浙江工业大学杨旭升获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江工业大学申请的专利一种基于IMU的工程车辆运行状态监测方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117171506B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311106249.6,技术领域涉及:G06F18/00;该发明授权一种基于IMU的工程车辆运行状态监测方法及装置是由杨旭升;齐钰;傅荣鹏;张文安;陈戗;季华设计研发完成,并于2023-08-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于IMU的工程车辆运行状态监测方法及装置在说明书摘要公布了:一种基于IMU的工程车辆运行状态监测方法及装置,其方法包括:首先对数据进行预处理,然后提取多种车型多个区分度较高的特征值;针对多特征值进行特征值分析,自动寻找适应该车型的特征值,再进行机器学习分类,从而达到识别多种车型以及对环境变化鲁棒性的目的。该装置包括数据采集模块、人机交互模块、算法模块和网络传输模块。该方法和装置能有效解决适用车型少识别率低等问题。本发明能统计工程作业车辆工时,以便于准确地进行工资结算;可实时监测驾驶时间,判断驾驶员是否长时间驾驶,保证运输安全;本发明提供的车辆状态可对车辆定位进行辅助修正。
本发明授权一种基于IMU的工程车辆运行状态监测方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种基于IMU的工程车辆运行状态监测方法,包括以下步骤: 步骤1建立SVM分类器模型,并利用历史数据进行模型训练;采用时间序列交叉验证方法进行识别效果验证,如验证后模型的精确度和准确率未满足设定要求则继续训练模型,直达满足为止; 步骤2读取IMU数据,并对IMU实时采集到的x、y、z轴加速度数据进行插值和滤波预处理; 步骤3根据三轴加速度方差判断当前是否为静止态,若是则进行安装角度标定,否则等待静止态出现;进而,在计算安装角度后,将设备坐标系转换到车体坐标系并存储标定安装角度; 步骤4对坐标系转换后的z轴加速度数据进行时域与频域的多特征值提取,并构成特征向量;采用Z-score归一化方法对所提取的的特征向量进行归一化处理,并对归一化的特征向量进行主成分分析,提取出车辆三维特征向量;具体包括:将转换后的作为车辆震动数据,选取一定窗口数据,进行该窗口的震动数据特征值提取,设,则当前时刻采样为,上一时刻采样为,计算数据时域特征梯度和梯度方差: 11 12 其中,N为窗口长度;将窗口内数据划分为t份,使用第一份数据作为参照数据,计算第一份数据与其他数据的相关系数,求出最大值作为该窗口数据的相关系数值,设窗口数据为,分窗口数据为,其中N与t根据实际情况取值,公式如下: 13 14 在时域特征值计算完成后计算频域特征值,首先利用快速傅里叶变换FFT将时域信号转化为频域信号,然后将频谱转为能量谱,计算谱最大值即为基频;之后进行频谱信噪比的求取,设频谱函数为,为频率,采样频率为,信噪比为,则计算公式如下: 15 设高低频能量比为,计算公式如下: 16 其中为频谱函数,为频率,为基频,为采样频率; 在所有特征值计算完成后将特征值进行归一化处理,采用Z-score归一化方法来进行归一化处理,设为原始特征向量,是特征向量的标准差,为特征向量的特征值个数;其计算公式如下: 17 对归一化后的特征向量进行主成分分析,计算各个特征向量组成的协方差矩阵,寻找协方差矩阵特征值最大的三组特征向量作为分类器的输入特征向量; 步骤5使用训练好的SVM分类器来进行实时车辆状态识别,对实时识别结果进行逻辑滤波;进而,对最终识别情况进行统计,计算车辆运行时间; 步骤6将状态识别情况与统计结果上传远程终端,同时显示屏显示当前车辆总运行时长与车辆持续运行时长。
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