檢測設(shè)備、檢測方法以及程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測設(shè)備、檢測方法以及程序。
【背景技術(shù)】
[0002] 在諸如為車輛和制造設(shè)備的復(fù)雜系統(tǒng)中安裝傳感器，并且分析從這些傳感器獲取 的時序數(shù)據(jù)。即使已經(jīng)在系統(tǒng)中安裝了數(shù)百的傳感器，也能夠執(zhí)行處理以分析時序數(shù)據(jù)并 且監(jiān)測系統(tǒng)異常(參見例如專利文獻1)。
[0003] 專利文獻1:第2010-78467號公開專利公開

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問題
[0005] 在這一類型的處理中，指示輸入信號在正常信號范圍內(nèi)的檢測結(jié)果的傳感器的組 (正常傳感器)和指示輸入信號在異常信號范圍內(nèi)的檢測結(jié)果的傳感器的組(異常傳感器） 通過基于傳感器之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)的變化程度向傳感器分配針對傳感器的異常程度得分來 在時序數(shù)據(jù)中被標識。在這一情形中需要建立合適的閾值，這是因為針對異常程度的得分 被與預(yù)定閾值比較以便標識正常傳感器和異常傳感器。然而，閾值為對標識結(jié)果具有直接 影響的參數(shù)，并且必須由用戶基于經(jīng)驗來建立。
[0006] 問題的解決方案
[0007] 本發(fā)明的第一方面為一種用于檢測多個傳感器的輸出中的變化的檢測設(shè)備，其中 檢測設(shè)備包括:第一輸出獲取單元，用于獲取表示在多個傳感器的第一輸出期間該多個傳 感器之間的相關(guān)性程度的第一相關(guān)性矩陣;第二輸出獲取單元，用于獲取表示在多個傳感 器的第二輸出期間該多個傳感器之間的相關(guān)性程度的第二相關(guān)性矩陣;變化計算單元，用 于計算表示第一相關(guān)性矩陣與第二相關(guān)性矩陣之間的變化程度的變化矩陣；以及指定單 元，用于指定示出比變化矩陣中的其他傳感器的變化程度更大的變化程度的傳感器的組作 為示出第一輸出與第二輸出之間的變化的變化傳感器的組。本發(fā)明的其他方面為一種檢測 方法和程序。
[0008] 本發(fā)明的這一概述不意圖枚舉本發(fā)明的全部要求的特征。本發(fā)明可以由這些特征 的任意組合或子組合來實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0009] 圖1示出了用于本發(fā)明的實施例中的檢測設(shè)備100的配置的示例以及多個傳感器 10。
[0010] 圖2示出了本發(fā)明的實施例中的由檢測設(shè)備100執(zhí)行的操作流程。
[0011] 圖3示出了本發(fā)明的實施例中的檢測設(shè)備100的配置的修改示例以及多個傳感器 10。
[0012] 圖4示出了本實施例中的起檢測設(shè)備100作用的計算機1900的硬件配置的示例。
【具體實施方式】
[0013] 以下為參照本發(fā)明的實施例的本發(fā)明的解釋。然而，本實施例不在權(quán)利要求的范 圍上限制本發(fā)明。此外，在本發(fā)明的技術(shù)方案中不一定要求實施例中解釋的特征的所有組 合。
[0014] 圖1示出了本發(fā)明的實施例中的檢測設(shè)備100的配置的示例以及多個傳感器10。這 里，傳感器10被安裝在諸如為車輛或者其他運輸機械、制造設(shè)備、或監(jiān)測設(shè)備的對象中，并 且向檢測設(shè)備100發(fā)送檢測結(jié)果。傳感器10可以經(jīng)由線路連接到檢測設(shè)備100,或者可以無 線連接。在本實施例的解釋中，對象為車輛。
