CN111077584B - 一种用于激光对射装置的滤波处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于激光对射装置的滤波处理方法，其包括：通光阈值和遮光阈值的确定、光强度判定、滤波处理和信号接收与处理四个步骤。该滤波处理方法具有较好的环境适应性。能够及时响应电压波动和活塞风造成的信号波动，保证信号反馈的及时性与准确性。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通安全领域，具体涉及一种用于轨道交通系统安全检测系统中激光对射装置的滤波处理方法。
背景技术
激光对射装置广泛应用于区间防护设备中，用于检测轨道交通系统安全检测领域。激光对射装置使用过程中，光强度随时间的变化如图1所示，随着光强度的增加，会出现信号的波动导致信号不稳定，出现此安全隐患的原因有如下三点：
(1)激光对射装置的接收端为光敏三极管，反馈信号为模拟量信号，而通常选的开关阈值(50％)不科学；
(2)激光对射装置在通断过程中会产生一定的电压波动，此波动造成反馈信号读取的不稳定；
(3)激光对射装置通常为远距离(30m或者100m以上)探测装置，由于问题或应用场合，造成发射、接收装置之间的空气密度产生了变化(活塞风)，出现了接收端信号的波动。
以上几种情况，产生的波动极易造成接收设备在阈值左右波动，造成此安全隐患。
目前的滤波解决方式为当接收端接收的信号出现快速波动时不予处理，待信号稳定后再进行信号处理。此方法存在滤波所需时间长，反馈及响应不及时的问题。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中激光对射装置在应对电压波动和活塞风时的反馈滞后性的问题，提供一种用于激光对射装置的滤波处理方法，能够及时响应电压波动和活塞风造成的信号波动，保证信号反馈的及时性与准确性。
本发明提供一种用于激光对射装置的滤波处理方法，包括以下步骤：
S1、通光阈值和遮光阈值的确定：通过实验将稳定通光态的光强度最低值作为通光阈值，将稳定遮光态的光强度最高值作为遮光阈值，通光阈值和遮光阈值将光强度分为以下三个区段：
通光态：光强度大于通光阈值；
中间态：光强度位于通光阈值和遮光阈值之间；
遮光态：光强度小于遮光阈值；
S2、光强度判定：当光强度从通光态向中间态越过通光阈值时，执行步骤S3；当光强度从中间态向遮光态越过遮光阈值时，执行步骤S4；当光强度从遮光态向中间态越过遮光阈值时，执行步骤S5；当光强度从中间态向通光态越过通光阈值时，执行步骤S6；
S3、滤波处理：将激光对射状态判定为通光态，形成通光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S4、滤波处理：将激光对射状态判定为遮光态，形成遮光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S5、滤波处理：将激光对射状态判定为遮光态，形成遮光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S6、滤波处理：将激光对射状态判定为通光态，形成通光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S7、信号接收与处理：接收步骤S3～S6传送的遮光信号或通光信号并传送至激光对射装置的信号处理装置。
中间态为保持，高于通光阈值为通光态，低于遮光阈值为遮光态。从高于通光阈值阶跃至中间态时为保持通光态，直至低于遮光阈值，变为遮光态；从低于遮光阈值阶跃至中间态时为保持遮光态，直至高于通光阈值，变为通光态。
本发明所述的一种用于激光对射装置的滤波处理方法，作为优选方式，步骤S1中通光阈值和遮光阈值的确定包括以下步骤：
S11、随时间变化逐步提高激光对射装置发射的激光光强度，信号记录装置记录所有由遮光态变为通光态的光强度值和由通光态变为遮光态的光强度值；
S12、重复步骤S11，10～100次，记录所有由遮光态变为通光态的光强度值和由通光态变为遮光态的光强度值；
S13、将步骤S12记录的光强度值汇总并排除异常值，将稳定通光态的光强度最低值作为通光阈值，将稳定遮光态的光强度最高值作为遮光阈值。
在不同的使用环境中通过多次的模拟实验能够准确的推断出该使用环境的通光阈值和遮光阈值，通过通光阈值和遮光阈值两个开关控制信号的传送，能够有效的提高信号的稳定性。
本发明所述的一种用于激光对射装置的滤波处理方法，作为优选方式，通光阈值为最大光强度的60～80％，遮光阈值为最大光强度的20～40％。
本发明所述的一种用于激光对射装置的滤波处理方法，作为优选方式，通光阈值为最大光强度的70％，遮光阈值为最大光强度的30％。
本发明将控制信号的开关设置为通光阈值和遮光阈值两个开关，能够有效的避免因电压波动和活塞风导致的反馈滞后性，提高信号判断的稳定性和准确性，能够使激光对射装置及时发现安全隐患。
本发明进一步通过模拟现场环境来确定通光阈值和遮光阈值这两个开关，能够使其具有更好的环境适应性，提高信号判断的准确性与及时性。
附图说明
图1为现有技术中光强度示意图；
图2为一种用于激光对射装置的滤波处理方法光强度示意图；
图3为一种用于激光对射装置的滤波处理方法流程图；
图4为一种用于激光对射装置的滤波处理方法步骤S1流程图。
具体实施方式
如图3所示，本发明提供一种用于激光对射装置的滤波处理方法，包括以下步骤：
