二阈值之间时,则二次操作为调整阈值参数大小,若阈值参数大于0.1,则按照固定步长减少阈值参数,若阈值参数小于0.1,则按照固定步长增加阈值参数,直至相关度函数值大于预设第一阈值;

44、当相关度函数值小于预设第二阈值时,则二次操作为更换无人机挂载第一声音传感器的位置,并重新进行相关度函数求解,直至相关度函数值满足预设条件。

45、一种无人机测量变压器噪音的去噪系统,其特征在于,包括:

46、信号获取模块,用于获取无人机参与测量变压器噪声时的混合噪声信号以及无无人机参与测量时的变压器噪声信号;

47、阈值处理模块,用于对所述混合噪声信号进行小波分解,并对小波变换后的系数进行阈值处理;

48、去噪模块,用于对处理后的小波系数进行信号重构,将处理后的小波系数与小波函数进行加权求和,得到去除无人机噪声后的信号。

49、一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

50、一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

51、本发明的有益效果:本发明提出一种无人机测量变压器噪音的去噪方法及系统,获取无人机参与测量变压器噪声时的混合噪声信号以及无无人机参与测量时的变压器噪声信号;对所述混合噪声信号进行小波分解,并对小波变换后的系数进行阈值处理;对处理后的小波系数进行信号重构,将处理后的小波系数与小波函数进行加权求和,得到去除无人机噪声后的信号。本发明有效地解决了无人机旋翼产生的噪音对电网设备噪音检测造成的干扰问题。通过获取无人机参与测量时的混合噪声信号以及无无人机参与测量时的变压器噪声信号,可以准确地分离出无人机噪声和变压器噪声,为后续的信号处理和分析提供了可靠的数据基础。该方法采用小波分解对混合噪声信号进行处理,通过对小波变换后的系数进行阈值处理,可以有效地去除无人机噪声中的高频成分,提高信号的信噪比。同时,通过对处理后的小波系数进行信号重构,将处理后的小波系数与小波函数进行加权求和,可以得到去除无人机噪声后的信号,从而准确地反映变压器噪音的真实水平。综上所述,本发明提出的无人机测量变压器噪音的去噪方法及系统,具有操作简便、准确度高、适用范围广等优点,为电网设备噪音检测提供了一种新的解决方案,具有重要的实际应用价值。


技术特征:

1.一种无人机测量变压器噪音的去噪方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法,其特征在于,还包括:

3.如权利要求2所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法,其特征在于,所述对所述混合噪声信号进行小波分解包括:

4.如权利要求3所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法,其特征在于,所述对小波变换后的系数进行阈值处理包括:

5.如权利要求4所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法,其特征在于,所述对处理后的小波系数进行信号重构,将处理后的小波系数与小波函数进行加权求和,得到去除无人机噪声后的信号包括:

6.如权利要求5所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法,其特征在于,所述计算去除无人机噪声后的信号与所述无无人机参与测量时的变压器噪声信号的相关度包括:

7.如权利要求6所述的无人机测量变压器噪音的去噪方法,其特征在于,所述二次操作包括:

8.一种无人机测量变压器噪音的去噪系统,其特征在于,包括:

9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种无人机测量变压器噪音的去噪方法及系统包括:获取无人机参与测量变压器噪声时的混合噪声信号以及无无人机参与测量时的变压器噪声信号;对混合噪声信号进行小波分解,并对小波变换后的系数进行阈值处理;对处理后的小波系数进行信号重构,将处理后的小波系数与小波函数进行加权求和,得到去除无人机噪声后的信号。本发明有效地解决了无人机旋翼产生的噪音对电网设备噪音检测造成的干扰问题。通过获取无人机参与测量时的混合噪声信号以及无无人机参与测量时的变压器噪声信号,可以准确地分离出无人机噪声和变压器噪声,为后续的信号处理和分析提供了可靠的数据基础。

技术研发人员:李锐,张磊,陈梁远,曾嘉,易辰颖,黎大健,芦宇峰,黄炜,饶夏锦,潘绍明
受保护的技术使用者:广西电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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