[發(fā)明專利]基于獨(dú)立成分分析和稀疏去噪自編碼器的汽車傳感器故障檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910535551.0 | 申請日： | 2019-06-20 |
| 公開（公告）號： | CN110147648B | 公開（公告）日： | 2022-06-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張建明;沈新新 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06N3/063;G06N3/08;G01D18/00 |
| 代理公司： | 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213 | 代理人： | 吳秉中 |
| 地址： | 315400 浙江省寧波市余*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 獨(dú)立 成分 分析 稀疏 編碼器 汽車 傳感器 故障 檢測 方法 | ||
1.一種基于獨(dú)立成分分析和稀疏去噪自編碼器的汽車傳感器故障檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)利用汽車運(yùn)行過程正常工況的數(shù)據(jù)組成建模用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集：X＝[x1；x2；...；xn]，其中X∈Rn×m，n為訓(xùn)練樣本數(shù)，m為過程變量數(shù)，R為實(shí)數(shù)集，Rn×m表示X滿足n×m的二維分布，將這些數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫；
(2)對數(shù)據(jù)集X進(jìn)行預(yù)處理和歸一化，使得各個(gè)過程變量的均值為零，方差為1，得到新的數(shù)據(jù)矩陣集為采用以下過程來完成：
1)計(jì)算均值：
2)計(jì)算方差：
3)標(biāo)準(zhǔn)化：
(3)使用獨(dú)立成分分析針對新的數(shù)據(jù)集提取非高斯信息，獲得獨(dú)立成分S；使用稀疏去噪自編碼器降維，提取主要獨(dú)立元成分，計(jì)算I2統(tǒng)計(jì)量，使用99％置信度的核密度估計(jì)得到相應(yīng)的檢測統(tǒng)計(jì)限
(4)使用稀疏去噪自編碼器提取殘差空間E中的高斯信息，計(jì)算H2統(tǒng)計(jì)量，使用99％置信度的核密度估計(jì)得到相應(yīng)的檢測統(tǒng)計(jì)限
(5)將建模數(shù)據(jù)和模型參數(shù)存入歷史數(shù)據(jù)庫備用；
(6)收集新的汽車運(yùn)行過程數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行預(yù)處理和歸一化，采用獨(dú)立成分分析和稀疏去噪自編碼器模型對其進(jìn)行監(jiān)測，即計(jì)算I2和H2統(tǒng)計(jì)量，結(jié)合步驟(3)、(4)分別計(jì)算得到的和閾值，針對當(dāng)前的監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本得到正?；蛘吖收辖Y(jié)果
(7)將每一個(gè)正常和故障的決策和真實(shí)情況進(jìn)行對比，計(jì)算相應(yīng)的故障誤報(bào)率(FAR)和誤檢率(MDR)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于獨(dú)立成分分析和稀疏去噪自編碼器的汽車傳感器故障檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)具體如下：
(1)計(jì)算的協(xié)方差陣，記為∑x；
(2)對∑x進(jìn)行特征值分解，得到特征根λ1，λ2，...，λp，其中λ1≥λ2≥…≥λp，對應(yīng)的特征向量矩陣為U，特征值的對角矩陣為Λ＝diag(λ1，λ2，...，λp)；
(3)獲得白化矩陣為Q＝Λ-1/2UT，則白化處理后的數(shù)據(jù)為Z＝Λ-1/2UTX＝QX＝QAS，令B＝QA，則Z＝BS；
(4)由Z＝BS可知，
(5)利用以下公式作為優(yōu)化函數(shù)通過迭代計(jì)算得到正交矩陣B：
bi(k+1)＝E{Zg(bi(k)TZ)}-E{g′(bi(k)TZ)}bi(k)
其中，bi(k)是正交矩陣B的第i列，g函數(shù)是的導(dǎo)數(shù)， 在迭代計(jì)算前還需將bi(0)進(jìn)行歸一化處理；
(6)設(shè)定迭代的精度ε，若某一次迭代后滿足：
||bi(k+1)-bi(k)||＜ε
則說明迭代達(dá)到指定的精度，此時(shí)，停止迭代，記錄bi(k+1)的值，進(jìn)行下一分量的迭代；
(7)為了防止收斂到同一個(gè)極值，在每次迭代后對進(jìn)行去相關(guān)操作，即：
(8)解混矩陣W＝BTQ，則重構(gòu)的源信號為即為非高斯信息；
(9)使用稀疏去噪自編碼器將非高斯信息降維，提取主要獨(dú)立元分量，構(gòu)造I2統(tǒng)計(jì)量，并利用核密度估計(jì)方法給出其相應(yīng)的監(jiān)測統(tǒng)計(jì)限
其中Sd為自編碼器降維之后的數(shù)據(jù)矩陣。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于浙江大學(xué)，未經(jīng)浙江大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201910535551.0/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
