[發明專利]一種基于同源信號的振動馬達設備指紋提取識別系統

有效

• 申請號: 202110291623.9
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113111725B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 林峰;沈軼杰;王超;許文曜;任奎
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

1.一種基于同源信號的振動馬達設備指紋提取識別系統，其特征在于，該系統包括終端和云端服務器；

所述終端帶有馬達和慣性傳感單元，所述慣性傳感單元用于采集所述馬達振動過程中的加速度和角速度信號；所述終端還包括預處理模塊、終端通訊模塊，所述預處理模塊用于將所述馬達振動過程中的加速度和角速度信號進行預處理，輸出用于所述云端服務器的雙通道融合網絡輸入的信號，并通過所述終端通訊模塊發送給所述云端服務器，同時發送認證請求、注冊請求；

所述云端服務器包括指紋提取模塊、指紋注冊識別模塊和云端通訊模塊；所述云端通訊模塊接收所述終端發送的信號，并傳送給所述指紋提取模塊，然后將其輸入由殘差塊、Dropout層、全連接層和損失函數組成的雙通道融合網絡中，實現信號與馬達指紋之間的映射，輸出馬達指紋給所述指紋注冊識別模塊；

所述指紋注冊識別模塊用于接收所述指紋提取模塊輸出的馬達指紋；

若所述云端服務器同時接收到的是注冊請求，則采用分類器對所述馬達指紋進行分類，若分類成功，則輸出分類結果；若不存在所述馬達指紋的類別，則將該馬達指紋進行存儲，并更新馬達指紋存儲數據庫；

若所述云端服務器同時接收到的是認證請求，則采用分類器對所述馬達指紋進行分類，若分類成功，則輸出分類結果；若不存在該類別，則拒絕認證請求；

所述雙通道融合網絡包括卷積層1、池化層、卷積層2、卷積層3、卷積層4、卷積層5、扁平化層以及三個全連接層，該網絡有兩個輸入，所述扁平化層將兩個輸出展開成一維的向量，所述損失函數為廣義損失函數；

所述卷積層1由大小為5×1的64個卷積核構成，其卷積步長為2；

所述池化層由大小為3×1的最大池化層構成，其卷積步長為2；

所述卷積層2由3個具有64個1×1卷積核、64個1×3卷積核和256個1×1卷積核順序排列的殘差塊構成，并在每個殘差塊最后添加p=0.2的Dropout層；

所述卷積層3由4個具有128個1×1卷積核、128個1×3卷積核和512個1×1卷積核順序排列的殘差塊構成，并在每個殘差塊最后添加p=0.2的Dropout層；

所述卷積層4由6個具有256個1×1卷積核、256個1×3卷積核和1024個1×1卷積核順序排列的殘差塊構成，并在每個殘差塊最后添加p=0.2的Dropout層；

所述卷積層5由3個具有512個1×1卷積核、512個1×3卷積核和2048個1×1卷積核順序排列的殘差塊構成，并在每個殘差塊最后添加p=0.2的Dropout層；

所述扁平化層將所有輸出展開成一維的向量；

所述三個全連接層由神經元數量不同的全連接層構成。

2.根據權利要求1所述的基于同源信號的振動馬達設備指紋提取識別系統，其特征在于，所述終端還包括指紋重置模塊，用于接收用戶輸入的信號重置方案，并根據重置方案重置馬達的振動模式，同時向所述云端服務器發送重置請求；

所述云端服務器接收到重置請求后，所述指紋注冊識別模塊根據重置請求刪除舊的馬達指紋，并將新的馬達指紋存入馬達指紋存儲數據庫。

3.根據權利要求2所述的基于同源信號的振動馬達設備指紋提取識別系統，其特征在于，所述信號重置方案包括頻率峰值重置、頻率變化重置和振動間隔重置中的任意一種或多種的組合；

所述頻率峰值重置為通過改變激勵信號的主頻率來改變馬達的指紋；

所述頻率變化重置為通過改變激勵信號的頻率變化來改變馬達的指紋；

所述振動間隔重置通過改變激勵信號的輸出間隔來改變馬達的指紋。