[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測元件校準(zhǔn)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210362832.2
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114719892A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬櫻;潘啟正
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門理工學(xué)院
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G06N3/04
• 代理公司: 北京清控智云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 馬肅;林淡如

1.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測元件校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括采集單元、校準(zhǔn)比對單元、計算單元以及監(jiān)察單元；

所述采集單元用于采集待校準(zhǔn)元件的實際檢測量D，以及采集可能影響所述實際檢測量D的至少N個外部變量的變化數(shù)值；并獲取校準(zhǔn)過程中的j個成本參數(shù)C＝{c₁,c₂……c_j}以及k個效益參數(shù)G＝{g₁,g₂……g_k}；

所述校準(zhǔn)比對單元用于將實際檢測量D與標(biāo)準(zhǔn)檢測量D′進(jìn)行校準(zhǔn)與比對，計算兩者的差異值ΔD；

所述計算單元用于計算N個所述外部變量與所述差異值ΔD的相關(guān)性，并使用其中與所述差異值ΔD相關(guān)性最高的兩個所述外部變量建立與所述差異值ΔD的第一相關(guān)性模型；并且進(jìn)一步，統(tǒng)計在校準(zhǔn)不同的所述差異值ΔD時所產(chǎn)生的所述成本參數(shù)C以及所述效益參數(shù)G，計算對應(yīng)的效益函數(shù)從而獲得效益最優(yōu)解；

所述監(jiān)察單元用于持續(xù)監(jiān)察所述外部變量的變化數(shù)值；并通過將所述外部變量的數(shù)值輸入所述第一相關(guān)性模型進(jìn)行擬合，預(yù)測所述差異值ΔD；當(dāng)預(yù)測所述差異值ΔD的值符合效益最優(yōu)時，輸出校準(zhǔn)提示信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測元件校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述采集單元包括多個采集傳感器；多個所述采集傳感器布置于待校準(zhǔn)元件的工作環(huán)境或者工作系統(tǒng)中的多個采集點(diǎn)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測元件校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述校準(zhǔn)比對單元包括與待校準(zhǔn)元件具有相同檢測功能的基準(zhǔn)檢測元件，用于提供所述標(biāo)準(zhǔn)檢測量D′。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測元件校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述校準(zhǔn)系統(tǒng)對檢測元件的校準(zhǔn)方法，包括以下兩個階段和多個步驟：

第一階段：

S1：布置多個所述采集傳感器于待校準(zhǔn)元件的工作環(huán)境或者工作系統(tǒng)中的多個采集點(diǎn)上，采集N個外部變量在T時間段內(nèi)的多個時間節(jié)點(diǎn)1，2……t的數(shù)值，即A＝{a₁,a₂……a_t}，B＝{b₁,b₂……b_t}，……N＝{N₁,N₂……N_t}；

S2：布置所述基準(zhǔn)檢測元件與待校準(zhǔn)檢測元件同時進(jìn)行檢測工作，并計算在T時間段內(nèi)多個時間節(jié)點(diǎn)時所述差異值：ΔD＝{ΔD₁,ΔD₂……ΔD_t}；

S3：通過計算N個所述外部變量與所述差異值ΔD的相關(guān)性指數(shù)，選出其中相關(guān)性指數(shù)最高的兩個所述外部變量，記為A和B；

S4：使用具有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)算系統(tǒng)，擬合A、B與ΔD，建立第一相關(guān)性模型；

第二階段，允許撤走所述基準(zhǔn)檢測元件，并開始以下步驟：

S5：統(tǒng)計在校準(zhǔn)所述差異值ΔD過程所產(chǎn)生的所述成本參數(shù)C以及所述效益參數(shù)G，形成ΔD-{C,G}的關(guān)系數(shù)據(jù)集，并建立效益指數(shù)模型；通過DEA數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，計算成本與效益的效益函數(shù)，通過所述效益函數(shù)計算多個所述差異值ΔD對應(yīng)的效益指數(shù)；

S6：持續(xù)監(jiān)察所述外部變量A、B，通過將所述外部變量A、B的數(shù)值輸入所述第一相關(guān)性模型進(jìn)行擬合，預(yù)測對應(yīng)的所述差異值ΔD；當(dāng)預(yù)測所述差異值ΔD的值符合效益最優(yōu)時，輸出校準(zhǔn)提示信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測元件校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，在步驟S3中，計算N個所述外部變量與所述差異值ΔD的相關(guān)性指數(shù)γ，采用以下公式：

其中，A為一個所述外部變量的值，a_t為所述外部變量A在t時刻的值，為所述外部變量A在T時間段的平均值；ΔD_t為所述差異值在t時刻的值，為所述差異值ΔD在T時間段的平均值。