異常檢測裝置、異常檢測方法及計算機可讀取的存儲介質的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及異常檢測裝置、異常檢測方法及計算機可讀取的存儲介質，例如涉及 從利用A/D變換器進行數(shù)字變換后的信號檢測該信號中的異常的異常檢測技術。
【背景技術】
[0002] 從裝置維護的觀點來看，強烈希望檢測裝置內的運轉部的齒輪的磨損、驅動部的 動作不良的異常檢測技術。特別地，裝置內的運轉部由于聲音、振動、變形這樣的物理量導 致易于發(fā)生異常變化，因此，使用麥克風、振動傳感器、應變式傳感器這樣的傳感器來檢測 異常。但是，在例如這些傳感器中，即使在進行異常檢測的對象的運轉部附近配備傳感器， 對象的運轉部以外的信號混雜，大多難以以足夠的信號-噪音比（S/N比)對對象的信號進行 檢測。
[0003] 因此，需要從所得到的傳感器信號中僅提取對象的運轉部的信號的信號分離技 術。在存在多個對象的運轉部的情況下，需要從所得到的傳感器信號中分別提取各運轉部 的信號。
[0004] 至此，作為信號分離技術，主要研究了使用多個傳感器信號的分離技術。這些技術 是利用傳感器間的時間差或振幅差根據(jù)每個信號源而不同來分離信號的技術。作為代表性 的信號源分離技術，存在最小方差波束形成器法等自適應濾波器法。在該自適應濾波器法 中，可以使用僅通過對象的運轉部的信號而不通過其他信號的多個輸入型濾波器來分離聲 音。自適應濾波器法原理上能夠抑制來自傳感器元件數(shù)量-1個的信號源的信號。
[0005] 因此，作為信號源，在除了異常檢測的監(jiān)控對象的運轉部以外僅存在傳感器元件 數(shù)量-1個信號源的情況下，原理上能夠高精度地提取來自監(jiān)控對象的運轉部的信號。
[0006] 另一方面，已知，在存在多于傳感器元件數(shù)量-1個信號源的情況下，來自監(jiān)控對象 的運轉部的信號的提取精度劣化。但是，即使是以長時間看存在多于傳感器元件數(shù)量-1個 信號源的情況下，也并非總是從全部信號源發(fā)出信號。例如，在信號源為運轉部的情況下， 與裝置的動作模式對應地動作或者停止，因此，僅在動作的情況下從該信號源發(fā)出信號。
[0007] 因此，認為，即使是以長時間看存在多于傳感器元件數(shù)量-1個信號源的情況下，如 果以短時間看則大多是僅存在傳感器元件數(shù)量-1個以下的信號源。在利用該情況的現(xiàn)有的 自適應濾波器法中，具有如下結構，以高效地抑制各時間的信號源為目的，與時時刻刻得到 的傳感器信號相適應地使多個輸入型濾波器的形狀發(fā)生變化(參照非專利文獻1)。這樣，作 為提取監(jiān)控對象信號的技術，一般地，使用不斷改變?yōu)V波器的值以便與聲場環(huán)境的變化相 適應地高效地抑制各時刻的噪聲的自適應濾波器的噪聲抑制法。
[0008] 現(xiàn)有技術文獻
[0009] 非專利文獻
[0010] 非專利文獻I: L · J · Griffi th and C · W · Jim、"An alternative approach to linearly constrained adaptive beamforming、'，IEEE Trans.Anntenas Propagation、 vol·30、i·I、pp·27-34、Jan.~1982·

【發(fā)明內容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 然而，在非專利文獻1所公開的這樣的結構中，形狀的變化越急劇則追隨性能越劣 化。即使因聲音、振動不是IOkHz左右的取樣率，如果信號源的種類在至少數(shù)秒中未變化則 可以進行追隨，然而在信號源的種類以1秒以內極短時間的時間間隔進行變化的情況下，則 追隨困難。在自適應濾波器中，為了學習應當消失的噪聲的信息要有數(shù)秒的時間，因此，來 不及追隨于聲場環(huán)境以1秒以內的短時間進行變化的測量裝置的運轉音，無法成功抑制噪 聲。這與將被控制為以恒定周期重復進行相同動作的測量裝置為對象的情況是相同的。
[0013] 本發(fā)明是鑒于這樣的狀況而作出的，提供一種用于在被控制為以恒定周期重復進 行相同動作的測量裝置中，高效地抑制相對于聲場環(huán)境以短時間（例如，1秒以內）進行變化 的測量裝置的運轉音的噪聲，并提取監(jiān)控對象信號的技術。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 為了解決上述課題，發(fā)明人著眼于，在被控制為以恒定周期重復進行相同動作的 測量裝置中，運轉音的每頻率的音量是以控制周期的常數(shù)倍的周期重復相同模式的周期 音；以及運轉音以外的周圍的噪聲是與控制周期無關地存在的非周期音。并且，本發(fā)明中， 假設以控制周期的常數(shù)倍周期重復的周期音與非周期音混雜后的信號混合在傳感器信號 中，對各周期音、非周期音進行分離。并且，從分離后的周期音中提取經(jīng)由與監(jiān)控對象的運 轉音相同的傳遞處理而達到傳感器的成分，并針對提取出的成分進行異常檢測。