[0015] 在本示例中，傳感器10為用于引擎冷卻水的溫度傳感器、用于引擎進氣的溫度傳 感器、油溫傳感器、用于燃料噴射系統(tǒng)的進入管壓力傳感器、用于渦輪增壓器的增壓壓力傳 感器、節(jié)流閥位置傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、車輛高度傳感器、液位傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、碰撞 傳感器、加速度傳感器、角速率傳感器、地磁傳感器、流傳感器、氧氣傳感器、空氣-燃料比傳 感器。在某些情形中，在任何地方，可以安裝從幾百到超過一千個的傳感器10。
[0016] 在這些情形中，必須處理來自幾百甚至幾千的傳感器的時序數(shù)據(jù)。然而，由于在數(shù) 據(jù)值自身中以及在傳感器之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)中發(fā)生動態(tài)變化、并且這些動態(tài)變化是零星 (sporadic)的，因此不能提前預(yù)測來自例如車輛中安裝的傳感器的時序數(shù)據(jù)。例如，在駕駛 員"踩下加速踏板"、車輛"加速"時，諸如為節(jié)流閥位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及加速傳感器 的輸出之間的傳感器之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)是強的。換而言之，傳感器之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)中的動態(tài) 變化遵循能夠提前預(yù)測的定時(例如，來自駕駛員的操作和車輛狀況）。
[0017] 在這一情形中，也存在由于諸如為乘客（或行李）重量、車輛當前速度、道路的坡 度、以及道路是直的還是彎曲的（當彎曲時包括彎曲度)的車輛狀況所致的在檢測到的每個 傳感器的輸出以及對檢測到的輸出而言被視為正常的值的范圍中的變化。換而言之，每個 傳感器的輸出以及用于確定輸出是否正常的準則是動態(tài)地遵循不能提前預(yù)測的定時的正 常變化(例如，來自駕駛員的操作以及車輛狀況）。
[0018] 因為來自單個傳感器的時序信號中的數(shù)據(jù)值和參考準則響應(yīng)于與其他傳感器的 關(guān)系結(jié)構(gòu)中的變化而顯著變化，所以甚至在與過去的數(shù)據(jù)做出比較時也難于執(zhí)行有意義的 處理。已經(jīng)考慮將每個傳感器處理為多元傳感器的分析，而執(zhí)行的計算的數(shù)量隨著傳感器 的數(shù)量的增加而指數(shù)增加，并且當使用幾百或者多于一千個的傳感器時變得不實際。
[0019] 同樣已經(jīng)考慮估計傳感器之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)中的變化程度并且基于結(jié)果來對傳感 器中的異常程度進行打分。在這一情形中，正常傳感器和異常傳感器能夠通過將每個得分 中的異常程度與預(yù)定閾值比較來標識。然而，難于建立合適的閾值。此外，當針對每個傳感 器為異常程度打分時，難于對這一異常程度打分以使得異常程度能夠被可靠地檢測。
[0020] 本實施例中的檢測設(shè)備100檢測傳感器10的輸出中的變化，并且標識檢測正常操 作的傳感器的組(正常傳感器)和檢測異常操作的傳感器的組(異常傳感器），而不使用由用 戶任意建立的閾值。檢測設(shè)備100按照來自傳感器的參考性和比較性時序數(shù)據(jù)來估計矩陣 中的傳感器之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)，表示矩陣中的結(jié)果，比較矩陣，以及將其關(guān)系結(jié)構(gòu)中具有更小 的變化的傳感器標識為正常傳感器。
[0021] 檢測設(shè)備100包括第一輸出獲取單元110、第二輸出獲取單元120、變化計算單元 130、以及指定單元140。
