基于灰狼算法的轨道交通钢轨缺陷的稀疏全聚焦成像方法

目的]采用超声相控阵技术可实现轨道交通钢轨缺陷的高精度成像检测，但广泛应用的全矩阵捕获全聚焦成像方法存在计算耗时长、实时性不高的缺点。为缩短成像计算时间，采用稀疏矩阵替代全矩阵进行超声成像，但传统智能优化算法在解决稀疏阵列设计问题时存在收敛慢、易陷入局部最优的问题。为提高收敛性能和全局搜索能力，提出基于灰狼算法的轨道交通钢轨缺陷的稀疏全聚焦成像方法。方法]对优化算法下的稀疏阵列性能进行了分析；利用超声相控阵仪器在钢轨试样上采集超声信号，通过稀疏矩阵进行全聚焦成像，以分析成像质量和成像时间。结果及结论]利用优化算法得到的稀疏阵列具有较高的旁瓣抑制力，PSL(峰值旁瓣水平)可达到-12.83 dB;当PSL阈值为-6 dB时，稀疏阵列主瓣宽度与全阵列2.8°的主瓣宽度相当；稀疏率为75%时，钢轨成像性能指标质量接近全阵列，成像时间缩短了56.35%。