[发明专利]确定活动装置上的流体环境信息传感器的安装位置的方法

说明书

本发明公开了确定活动装置上的流体环境信息传感器的安装位置的方法，包括：步骤1：确定活动装置上用于安装L组流体环境信息传感器的L组备选安装位置，并且进行仿真，以获取L组备选安装位置上的L组时域仿真环境数据T；步骤2：对L组时域仿真环境数据T进行时域统计和/或变换，构造K乘L维的特征数据矩阵F，并将特征数据矩阵F作为位置选择矩阵S，其中，K为对每组时域仿真环境数据进行时域统计或变换所提取到的不同特征的总维数；步骤3：将位置选择矩阵S中的列范数最大的O列对应的O组备选安装位置选为选定安装位置。能够使用较少的传感器来获得较好的监测结果。

技术领域

本发明涉及流体环境信息采集领域。更具体地，本发明涉及确定活动装置上的流体环境信息传感器的安装位置的方法。

背景技术

在工程领域中，通常需要利用传感器对周围的流体环境的信息进行监测。比如，在矿井作业时需要对通风情况进行监测，在航空或航海时需要对气流或水流情况进行监测。

在进行流体环境信息监测时通常都要使用传感器。因此，如何对传感器的布局进行优化，从而提高传感器的利用效率，就成为了人们的一个重要研究方向。

贾云飞、张涛和邢娟在其论文“基于FLUENT对涡街流量传感器流场仿真及特性研究”中公开了利用FLUENT仿真来确定最佳检测位置的方法，所公开的方法通过测量距离间隔为d的八个检测的时域信号强度，并将所测量到的每个检测点上周期变化的时域信号强度进行FFT变换得到频域信号，从而根据频域信号确定一个最佳的信号检测点位置。

王翰锋在其论文“基于Fluent巷道断面平均风速点定位监测模拟研究”中公开了一种传感器位置的确定方法，该方法利用FLUENT针对不同的矿井巷道模型进行仿真，以获取不同类型的巷道的断面中轴线上与平均风速相等的点的相对位置，并且利用仿真得到的相对位置关系确定在实际巷道中安装的传感器的位置。

然而，上述技术方案都是基于仿真数据确定一个与地面位置相对固定的传感器的最佳安装位置的方案。考虑到某些情况下需要使用位于不同位置的较多的传感器才能确定诸如机器鱼等的活动装置周围的流体环境信息，所以需要一种技术方案来解决如何确定活动装置上的多个传感器的最佳安装位置的问题，从而使用较少的传感器来获得较好的监测结果。

另外，诸如机器鱼等的活动装置可能经历不同工况的流体环境，因此，也需要提出兼顾不同工况的多个传感器的最佳安装位置的技术方案。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的确定活动装置上的流体环境信息传感器的安装位置的方法，其特征在于，包括：

步骤1：确定活动装置上用于安装L组流体环境信息传感器的L组备选安装位置，并且进行仿真，以获取L组备选安装位置上的L组时域仿真环境数据T；

步骤2：对L组时域仿真环境数据T进行时域统计和/或变换，构造K乘L维的特征数据矩阵F，并将特征数据矩阵F作为位置选择矩阵S，其中，K为对每组时域仿真环境数据进行时域统计或变换所提取到的不同特征的总维数；

步骤3：将位置选择矩阵S中的列范数最大的O列对应的O组备选安装位置选为选定安装位置。

根据本发明的确定活动装置上的流体环境信息传感器的安装位置的方法，其特征在于，在步骤1之前还包括：

步骤1’：确定活动装置的工况的数目M；当M大于1时，其步骤1和步骤2分别为：

步骤1M：确定活动装置上用于安装L组流体环境信息传感器的L组备选安装位置，并且进行仿真，以获取M种工况下的L组备选安装位置上的L乘M组时域仿真环境数据T；

步骤2M：对M种工况下的L乘M组时域仿真环境数据进行时域统计和/或变换，构造K乘L乘M维的特征数据矩阵F；