一种模拟信号自动判别方法及判别装置与流程

本发明涉及信号模式识别领域，尤其涉及一种模拟信号自动判别方法及判别装置。

背景技术：

1、随着各种高端、精细化设备技术领域的飞速发展，各种类型的硬件设备的应用层出不穷。部分硬件设备的工作模式是向外输出模拟信号，例如灯光的亮暗信号、蜂鸣器的鸣叫或静默信号等。对这类设备的工作模式判别需要对其输出的信号进行采集和分析。而采集常规方式是采用传感器对声光信号进行捕获，但这种常规采集方式有多种局限性，例如感应时延长、信号强度量化精度低、扩展性差、使用成本高。

2、基于以上问题，在现代电子技术中，模拟信号的数字化处理已经成为了主流，模拟信号采集后获得的数字信号常采用数字信号比对方法进行分析，但这类方法通常只能分析采样点的单个维度信息，例如幅值信息，进而丢失了信号在其他维度上的信息，或者是将多个维度信息糅合在一起，也会带来降低识别的精度的问题。

3、以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种模拟信号自动判别方法及判别装置，以解决以上一个或多个技术问题，帮助对硬件设备的工作模式进行判别，提高硬件设备的测试效率。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种模拟信号自动判别方法，包括准备待匹配的信号候选集；

4、获取待匹配的设备的第一信号；将所述第一信号依据预设时间t间隔采样，得到第二信号值，并将所述第二信号转换为第三信号；

5、将所述第三信号值与所述信号候选集中的信号值进行比对，计算一个时间窗口内的第一维度误差总和和第二维度误差总和，根据所述第一维度误差总和和所述第二维度误差总和，获得信号模式类别。

6、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述方法还包括：将所述第三信号与所述候选集中的信号值在划分的时间窗口t中进行比对，一个所述时间窗口t中的采样点个数n为：

7、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述计算一个时间窗口内的第一维度误差总和，具体为：

8、在每个时间窗口中，将每一个所述第三信号xi与所述候选集中的信号值yi比对，计算单次采样误差再根据所述单次采样误差计算所述第一维度误差总和：若所述δf小于第一维度误差阈值，则判定所述信号在第一维度结果为第一维度信号模式比对通过。

9、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述计算一个时间窗口内的第二维度误差总和，具体为：所述第二维度误差总和为单次采样时间误差，

10、

11、其中k为预设的高低电压的分界点。

12、若所述δt小于第二维度误差阈值，则判定所述信号在第二维度结果为第二维度信号模式比对通过。

13、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述方法还包括：

14、若一个时间窗口中所述第一维度信号模式比对结果及所述第二维度信号比对结果均为通过，则在所述时间窗口中的最终比对结果为通过，反之为不通过。

15、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述将所述第三信号值与所述信号候选集中的信号值进行比对，还包括：

16、在每个所述时间窗口中，根据捕获到的所述第三信号与所述候选集中的信号值的比对结果对所述候选集进行更新，比对通过的所述信号值留在所述候选集中，不通过的所述信号值则移出所述候选集；

17、依次比对后，如果所述候选集不为空，则滑到下一个时间窗口继续进行比对，直至捕获的所述第三信号比对结束。

18、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，如果比对后候选集为空，则表示所述第三信号与所有信号模式均不符合，则停止比对，此时识别出的信号模式为未知。如果直至比对结束，所述候选集都不为空，则对所述候选集中的信号表现计算其信号长度，如果所有候选集中信号长度与实际捕获的信号时长都不一致，则识别出的信号模式也为未知，如果某一信号时长与实际捕获的信号时长一致，则该信号所对应的信号模式即为识别出的信号模式类别。

19、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述提供待匹配的信号候选集，具体为：

20、预设信号模式集合为其中si对应的电压表现形式为li，所述待匹配模式候选集

21、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，待匹配设备为需要通过光线或声音进行识别的设备。

22、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一信号和第二信号为模拟信号，所述第三信号为数字信号。

23、根据本发明的另一方面，本发明提供了一种模拟信号自动判别装置，该装置包括：

24、信号候选集存储模块，用于存储用于匹配的信号候选集；

25、第一信号获取模块，用于获取待匹配设备的第一信号；

26、信号采集模块，将所述第一信号依据预设时间t间隔采样，得到第二信号值，并将所述第二信号转换为第三信号；

27、信号模式类别模块，用于将所述第三信号值与所述信号候选集中的信号值进行比对，计算一个时间窗口内的第一维度误差总和和第二维度误差总和，根据所述第一维度误差总和和所述第二维度误差总和，获得信号模式类别。

28、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一信号获取模块，用于获取待匹配设备的第一信号，具体包括：

29、获取所述待匹配设备的信号后，通过光耦隔离信号转换模块将不同通道的所述转换为信号采集卡所支持的范围；和或

30、所述信号转换模块，用于将所述第二信号转换为第三信号，具体包括：

31、信号采集卡将所述第一信号依据预设时间t间隔采样，得到第二信号值，并将所述第二信号转换为第三信号。

32、本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

33、a.本发明相较于传统声光设备信号的采集方式，创新性的将声、光信号采集与电压信号采集相结合，避免了利用传统传感器捕获信号所带来的局限性，从而使得信号的采集延时更低、准确度更高、通用性更强，并且降低了采集成本；

34、b.本发明提供的比对方法能够实时对信号进行判别，判定不通过后能直接停止比对，无需等待整段信号比对结束，减少比对耗时；

35、c.本发明提供的比对方法采用滑动时间窗口算法，能够在幅值和时间两个维度对信号数据进行分别比对，避免了幅值误差和时间误差混合问题，提高了比对结果的可靠性与精准度；

36、d.本发明提供的比对方法适用于固定集的信号模式识别，能够自动反馈信号识别结果,信号比对方法使用软件运行方式，对现有的测试系统架构影响小，易于实现软件移植。

技术特征：

1.一种模拟信号自动判别方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种模拟信号自动判别方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的一种模拟信号自动判别方法，其特征在于，所述计算一个时间窗口内的第一维度误差总和，具体为：

4.根据权利要求3所述的一种模拟信号自动判别方法，其特征在于，所述计算一个时间窗口内的第二维度误差总和，具体为：所述第二维度误差总和为单次采样时间误差，

5.根据权利要求4所述的一种模拟信号自动判别方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种模拟信号自动判别方法，其特征在于，所述将所述第三信号值与所述信号候选集中的信号值进行比对，还包括：

7.根据权利要求6所述的一种模拟信号自动判别方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的一种模拟信号自动判别方法，其特征在于，所述获取待匹配的设备的第一信号，具体为：

9.一种模拟信号自动判别装置，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种模拟信号自动判别装置，其特征在于，所述第一信号获取模块，用于获取待匹配设备的第一信号，具体包括：

技术总结
本发明公开了一种模拟信号自动判别方法及判别装置，该方法包括准备待匹配的信号候选集；获取待匹配的设备的第一信号；将所述第一信号依据预设时间t间隔采样，得到第二信号值，并将所述第二信号转换为第三信号；将所述第三信号值与所述信号候选集中的信号值进行比对，计算一个时间窗口内的第一维度误差总和和第二维度误差总和，根据所述第一维度误差总和和所述第二维度误差总和，获得信号模式类别。本发明采用滑动时间窗口算法，能够在两个维度上对信号数据进行分别比对，避免了不同维度误差混合问题，提高了比对结果的可靠性与精准度。

技术研发人员：李英鸣,胡剑
受保护的技术使用者：吉太航空科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/2