[發明專利]一種基于孤立森林算法的堆垛機軌道損傷定位方法

有效

• 申請號: 202110291632.8
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113011325B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 黃大榮;陳如意
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N20/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 胡逸然

1.一種基于孤立森林算法的堆垛機軌道損傷定位方法，其特征在于，包括：

S1、獲取軌道損傷特征集；步驟S1包括：

S101、獲取軌道監測數據，所述軌道監測數據包括位置信息及時域幅值信息；

S102、基于軌道監測數據生成軌道損傷特征集T，T＝{E,D₁,D₂,…,D_j}，E為時域幅值信息，D₁至D_j為時域幅值信息進行小波變換后得到的細節系數；

且在步驟S101至S102之間還包括：

按預設長度對軌道監測數據進行區間平滑處理；

S2、對軌道損傷特征集進行加窗處理，并利用孤立森林算法在窗口處于每一個位置時隨機選擇樣本點，并生成多個孤立樹；

S3、遍歷每一個樣本點對應的所有孤立樹，計算每一個樣本點的異常值分數；

S4、若異常值分數滿足預設條件，則將對應的異常值分數對應的軌道位置作為軌道損傷位置。

2.如權利要求1所述的基于孤立森林算法的堆垛機軌道損傷定位方法，其特征在于，步驟S2包括：

S201、將窗口設置在軌道損傷特征集一端；

S202、從加窗數據中隨機選擇多個樣本點，提取樣本數據放入根節點生成孤立樹，將根節點作為當前節點；

S203、隨機指定一個維度特征，在當前節點中的樣本數據中隨機產生一個切割點；

S204、以所述切割點生成一個超平面，將小于所述切割點的樣本數據放入第一子節點，將樣本數據放入第二子節點；

S205、將最新產生的子節點作為當前節點，遞歸執行步驟S203至S204，直到最新產生的子節點中只包括一個樣本點對應的樣本數據；

S206、反復執行步驟S202至S205，直到生成t個孤立樹，作為窗口處于當前位置的孤立森林；

S207、將窗口按預設步長向軌道損傷特征集另一端移動，每移動一次均按步驟S202至S206生成對應窗口位置的孤立森林，直到窗口移動到軌道損傷特征集另一端。

3.如權利要求2所述的基于孤立森林算法的堆垛機軌道損傷定位方法，其特征在于，步驟S3中，按下式計算每一個樣本點的異常值分數：

式中，為選擇樣本點生成孤立樹時，第k個樣本點x_k的異常值分數；h(x_k)為路徑長度；

式中，表示孤立樹的平均路徑長度，H(k)表示用ln(k)+γ來估算的調和數，γ為歐拉常數。

4.如權利要求1至3任一項所述的基于孤立森林算法的堆垛機軌道損傷定位方法，其特征在于，步驟S4包括：

S401、對所有樣本點的異常值分數按大小進行排序；

S402、計算樣本點的異常值分數的上四分位數；

S403、將大于所述上四分位數的異常值分數作為滿足預設條件的異常值分數。