[发明专利]一种气体传感器漂移补偿方法有效
申请号: | 202110325517.8 | 申请日: | 2021-03-26 |
公开(公告)号: | CN113030197B | 公开(公告)日: | 2022-11-04 |
发明(设计)人: | 宋凯;姜宗泽;袁峰;王祁 | 申请(专利权)人: | 哈尔滨工业大学 |
主分类号: | G01N27/12 | 分类号: | G01N27/12;G06N3/00;G06K9/62 |
代理公司: | 哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司 23213 | 代理人: | 杨晓辉 |
地址: | 150001 黑龙*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 气体 传感器 漂移 补偿 方法 | ||
1.一种气体传感器漂移补偿方法,其特征在于,所述方法具体步骤包括:
步骤一、采集多组分气体样本中至少一种气体浓度所对应的传感器输出数据;
所述传感器输出数据包括无漂移数据和漂移数据,且无漂移数据标记有标签,漂移数据无标签;
步骤二、将所述传感器输出数据输入到基于平衡分布适应BDA模型中,进行特征提取,预测得到目标域数据的伪标签;
其中,将无漂移数据作为BDA模型的源域数据,漂移数据作为BDA模型的目标域数据;
步骤三、依据所述伪标签,通过K邻近KNN算法对目标域数据进行分类;
步骤四、在令目标域数据的分类更精确前提下,用上一轮得到的标签更新伪标签并多次迭代;由于参与迁移的数据是不会变的,经过往返多次迭代后,可提升分类结果准确性,得到更新的BDA模型;其中BDA模型中的迭代次数为T;
步骤五、使用更新的BDA模型对气体传感器的漂移进行补偿;
步骤二具体如下:
步骤二一、向BDA模型输入无漂移数据、漂移数据、正则化参数λ和权重平衡因子μ;
步骤二二、构建MMD方程:
其中,为源域、为目标域、i为源域中的样本序数、j为目标域中的样本序数、xi表示第i个源域数据样本、yi表示第i个源域数据样本的目标气体标签值、xj第j个目标域数据样本、xsi第i个源域数据样本、xtj第i个目标域数据样本,c∈{1,2,…,C}为各种类别标签,n和m分别表示源域和目标域中的样本数,源域和目标域中的标签分别表示为Ds和Dt,nc=|Ds|,mc=|Dt|是Ds和Dt中的样本数;
步骤二三、构建矩阵M0和矩阵Mc:
步骤二四、通过MMD方程矩阵M0和矩阵Mc得到广义分解问题:
其中,X为输入数据矩阵,包括xs和xt,xs表示有标记的源域目标样本和xt未标记的目标域样本;I为单位矩阵,I∈R(n+m)×(n+m);XT为X矩阵的转置;A为变换矩阵;Φ=(φ1,φ2,…,φd)为拉格朗日乘子;H为中心矩阵,H=I-(1/n)1;(M0)ij、(Mc)ij分别为矩阵M0和矩阵Mc中的i行第j列样本;(c)表示矩阵Ds和矩阵Dt分别在源域和目标域中属于c类的样本;
步骤二五、求解广义分解问题,得到最优的变换矩阵A和所述变换矩阵的d个最小特征向量;
步骤二六、在{ATXS,ys}上训练基本分类器f;其中,AT为A矩阵的转置、XS为源域特征矩阵、ys源域气体类别标签数据值;
步骤二七、利用基本分类器f得到伪标签:
其中,Dt表示目标域、为伪标签、Xt为目标域特征矩阵。
2.根据权利要求1所述的一种气体传感器漂移补偿方法,其特征在于,步骤二还包括:
利用粒子群优化PSO算法对权重平衡因子μ进行优化,得到最佳的权重平衡因子μ;
所述最佳的权重平衡因子μ,用于实现BDA模型中源域与目标域的最小的最大平均差异MMD距离。
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