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多传感器融合和MHA-LSTM的电机轴承剩余寿命预测

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 84-93页

作者：张菀张泰瑀贾民平蔡骏南京信息工程大学自动化学院南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 东南大学机械工程学院南京211102

轴承作为电机的核心部件,主要起到支撑引导轴、减小设备摩擦、连接不同设备等作用,其剩余寿命预测对系统健康管理起着十分重要的作用。针对单一传感器信号通常难以全面描述系统的潜在退化机制,论文提出一种基于多头注意力机制和长短时... 详细信息

轴承作为电机的核心部件,主要起到支撑引导轴、减小设备摩擦、连接不同设备等作用,其剩余寿命预测对系统健康管理起着十分重要的作用。针对单一传感器信号通常难以全面描述系统的潜在退化机制,论文提出一种基于多头注意力机制和长短时记忆神经网络的电机轴承剩余寿命预测模型。首先,基于马氏距离确定轴承性能退化起始点,将滚动轴承全寿命周期分为正常阶段与退化阶段;其次,使用自编码器自动提取振动信号特征,并将其与电机电流、轴承温度融合,构成多源信息特征矩阵;然后基于多头注意力机制和长短时记忆网络模型动态选择相关度较高的特征,提高寿命预测的准确性。最后,采用实验数据进行验证,结果表明所提出的模型具有更高的准确性。

关键词：电机轴承多传感器融合多头注意力机制长短期记忆网络剩余寿命预测

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多传感器融合的穿戴式心率监测系统

哈尔滨工业大学学报 2015年第5期47卷 97-103页

作者：徐礼胜靳雁冰王琦文李锡勇印重东北大学中荷生物医学与信息工程学院沈阳110819 医学影像计算教育部重点实验室(东北大学) 沈阳110004 沈阳药科大学医疗器械学院沈阳110016

为提高日常行为下心率监测准确率,用多传感器融合的方法分别融合与生物电生理和生物机械力密切相关的心电、脉搏波信号,实现基于Android平台的高可靠、穿戴式心率监测系统.使用本系统和ST-1212心电工作站进行了18例日常行为下不同动作... 详细信息

为提高日常行为下心率监测准确率,用多传感器融合的方法分别融合与生物电生理和生物机械力密切相关的心电、脉搏波信号,实现基于Android平台的高可靠、穿戴式心率监测系统.使用本系统和ST-1212心电工作站进行了18例日常行为下不同动作不同强度的同步采集和分析实验.通过分析信号时域特征得到反映信号质量高低的信号质量指数,根据质量指数自适应调节卡尔曼滤波器对两路信号获得的心率做最优估计,最后通过卡尔曼滤波残差调节权重得到融合心率.结果表明,融合心率相比单从心电或者脉搏波信号所得心率准确度提高46%以上。该系统通过多传感器融合的方式能有效降低干扰对心率估计的影响,可相对长时间地进行心率低负荷连续监测.

关键词：心率多传感器融合 Android平台穿戴式信号质量指数卡尔曼滤波器

多传感器融合的时空关系在线自动校正方法研究

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中国科学：技术科学 2023年第11期53卷 1975-1989页

作者：刘万里张学亮徐健斌刘扬荣耀中国矿业大学机电工程学院徐州221116 北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

多传感器融合可以有效弥补各个传感器的不足并提高其在复杂场景中的感知能力,传感器的时空关系校正是多传感器融合的前提,但目前的校正方法还存在需要外部装置辅助、受环境特征约束等局限性.为此,本文提出一种融合运动约束与滑窗迭代的... 详细信息

