[發明專利]分布式傳感器網絡故障檢測方法

有效

• 申請號: 201210255446.X
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN103581970A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 華冰;楊鏡;劉海穎;郁豐;康國華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種分布式傳感器網絡故障檢測方法，屬于分布式傳感器網絡故障檢測領域。

背景技術

分布式傳感器網絡結構，具有相同或不同性能、功能的多個傳感器系統分布式的配置在載體的不同空間位置，各節點代表單個傳感器系統的位置，由慣性測量單元（IMU）組件和微處理器模塊組成，共同構成完全的分布式傳感器網絡結構，如圖1所示。各節點可以與其它節點進行通信，各個節點的信息在網絡結構中共享。位于載體重心的節點作為主節點，其它位置的節點作為子節點。主節點的信息融合算法提供導航狀態信息和慣性狀態向量，子節點的信息融合算法提供局部狀態向量信息。

分布式傳感器網絡各節點的IMU組件測量其局部狀態，但由于載體的整體結構，各節點的測量和估計信息并不是完全獨立的，而是相關的。通過節點的旋轉和平移轉換，可以將各節點信息進行轉換。根據各節點的關系，可以充分利用傳感器網絡的測量信息，來檢測或隔離系統故障等，將大大提高導航系統的性能及故障容錯能力。

目前已有的故障檢測方法很多，但大部分都是針對無線傳感器網絡提出的，要應用到慣性傳感器網絡中就需要進行改造。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種分布式傳感器網絡故障檢測方法，對分布式傳感器網絡有很好的故障檢測能力，實現過程簡單，有很好的適用性。

本發明為解決其技術問題采用如下技術方案：

一種分布式傳感器網絡故障檢測方法，包括如下步驟：

（1）建立雙節點模型，檢測陀螺故障，采用奇偶方程檢測法，列出陀螺的奇偶檢測方程及真值表，并進行故障隔離，將輸出值進行融合；

（2）檢測完陀螺故障之后，分析加速度計輸出，對加速度計的輸出測量值進行補償，將與陀螺輸出量耦合部分補償掉，簡化加速度計的奇偶檢測方程；

（3）對檢測方程不能識別的3個及以上陀螺或加速度計出現故障的情況進行討論，對出現的故障進行識別。

本發明的有益效果如下：

1、物理概念明顯，當某個節點的陀螺或加速度計出現故障時，相應的奇偶檢測方程就不滿足。

2、處理形式簡單，不需要對量測噪聲作任何假設，量測過程中不需要增加其他如濾波環節等，檢測過程計算量和計算時間減少。

3、在檢測結果上，建立的雙節點模型能夠分析出3個及3個以上陀螺或加速度計出現故障的情況。

附圖說明

圖1為分布式傳感器網絡結構示意圖。

圖2（a）為子節點IMU安裝示意圖;圖2(b)為轉動坐標系關系示意圖。

圖3分布式傳感器網絡故障檢測示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明創造做進一步詳細說明。

基于反饋式雙節點的分布式傳感器網絡故障檢測

分布式傳感器網絡雙節點結構

常規慣性測量單元（IMU）中，通常將三個單自由度陀螺和單軸加速度計的測量軸沿著機體系的三個測量軸安裝，其原點與機體系原點相重合，為飛行器質心。

現建立模型，由兩組傳感器節點構成的分布式系統，為簡化討論，假定其中一組慣性測量單元（IMU）安裝在飛行器質心，其安裝坐標系與機體系重合。另一組慣性測量單元（IMU）測量軸不與機體系三個坐標軸重合，其原點也不在飛行器質心。子節點IMU安裝如圖2（a）所示。