[0016] 也就是說，本發(fā)明的異常檢測裝置執(zhí)行學習處理和異常檢測處理。學習處理是，針 對音量以測量裝置的控制周期的常數(shù)倍變化的周期成分和與控制周期無關地變動的非周 期成分混雜的傳感器信號，使用控制周期的信息對傳感器信號執(zhí)行最大似然估計，由此，分 離周期成分和所述非周期成分，并計算以概率方式表示該分離出的周期成分的特征量的變 動的概率分布的處理。此外，異常檢測處理是，將在學習處理中使用的傳感器信號以外的傳 感器信號作為檢查對象，使用學習處理的結果檢測信號的異常的處理。
[0017] 與本發(fā)明相關的進一步特征，根據(jù)本說明書的描述、附圖而變得明確。此外，通過 要素及多種要素的組合、以及以下詳細的描述和附加的權利要求的范圍的形態(tài)而達成并實 現(xiàn)本發(fā)明的形態(tài)。
[0018] 需要理解，本說明書的記述只是典型的例示，沒有任何對本發(fā)明的權利要求的范 圍或應用例進行限定的意思。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠高精度地從來自各種運轉部的信號成分與來自裝置外部的噪聲 成分混合后的傳感器信號提取監(jiān)控對象運轉部的信號。
【附圖說明】
[0021] 圖1是表示設置本發(fā)明的異常檢測裝置的測量裝置的硬件結構例的圖。
[0022] 圖2是表示本發(fā)明實施方式的異常檢測裝置的概略結構的框圖。
[0023] 圖3是示意性圖示了由測量裝置的測量傳感器104收錄的信號的每個時間頻率的 成分的圖。
[0024]圖4是表示本發(fā)明實施方式的顯示畫面1400的結構例的圖。
[0025 ]圖5是表示初始設定畫面的結構例的圖。
[0026]圖6是用于說明本發(fā)明實施方式的異常檢測裝置的全體處理概要的流程圖。
[0027]圖7是表示本發(fā)明實施方式的異常檢測裝置所執(zhí)行的學習程序400的處理結構的 圖。
[0028]圖8是表示各周期成分和非周期成分的音量的推定例的圖。
[0029]圖9是表示周期成分統(tǒng)計量DB404的數(shù)據(jù)構造的圖。
[0030]圖10是表示在登記成分DB407中保持的各監(jiān)控對象運轉部的傳遞函數(shù)的數(shù)據(jù)構造 的圖。
[0031]圖11是表示要寫入到正常成分DB405中的、來自監(jiān)控對象運轉部的信號的數(shù)據(jù)表 結構的圖。
[0032]圖12是表示本發(fā)明實施方式的周期成分/非周期成分學習部403的細節(jié)的圖。
[0033]圖13是用于說明每頻率周期成分/非周期成分學習部802的處理細節(jié)的流程圖。 [0034]圖14是表示本發(fā)明實施方式的異常檢測裝置所執(zhí)行的異常檢測程序600的處理結 構的圖。
[0035]圖15是表示本發(fā)明實施方式的異常檢測裝置所執(zhí)行的異常檢測處理501的處理結 構的圖。
[0036]圖16是表示本發(fā)明實施方式的周期成分/非周期成分分離部502的細節(jié)的圖。
[0037]圖17是表示本發(fā)明實施方式的周期成分/非周期成分分離部502的變形例的圖。 [0038]圖18是用于說明每頻率的周期成分/非周期成分分離部902的處理細節(jié)的流程圖。 [0039]圖19是用于說明異常判定部503的處理細節(jié)的流程圖。
【具體實施方式】
[0040] 以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。附圖中，功能相同的要素有時以相同的編 號表示。此外，附圖表示了基于本發(fā)明的原理的具體的實施方式和實施例，然而這些是為了 本發(fā)明的理解，決不用于對本發(fā)明進行限定性解釋。
[0041] 本實施方式為了使本領域技術人員實施本發(fā)明而充分詳細地進行了說明，然而應 當理解為也可以采用其他的安裝/方式，可以不脫離本發(fā)明的技術思想范圍和精神地進行 結構/構造的變更或多種要素的替換。因此，不應對以下的記述進行限定于此解釋。
[0042] 此外，如后述，本發(fā)明的實施方式可利用在通用計算機上運行的軟件安裝，也可以 利用專用的硬件或軟件與硬件的組合而安裝。
[0043] 此外，在后述說明中，通過"表"形式說明本發(fā)明的信息，然而這些信息也可以不以 表的數(shù)據(jù)構造來表現(xiàn)，也可以以列表、DB、隊列等數(shù)據(jù)構造或其以外的形式表現(xiàn)。因此，為了 表示不依賴于數(shù)據(jù)構造，有時針對"表"、"列表"、"DB"、"隊列"等，簡稱為"信息"。
[0044]以下，將"中央處理裝置"（也稱為計算機、或處理器)作為主語(動作主體)來說明 本發(fā)明實施方式中的各處理，然而也可以以各種"程序"為動作主體來說明。此外，程序的一 部分或全部可以利用專用硬件實現(xiàn)，此外也可以模塊化。也可以通過程序分發(fā)服務器、存儲 介質在各計算機中安裝各種程序。
[0045]〈測量裝置的結構〉
[0046] 圖1是表示設置本發(fā)明實施方式的異常檢測裝置的測量裝置的硬件結構例的圖。
[0047] 測量裝置100包含旋轉臺101、由多個運轉部構成的運轉部102、監(jiān)控對象運轉部 103、測量用傳感器104。
[0048] 旋轉臺101對應于測量裝置的控制周期地進行動作，并以裝置的控制周期的常數(shù) 倍的恒定周期重復執(zhí)行相同動作。同樣地，運轉部102也以恒定周期動作。例如，以控制周期 的常數(shù)倍的恒定周期進行活塞運動。監(jiān)控對象運轉部103也同樣地以裝置的控制周期的常 數(shù)