多传感器融合可以有效弥补各个传感器的不足并提高其在复杂场景中的感知能力,传感器的时空关系校正是多传感器融合的前提,但目前的校正方法还存在需要外部装置辅助、受环境特征约束等局限性.为此,本文提出一种融合运动约束与滑窗迭代的多传感器时空关系在线自动校正的方法,该方法将高频率惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)作为统一的校正基准框架,利用IMU高精度旋转角运动特征对低频率传感器的时空关系进行基准传递,并通过滑窗迭代算法对其进行优化,最终实现多传感器时空关系的在线自动校正.该方法的主要研究步骤是首先在确定多源异构传感器坐标变换关系的基础上,建立多源异构传感器的时空关系变换向量模型.其次,根据IMU高精度旋转角运动特征约束,利用精化预积分方法精确估计出IMU三维旋转角运动约束向量矩阵,通过基准传递建立基于IMU旋转角运动约束关联的时间偏差自动校正模型,实现多传感器之间的时间同步.最后,根据IMU旋转角运动约束向量矩阵,利用手眼标定方法求解出多传感器之间的外部参数,并通过非线性滑窗迭代算法对外部参数进行优化,实现多传感器时空关系在线自动校正.实验结果表明所提出方法无需外部装置辅助,不受环境特征限制,能够实现多传感器时空关系的在线自动准确校正,同时也提高了多传感器融合后系统的整体鲁棒性和适应性.

关键词：多传感器融合时空关系在线自动化校正运动约束

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多传感器融合的智能车定位导航系统设计

工程设计学报 2019年第2期26卷 182-189页

作者：李磊肖世德李兴坤董庆丰西南交通大学机械工程学院四川成都610031

车辆定位导航系统实时、准确获取车辆位置对实现智能驾驶具有重要意义。针对传统定位导航系统存在的精度低、成本高、鲁棒性差等问题,基于GPS/INS(global positioning system/inertial navigation system,全球定位系统/惯性导航系统)、... 详细信息

车辆定位导航系统实时、准确获取车辆位置对实现智能驾驶具有重要意义。针对传统定位导航系统存在的精度低、成本高、鲁棒性差等问题,基于GPS/INS(global positioning system/inertial navigation system,全球定位系统/惯性导航系统)、机器视觉和超声波雷达技术,设计了一种多传感器融合的智能车定位导航系统,旨在实现智能车在简单、结构化道路环境下的自动驾驶。利用GPS/INS技术实现智能车地理坐标获取,利用机器视觉技术实现智能车前方车道线检测,利用超声波雷达技术实现道路边沿检测,并对地理坐标、车道线和道路边沿数据进行深度融合,实现车道级定位导航。最后,进行了智能车定位导航现场测试,结果表明该系统满足车道级定位导航性能要求。研究结果表明,在简单、结构化道路环境下,多传感器融合的智能车定位导航系统结构简单,实际运行状况良好,可极大提高定位导航精度。

关键词：定位导航系统智能车多传感器融合车道线检测道路边沿检测

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多传感器融合的激光雷达点云矫正与定位方法

激光与光电子学进展 2023年第24期60卷 267-274页

作者：蒲文浩刘锡祥陈昊徐浩刘烨东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096 国网江苏省电力有限公司南京供电公司江苏南京210019

针对单一传感器难以解决激光雷达在运动场景中因为点云畸变和误差累积产生的运动失真与定位精度差的问题,提出一种融合惯性测量单元数据和轮速计数据的激光雷达点云畸变矫正与定位方法。首先,以激光雷达数据为时刻基准,利用积分的方法... 详细信息

针对单一传感器难以解决激光雷达在运动场景中因为点云畸变和误差累积产生的运动失真与定位精度差的问题,提出一种融合惯性测量单元数据和轮速计数据的激光雷达点云畸变矫正与定位方法。首先,以激光雷达数据为时刻基准,利用积分的方法对惯性测量单元和轮速计的数据进行预处理;之后,将融合数据与激光雷达数据融合,以矫正产生畸变的激光点云;最后,利用线性插值的方式来保证传感器间数据的时间同步,并将计算的位姿作为里程计迭代计算的初值,降低计算复杂度并提高里程计的定位精度。实验结果表明,相比没有采用多传感器融合的传统方案(LOAM、FLOAM),在公开数据集实验中,所提方法的定位均方根误差分别降低了81.11%和21.54%,在自测数据集实验中,定位均方根误差分别降低了52.76%和24.29%。

关键词：激光雷达畸变补偿多传感器融合激光雷达里程计

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多传感器融合系统的优化冗余

西安电子科技大学学报 2000年第1期27卷 9-12,34页

作者：刘贵喜杨万海西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071

从系统有效度和系统代价出发提出了一种多传感器冗余系统的优化模型和满足有效度约束的最小代价准则.给出了实现该组合优化问题的模拟退火算法.实验数据表明,其优化模型、准则和算法是十分有效的.

