[發明專利]群智感知中錯誤位置數據的檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201810593704.2
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108897640B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 孔令和;汪博文;吳帆;陳貴海
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種群智感知中錯誤位置數據的檢測系統及方法，基于時間序列和壓縮感知的錯誤數據檢測方法，通過迭代執行基于時間序列的異常值檢測方法檢測和壓縮感知方法檢測錯誤位置數據并同時對丟失位置數據進行恢復。迭代執行時間序列異常值檢測方法和壓縮感知，使得錯誤數據和丟失數據間的相互影響最小化，很好的控制了誤報率和漏報率，獲得了很高的精度(precision)和召回率(recall)。

技術領域

本發明涉及的是一種信息處理領域的技術，具體是一種移動群智感知中基于壓縮感知(Compressive Sensing)和時間序列(Time-series)的錯誤位置數據檢測和丟失位置數據檢測及恢復系統及方法。

背景技術

群智感知是一種新興的環境信息采集方法，通過這種方法知采集到的數據可靠性較低，數據可能由于用戶操作不當、設備故障、通信誤碼、惡意用戶等原因而出現錯誤和丟失。

現有應對群智感知錯誤數據的方法主要分為以下三類：第一類是基于用戶信譽值的方法，這種方法假設對于每個觀測點都有若干觀測值，給信譽值更高的用戶提供的觀測值賦予更高的權值，從而得到相對可靠的結果。但在位置數據中無法獲得多個觀測值。第二類方法是基于用戶激勵機制設計的，這種方法通過設計合理的用戶激勵機制來保證用戶盡最大努力提供可靠的數據。但是，這種方法無法應對非用戶主觀因素造成的錯誤(如設備故障造成的錯誤)。第三類是基于時間序列的異常值檢測方法，但這種方法沒有將丟失數據納入考慮。

發明內容

本發明針對現有群智感知存在的上述不足以及壓縮感知無法處理數據集中的錯誤數據的缺陷，提出一種群智感知中錯誤位置數據的檢測系統及方法，基于時間序列和壓縮感知的錯誤數據檢測方法，通過迭代執行基于時間序列的異常值檢測方法檢測和壓縮感知方法檢測錯誤位置數據并同時對丟失位置數據進行恢復。迭代執行時間序列異常值檢測方法和壓縮感知，使得錯誤數據和丟失數據間的相互影響最小化，很好的控制了誤報率和漏報率，獲得了很高的精度(precision)和召回率(recall)。

本發明的方法是一種即使存在大量丟失數據的情況下，也可以以很高的精度檢測錯誤數據的方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種移動壓縮感知中錯誤位置數據的檢測系統，包括：錯誤檢測模塊、數據恢復模塊以及誤判修正模塊，其中：錯誤檢測模塊接收原始數據作為輸入，與數據恢復模塊相連并傳輸初步篩選后的信息，數據恢復模塊與誤判修正模塊相連，將錯誤檢測模塊中檢測出的錯誤信息以及原始數據中本就存在的丟失數據一起進行恢復并將恢復后的數據輸出至誤判修正模塊；誤判修正模塊對原始數據與恢復后的數據進行比較以判斷在錯誤檢測模塊的檢測結果中有無誤判出現，并在存在誤判時將恢復后的數據傳回錯誤檢測模塊或輸出檢測結果和恢復后的數據。

所述的初步篩選后的信息中保證不會存在明顯錯誤的信息，但允許存在正確信息被誤判為錯誤的情況。

本發明涉及上述系統的實現方法，包括以下步驟：

第一步、對采集到的含有錯誤數據和丟失數據的位置信息進行建模，得到錯誤位置數據檢測問題和丟失數據恢復問題的模型。

第二步、對感知矩陣S_X,S_Y的每一行使用基于時間序列的異常值優化檢測方法進行錯誤檢測。

第三步、將第二步中得到的檢測矩陣與原始的存在矩陣整合成一個廣義二進制標記矩陣并使用壓縮感知技術解決丟失數據恢復問題。

第四步、將第二步中被檢測為錯誤的數據與恢復后的數據進行比較并判斷是否標記有誤，若有誤，則返回第二步；否則，輸出錯誤點的集合和恢復后的數據集。

技術效果