[0022] 第一輸出獲取單元110連接到多個傳感器10,并且計算和獲取指示在來自傳感器 10的第一輸出期間該多個傳感器10之間的相關(guān)性的第一相關(guān)性矩陣。第一輸出獲取單元 110還可以獲取存儲在檢測設(shè)備100中或者在外部存儲器設(shè)備中的第一相關(guān)性矩陣中的數(shù) 據(jù)。第一輸出獲取單元110還可以獲取由連接到該多個傳感器10的外部設(shè)備根據(jù)第一輸出 計算的第一相關(guān)性矩陣中的數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)。本實施例中的第一輸出為用作參考性信號的來 自傳感器10的輸出的輸出信號。
[0023] 當車輛在正常狀態(tài)中時，第一輸出獲取單元110接收來自檢測正常操作的傳感器 10的輸出作為來自該多個傳感器10的第一輸出。備選地，第一輸出獲取單元110可以獲取在 預(yù)定時間段中的來自該多個傳感器10的輸出作為第一輸出。
[0024] 第一輸出獲取單元110可以獲取包括對應(yīng)于該多個傳感器10中的兩個傳感器10的 所有組合的元素的矩陣作為第一相關(guān)性矩陣，其中每個元素表示兩個傳感器10之間的相關(guān) 性。例如，當傳感器10的數(shù)量為d時，第一輸出獲取單元110獲取為具有d行和d列的對稱矩陣 的第一相關(guān)性矩陣。在本實施例的解釋中，當設(shè)置有傳感器10的車輛操作在正常狀態(tài)中時， 第一輸出獲取單元110獲取對應(yīng)于由傳感器10輸出的第一輸出的第一相關(guān)性矩陣。
[0025] 第二輸出獲取單元120連接到多個傳感器10,并且計算和獲取指示在來自傳感器 10的第二輸出期間該多個傳感器10之間的相關(guān)性的第二相關(guān)性矩陣。第二輸出獲取單元 120還可以獲取存儲在檢測設(shè)備100中或者在外部存儲器設(shè)備中的第二相關(guān)性矩陣中的數(shù) 據(jù)。第二輸出獲取單元120還可以獲取由連接到該多個傳感器10的外部設(shè)備根據(jù)第二輸出 計算的第二相關(guān)性矩陣中的數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)。本實施例中的第二輸出為用作參考性信號的來 自傳感器10的輸出的輸出信號。
[0026] 優(yōu)選地，第二輸出獲取單元120獲取用于在行進時指定車輛是否正常操作的輸出 信號作為來自傳感器10的第二輸出（換而言之，測試周期期間的輸出信號）。備選地，第二輸 出獲取單元120可以獲取在不同于由第一輸出獲取單元110獲取第一輸出的時間段的預(yù)定 時間段期間的來自傳感器10的輸出作為第二輸出。
[0027] 第二輸出獲取單元120可以獲取包括對應(yīng)于該多個傳感器10當中的兩個傳感器10 的所有組合的元素的矩陣作為第二相關(guān)性矩陣，其中每個元素表示兩個傳感器10之間的相 關(guān)性。例如，當傳感器10的數(shù)量為d時，第二輸出獲取單元120獲取為具有d行和d列的對稱矩 陣的第二相關(guān)性矩陣。
[0028] 在本實施例的解釋中，第二輸出獲取單元120獲取在車輛的測試周期期間的對應(yīng) 于傳感器10輸出的第二輸出的第二相關(guān)性矩陣。換而言之，在本實施例中，在正常操作期間 獲取的第一信號用作參考性信號，在測試周期期間獲取的第二信號為比較性信號，以及基 于傳感器之間的相關(guān)性中的變化的傳感器輸出中的變化的檢測對應(yīng)于異常傳感器的檢測。 [0029]變化計算單元130連接到第一輸出獲取單元110和第二輸出獲取單元120,并且計 算表示第一相關(guān)性矩陣與第二相關(guān)性矩陣之間的變化程度的變化矩陣。變化計算單元130 可以基于第一相關(guān)性矩陣與第二相關(guān)性矩陣之間的差的絕對值來計算變化矩陣。在一個示 例中，變化計算單元130計算第一相關(guān)性矩陣與第二相關(guān)性矩陣之間的差的絕對值作為變 化矩陣。
[0030]指定單元140連接到變化計算單元130并且基于變化矩陣來指定不變傳感器的組 和/或變化傳感器的組。例如，指定單元140可以指定具有比其他傳感器的變化程度更大的 變化程度的傳感器的組，作為參照第一輸出與第二輸出之間的變化的變化傳感器的組。
[0031] 指定單元140還可以指定具有比其他傳感器的變化程度更小的變化程度的傳感器 的組，作為參照第一輸出與第二輸出之間的變化的不變傳感器的組。接著，指定