关键词：多传感器融合组合优化模拟退火冗余系统

基于多传感器融合的红外图像序列检测性能分析

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红外与毫米波学报 2009年第1期28卷 16-19页

作者：张光明盛卫东樊士伟张伟哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心黑龙江哈尔滨150001 北京跟踪与通信技术研究所北京100094 国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

针对红外图像目标检测性能问题,从多传感器融合算法的典型流程出发,推导单帧检测性能、多帧检测性能和多传感器融合性能的关系,并从理论上对单个因素的影响进行定量分析.分析结果表明,多传感器融合的性能比单帧检测性能和多帧检测性能... 详细信息

针对红外图像目标检测性能问题,从多传感器融合算法的典型流程出发,推导单帧检测性能、多帧检测性能和多传感器融合性能的关系,并从理论上对单个因素的影响进行定量分析.分析结果表明,多传感器融合的性能比单帧检测性能和多帧检测性能更优越.

关键词：红外图像检测性能多传感器融合

基于SRCKF的多传感器融合自适应鲁棒算法

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北京航空航天大学学报 2023年第1期49卷 220-228页

作者：李春辉马健杨永建肖冰松邓有为空军工程大学航空工程学院西安710038

为解决模型误差和异常量测值发生时平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法滤波性能下降甚至滤波发散的问题,提出了一种多传感器融合自适应鲁棒算法。基于新息协方差匹配原则设计了鲁棒子系统以抑制量测异常值,同时为克服模型误差使用基于新... 详细信息

为解决模型误差和异常量测值发生时平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法滤波性能下降甚至滤波发散的问题,提出了一种多传感器融合自适应鲁棒算法。基于新息协方差匹配原则设计了鲁棒子系统以抑制量测异常值,同时为克服模型误差使用基于新息修正的低复杂度自适应SRCKF(LCASRCKF)算法设计了自适应子系统,根据2种子系统的特点和局限提出全局融合架构,使系统可以充分平衡并利用滤波过程中先验的模型预测值信息和后验的量测值信息,最终降低估计误差。仿真结果表明:相比鲁棒多渐消因子容积卡尔曼滤波(RMCKF)等算法,所提融合算法在滤波精度、稳定性和收敛速度等方面有明显优势。

关键词：平方根容积卡尔曼滤波模型误差异常量测值多传感器融合自适应滤波

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抽油管缺陷检测的多传感器融合技术

中国机械工程 2005年第17期16卷 1512-1515页

作者：杨涛高殿斌天津工业大学天津300160

将多传感器信息融合技术应用于抽油管缺陷在线检测系统。油管缺陷定量检测的多传感器信息融合模型的建立分别在数据层、特征层和决策层三个融合层次上进行;选取4路传感器信号进行信号直接融合,通过硬件直接形成油管的偏磨信号;建立了基... 详细信息

将多传感器信息融合技术应用于抽油管缺陷在线检测系统。油管缺陷定量检测的多传感器信息融合模型的建立分别在数据层、特征层和决策层三个融合层次上进行;选取4路传感器信号进行信号直接融合,通过硬件直接形成油管的偏磨信号;建立了基于插值法的偏磨缺陷的定量分析方法,并给出了实测结果。对于坑状缺陷,通过对28路传感器所观测的目标进行统一的特征融合,提取特征向量,利用神经网络的决策模型完成了坑状缺陷的量化分析。

关键词：抽油管无损检测多传感器融合缺陷