[發明專利]基于加速度周期變化規律的設備機主身份實時識別方法及其裝置

有效

• 申請號: 201710409764.X
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107273726B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 王衡軍;司念文;尹衡;楊舜宇;武偉;簡南方
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: G06F21/31
• 分類號: G06F21/31;G06K9/62
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

1.一種基于加速度周期變化規律的設備機主身份實時識別方法，其特征在于，設備中內置有加速度傳感器，設備處理器接收加速度傳感器數據并進行身份識別，具體包含如下內容：利用加速度傳感器在XYZ三個軸的加速度投影，實時獲取其加速度幅度值；并根據周期內加速度幅度值，利用聚類算法統計其周期變化規律，確定機主周期數據點在多維空間中聚焦區域，聚焦區域包含簇中心C及邊界范圍r；在預設時間間隔內，實時采集設備加速度傳感器三軸數據，計算其對應加速度幅度值，并依據機主周期數據點在多維空間中聚焦區域來判別機主身份，以實現在指定時間段內持續監控并實時識別機主身份；

利用聚類算法統計其周期變化規律，確定機主周期數據點在多維空間中聚焦區域，包含：對周期內實時獲取的加速度幅度值進行周期序列劃分，每一周期序列對應多維空間中的一個點；并根據序列長度進行分類，將數據點劃分到相應維數空間中；剔除孤立點；確定簇中心和邊界范圍，將剔除后剩余所有數據點的中心點作為簇中心C，將離簇中心最大距離作為邊界半徑r。

2.根據權利要求1所述的基于加速度周期變化規律的設備機主身份實時識別方法，其特征在于，實時獲取其加速度幅度值，包含：根據加速度傳感器在時間T內采集到的XYZ三軸投影數據，并通過公式計算時間T內的加速度幅度值，其中，x、y、z分別為加速度傳感器對應在X、Y、Z三軸上的投影數據。

3.根據權利要求1所述的基于加速度周期變化規律的設備機主身份實時識別方法，其特征在于，通過設定長度為L的滑窗對周期內實時獲取的加速度幅度值進行周期序列劃分。

4.根據權利要求1所述的基于加速度周期變化規律的設備機主身份實時識別方法，其特征在于，剔除孤立點，包含：1)在多維空間中計算每類數據點的中心點，2)計算每個點與中心點的歐氏距離及它們的均值，3)將距離大于均值N倍的點剔除，N為預設值；迭代執行M次，M大于1的整數，并計算剔除數據點點數與所有數據點點數的比值K。

5.根據權利要求4所述的基于加速度周期變化規律的設備機主身份實時識別方法，其特征在于，在多維空間中計算每類數據點的中心點，包含如下內容：將對應空間中所有點按維度取均值，作為中心點在該維度上的值。

6.根據權利要求4所述的基于加速度周期變化規律的設備機主身份實時識別方法，其特征在于，在預設時間間隔內，實時采集設備加速度傳感器三軸數據，計算加速度幅度值，并依據機主周期數據點在多維空間中聚焦區域來判別機主身份，包含：a)根據預設時間間隔內實時采集的設備加速度傳感器三軸數據，通過公式計算在該預設時間間隔內的加速度幅度值，并通過設定滑窗方式進行周期序列劃分，每一周期序列對應相應多維空間中的一個點；計算每點與同維度簇中心C的歐氏距離d，若d＜r，則判定對應周期序列正常，否則判定其異常，并統計異常序列數量占總序列數量的比值k，若k小于nK，n為預先設定值，則判定其為設備機主身份，否則判定其為非設備機主身份。

7.一種基于加速度周期變化規律的設備機主身份實時識別裝置，其特征在于，基于權利要求1所述的方法實現，包含：統計模塊、學習模塊和身份識別模塊，其中，

統計模塊，用于根據設備中內置的加速度傳感器，實時采集在XYZ三個軸的加速度投影，并計算對應的加速度幅度值；

學習模塊，用于根據周期內加速度幅度值，利用聚類算法統計其周期變化規律，確定機主周期數據點在多維空間中聚焦區域，聚焦區域包含簇中心C及邊界范圍r；

身份識別模塊，用于在預設時間間隔內，實時采集設備加速度傳感器三軸數據，計算其對應加速度幅度值，并依據機主周期數據點在多維空間中聚焦區域來判別機主身份。