Shape Estimation and Detection of Defects of a Structural Object from Acoustic Signal Using Digital Signal Processing and Intellectual Processing

使用数字信号处理和智能处理从声学信号中估计结构物体的形状并检测其缺陷

• 批准号: 63420037
• 负责人: MAKINO Shozo
• 金额: $ 7.81万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 1990
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63420037/
• 关键词: Non-destructive estimation; Buried object; Shape estimation; Impulse response; Wave equation; コンクリ-トパイル; 音響振動; 欠陥検出; 微分方程式; コンクリートパイル; 音響管モデル

We have developed a method to estimate the shape of a structural object, such as a pile used for building, from acoustic signal using digital signal processing and intellectual processing. The head of an object, which was buried in the ground, was hit with a small hammer, and the reflection wave waas observed with a pick-up attached at the same head. By intellectual processing, the reflection wave could be synthesized using some parameters. The synthesized reflection wave and the observed reflection wave was compared with each other. By varying the parameters, the parameters ware searched, which offer the most similar reflection wave. Then, the shape of the object can be estimated from the parameters by the wave equation. We have carried out many computer simulations and experiments using concrete piles, and it is found that the shape of the pile can be estimated with an estimation error of +10%. Furthermore, the positions and the sizes of the defects of piles can be estimated with an estimation error of +5%.

我们开发了一种使用数字信号处理和智能处理根据声学信号估计结构物体（例如用于建筑的桩）形状的方法。用小锤子敲击埋在地下的物体的头部，用安装在同一头部的拾音器观察反射波。通过智能处理，可以使用一些参数合成反射波。将合成的反射波与观测到的反射波进行比较。通过改变参数，搜索提供最相似反射波的参数。然后，可以通过波动方程从参数估计物体的形状。我们利用混凝土桩进行了多次计算机模拟和实验，发现可以估计桩的形状，估计误差为+10%。此外，还可以估计桩缺陷的位置和尺寸，估计误差为+5%。

项目成果

城戸 健一、劉 家祥、野戸 広之、安倍 正人: "異常音の発生位置とそのスペクトルの推定" 電気学会論文誌C. 110. 547-553 (1990)

Kenichi Kido、Jiayoshi Liu、Hiroyuki Noto、Masato Abe：“异常噪声位置及其频谱的估计” 日本电气工程师学会会刊 C. 110. 547-553 (1990)

城戸 健一、劉 家祥、野戸 広之、安部 正人: "異常音の発生位置とそのスペクトルの推定" 電気学会論文誌 C. 110. 547-553 (1990)

Kenichi Kido、Jiayoshi Liu、Hiroyuki Noto、Masato Abe：“异常声音产生位置及其频谱的估计” 日本电气工程师学会会刊 C. 110. 547-553 (1990)

Xueming Gao, Yutaka Kaneko, Hiroshi Kanai, Masato Abe, Shozo Makino, and Ken'iti Kido: ""Preliminary investigation on shape estimation of concrete pile by vibration analysis"" The Journal of the Acoustical Society of Japan (E). Vol. 10, No. 1. 5-10 (1989)

Xuming Gau、Yutaka Kaneko、Hiroshi Kanai、Masato Abe、Shozo Makino 和 Keniti Kido：“通过振动分析对混凝土桩形状估计的初步研究”，日本声学学会杂志（E）。

金井 浩、安部 正人、牧野 正三、城戸 健一: "マルチパルス駆動自己回帰過程からの全極型伝達関数と駆動パルス列の同時推定法" 日本音響学会誌. 44. 503-509 (1988)

Hiroshi Kanai、Masato Abe、Shozo Makino、Kenichi Kido：“多脉冲驱动自回归过程的全极点传递函数和驱动脉冲串的同时估计方法”日本声学学会杂志 44. 503-509 (1988)。

金井,安倍,牧野,城戸: 日本音響学会誌. 44. 503-509 (1988)

Kanai, Abe, Makino, Kido：日本声学学会杂志 44. 503-509 (1988)。