技術(shù)特征：

1.一種基于幾何度量的多工況滾動軸承性能評估方法，其特征在于包括步驟如下：

步驟1：將不同工況下不同故障程度的滾動軸承振動信號轉(zhuǎn)換成為遞歸圖；

步驟2：然后利用尺度不變特征變換方法(SIFT)提取所轉(zhuǎn)換遞歸圖的穩(wěn)定的幾何特征，從而使所提取的特征不受滾動軸承運行工況變化的干擾；

步驟3：通過將軸承信號所提取的幾何特征進行奇異值分解(SVD)獲取不同工況下不同故障程度的滾動軸承的特征曲線；

步驟4：利用動態(tài)時間規(guī)整方法(DTW)計算滾動軸承在不同工況下不同故障程度的特征曲線和正常特征曲線的相似度，然后歸一化成為置信度(CV)來進行多工況下滾動軸承性能評估，從而計算出該滾動軸承的健康度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何度量的多工況滾動軸承性能評估方法，其特征在于：所述步驟1中，將不同工況下不同故障程度的滾動軸承振動信號轉(zhuǎn)換成為遞歸圖實現(xiàn)如下：

(1)將不同工況下不同故障程度的振動數(shù)據(jù)看作采樣間隔為Δt的時間序列u_k，k＝1,2,…N，對于每一個時間序列采用Cao方法和互信息法選取合適的嵌入維數(shù)m和延遲時間τ對時間序列進行相空間重構(gòu)，經(jīng)重構(gòu)后得到以下n行m列的矩陣：

x_i＝(u_i,u_i+τ,…,u_i+(m-1)τ),i＝1,2,…N-(m-1)τ (1)

其中，i＝1,2,…,N-(m-1)τ

(2)計算每一個時間序列重構(gòu)后相空間中兩個相點x_i和x_j之間的距離：

S_ij＝||x_i-x_j||,i＝1,2,…N-(m-1)τ；j＝1,2,…N-(m-1)τ (2)

(3)計算每個時間序列所生成遞歸圖中的遞歸值：

R(i,j)＝H(ε_i-S_ij),i＝1,2,…,N；j＝1,2,…,N (3)

其中，ε為閾值；H{r}為Heaviside函數(shù)：

$H\left(r\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& r\≥0\\ 0& r\<0\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中，r表示Heaviside函數(shù)中的內(nèi)容；

(4)繪制遞歸圖

將R(i,j)在以i為橫坐標、j為縱坐標的坐標軸上繪制出來，便得到遞歸圖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何度量的多工況滾動軸承性能評估方法，其特征在于：所述步驟2中，利用尺度不變特征變換方法(SIFT)提取所轉(zhuǎn)換遞歸圖的穩(wěn)定的幾何特征的過程是：通過構(gòu)建尺度空間，檢測空間極值點，精確定位關(guān)鍵點，分配方向和生成描述符步驟來生成穩(wěn)定幾何特征的特征矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于幾何度量的多工況滾動軸承性能評估方法，其特征在于：所述構(gòu)建尺度空間，檢測空間極值點，精確定位關(guān)鍵點，分配方向和生成描述符，具體如下：

(1)首先構(gòu)建高斯差分金字塔

高斯金字塔的層數(shù)n根據(jù)圖像的原始大小和塔頂圖像的大小共同決定，計算公式如下：

n＝log₂{min(M,N)}-t,t∈[0,log₂{min(M,N)}] (5)

其中M和N為原圖像的大小，t為塔頂圖像的最小維數(shù)的對數(shù)值；

然后將高斯金字塔每組中相鄰上下兩層圖像相減，構(gòu)建成高斯差分金字塔；

(2)在構(gòu)建的高斯差分金字塔中，尋找每一個像素其尺度和上下相鄰尺度內(nèi)鄰域26個點中的極值點作為該鄰域的極值點，即離散空間中的極值點；

(3)通過在離散空間中進行插值得到連續(xù)空間中的極值點；

(4)在得到關(guān)鍵點之后，利用圖像的局部特征給每一個關(guān)鍵點分配一個基準方向；通過統(tǒng)計關(guān)鍵點鄰域內(nèi)的方向直方圖來得到該關(guān)鍵點的主方向；

(5)通過以上步驟，對于每一個關(guān)鍵點，擁有三個信息：位置、尺度以及方向。然后為每個關(guān)鍵點建立一個描述符，用一組向量將這個關(guān)鍵點描述出來，首先將坐標軸旋轉(zhuǎn)到關(guān)鍵點的主方向，以確保生成的SIFT特征具有旋轉(zhuǎn)不變性，然后以關(guān)鍵點為中心，將其鄰域劃分為一個16×16的窗口，最后將4×4的窗口看作一個種子點，形成了一個4×4的種子區(qū)域；對每個種子點統(tǒng)計其8個方向的梯度信息，則形成了128維的特征向量，從而構(gòu)成幾何特征的特征矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何度量的多工況滾動軸承性能評估方法，其特征在于：所述步驟4中，利用動態(tài)時間規(guī)整計算不同特征曲線的相似度的過程如下：

(1)首先將滾動軸承在不同工況下不同故障程度的特征曲線和正常特征曲線沿正交坐標系的兩個坐標軸垂直排列；

(2)然后通過計算公式：

$\mathrm{\γ}(x,y)=D_E(q_x,d_y)+min\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\γ}(x-1,y)\\ \mathrm{\γ}(x,y-1)\\ \mathrm{\γ}(x-1,y-1)\end{array}\right.---\left(6\right)$

計算兩曲線所形成的矩陣對角線的最短距離路徑即DTW距離；其中x和y分別表示正交坐標系的中的點的橫縱坐標，q_x表示正交坐標系中x軸方向的特征曲線上的點，d_y表示正交坐標系中y軸方向的特征曲線上的點，D_E(q_x,d_y)是q_x和d_y之間的歐氏距離；γ(x,y)表示坐標(x,y)處的最小距離值；

(3)最后將不同工況下不同故障程度數(shù)據(jù)計算出來的DTW距離進行歸一化處理，得到該曲線所代表軸承的健康度。