S1、通光阈值和遮光阈值的确定：通过实验将稳定通光态的光强度最低值作为通光阈值，将稳定遮光态的光强度最高值作为遮光阈值，通光阈值和遮光阈值将光强度分为以下三个区段：
通光态：光强度大于通光阈值；
中间态：光强度位于通光阈值和遮光阈值之间；
遮光态：光强度小于遮光阈值；
如图4所示，包括以下步骤：
S11、随时间变化逐步提高激光对射装置发射的激光光强度，信号记录装置记录所有由遮光态变为通光态的光强度值和由通光态变为遮光态的光强度值；
S12、重复步骤S11，10～100次，记录所有由遮光态变为通光态的光强度值和由通光态变为遮光态的光强度值；
S13、将步骤S12记录的光强度值汇总并排除异常值，将稳定通光态的光强度最低值作为通光阈值，将稳定遮光态的光强度最高值作为遮光阈值；
S2、光强度判定：当光强度从通光态向中间态越过通光阈值时，执行步骤S3；当光强度从中间态向遮光态越过遮光阈值时，执行步骤S4；当光强度从遮光态向中间态越过遮光阈值时，执行步骤S5；当光强度从中间态向通光态越过通光阈值时，执行步骤S6；
S3、滤波处理：将激光对射状态判定为通光态，形成通光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S4、滤波处理：将激光对射状态判定为遮光态，形成遮光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S5、滤波处理：将激光对射状态判定为遮光态，形成遮光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S6、滤波处理：将激光对射状态判定为通光态，形成通光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S7、信号接收与处理：接收步骤S3～S6传送的遮光信号或通光信号并传送至激光对射装置的信号处理装置。
光强度示意图如图2所示，当光强度从高于通光阈值阶跃至中间态时为保持通光态，直至低于遮光阈值，变为遮光态；当光强度从低于遮光阈值阶跃至中间态时为保持遮光态，直至高于通光阈值，变为通光态。
本实施例能够有效的避免因电压波动和活塞风导致的反馈滞后性，提高信号判断的稳定性和准确性。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员可理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，所作出的任何修改、变化或等效，都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于激光对射装置的滤波处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、通光阈值和遮光阈值的确定：通过实验将稳定通光态的光强度最低值作为通光阈值，将稳定遮光态的光强度最高值作为遮光阈值，所述通光阈值和所述遮光阈值将光强度分为以下三个区段：
通光态：光强度大于所述通光阈值；
中间态：光强度位于所述通光阈值和所述遮光阈值之间；
遮光态：光强度小于所述遮光阈值；
S2、光强度判定：当光强度由通光态向中间态越过通光阈值时，执行步骤S3；当光强度由中间态向遮光态越过遮光阈值时，执行步骤S4；当光强度由遮光态向中间态越过遮光阈值时，执行步骤S5；当光强度由中间态向通光态越过通光阈值时，执行步骤S6；
S3、滤波处理：将激光对射状态判定为通光态，形成通光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S4、滤波处理：将激光对射状态判定为遮光态，形成遮光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S5、滤波处理：将激光对射状态判定为遮光态，形成遮光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S6、滤波处理：将激光对射状态判定为通光态，形成通光信号并反馈至激光对射装置的信号接收装置，执行步骤S7；
S7、信号接收与处理：接收所述步骤S3～S6传送的所述遮光信号或所述通光信号并传送至激光对射装置的信号处理装置；
其中，步骤S1中所述通光阈值和所述遮光阈值的确定包括以下步骤：
S11、随时间变化逐步提高激光对射装置发射的激光光强度，信号记录装置记录所有由所述遮光态变为所述通光态的光强度值和由所述通光态变为所述遮光态的光强度值；
S12、重复步骤S11，10～100次，记录所有由所述遮光态变为所述通光态的光强度值和由所述通光态变为所述遮光态的光强度值；
S13、将步骤S12记录的光强度值汇总并排除异常值，将稳定通光态的光强度最低值作为所述通光阈值，将稳定遮光态的光强度最高值作为所述遮光阈值。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光对射装置的滤波处理方法，其特征在于：所述通光阈值为最大光强度的60～80％，所述遮光阈值为最大光强度的20～40％。
3.根据权利要求2所述的一种用于激光对射装置的滤波处理方法，其特征在于：所述通光阈值为最大光强度的70％，所述遮光阈值为最大光强度的30％。
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