一种利用小型化人工嗅觉系统进行车辆尾气检测的方法技术方案

一种利用小型化人工嗅觉系统进行车辆尾气检测的方法，属汽车尾气检测技术领域，本发明专利技术包括：1.建立实验室人工嗅觉系统用于车辆尾气检测的两种精准识别模型(Mean

【技术实现步骤摘要】
一种利用小型化人工嗅觉系统进行车辆尾气检测的方法


[0001]本专利技术属汽车尾气检测
，具体涉及一种利用小型化人工嗅觉系统进行车辆尾气检测的方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济和生活水平不断提高，人们对出行方式也有了更高的要求，从而私家车数量越来越多。然而，日益增长的机动车数量不仅会造成城市生活压力，更会造成严重的空气污染，据2019年生态环境相关部门发布的全国移动资源环境管理情况显示，机动车辆等移动污染源已成为我国大气污染的主要源头，移动源污染防治的重要性日益凸显。
[0003]车辆尾气中含有上百种有害物质和大量的温室气体，主要成分包含一氧化碳CO、氮氧化合物NOx、碳氢化合物HC和二氧化硫SO2、铅和酸类合物等。这些尾气中的气体和污染物不仅会对生态环境造成危害，还会损害人类的身心健康。对于生态环境而言，汽油燃烧过程中释放的氮氧化物等污染物是全球变暖的罪魁祸首；对于人类而言，在健康方面，长期吸入机动车排放的污染物会对人体细胞造成伤害，降低人体免疫力，容易引起呼吸道和心血管疾病，在某些情况下，机动车排放的污染物很容易转换。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用小型化人工嗅觉系统进行车辆尾气检测的方法，其特征在于包括下列步骤：1.1)配备实验室人工嗅觉系统(A)：实验室人工嗅觉系统A由空气进气管Ⅰ(1)、样气进气管Ⅰ(2)、三通阀Ⅰ(3)、气体连接管Ⅰ(4)、气泵Ⅰ(5)、流量计Ⅰ(6)、采样腔室Ⅰ(7)、N个气体传感器阵列Ⅰ(8)、出气管Ⅰ(9)、连接线Ⅰ(10)、调节电路板Ⅰ(11)、模数转换器Ⅰ(12)和USB接口Ⅰ(13)组成；其中三通阀Ⅰ(3)、气泵Ⅰ(5)、流量计Ⅰ(6)和采样腔室Ⅰ(7)自左至右顺序排列，调节电路板Ⅰ(11)和模数转换器Ⅰ(12)位于采样腔室Ⅰ(7)下方；三通阀Ⅰ(3)出气口经连接管Ⅰ(4)与气泵Ⅰ(5)入口连接，气泵Ⅰ(5)出气口与流量计Ⅰ(6)入口连接；流量计Ⅰ(6)出口与采样腔室Ⅰ(7)入口连接；N个气体传感器阵列Ⅰ(8)在同一平面上均匀排布并固定在采样腔室Ⅰ(7)内，且经调节电路板Ⅰ(11)与模数转换器Ⅰ(12)连接，模数转换器Ⅰ(12)上设有USB接口Ⅰ(13)；空气进气管Ⅰ(1)通新鲜空气，样气进气管Ⅰ(2)入口与待测气体存放的气袋连接，新鲜空气和检测后的气体均由出气管Ⅰ(9)排出；模数转换器Ⅰ(12)采集的气体信息数据通过USB接口Ⅰ(13)与电脑端连接；调节电路板Ⅰ(11)和模数转换器Ⅰ(12)均采用N通路装置；1.2)车辆尾气可能出现的气体信息分类和获取，包括下列步骤：1.2.1)根据车辆的实际应用场景，可将不同发动机、不用工况下排放的尾气进行分类，分别记为G1、G2、
……
Gn；1.2.2)将不同发动机、不用工况下排放的尾气G1、G2、
……
Gn，用气体采集袋进行收集；1.2.3)人工嗅觉系统A的采样频率设置为50Hz；每次采样分为基线数据采集、气体样本数据采集和传感器阵列清洗三个阶段，采样时间分别设置为T1、T2和T3，总采样时间记为T；1.2.4)将G1、G2、
……
Gn气体采集袋依次与实验室人工嗅觉系统(A)的样气进气管(2)入口连接进行气体采样；采样流程如下：首先将三通阀(3)调节至空气进气管(1)为进气口，由气泵(5)将新鲜空气吹扫至采样腔室(7)内进行基线数据采集，时间为T1；然后将三通阀(3)调整至样气进气管(2)为进气口，由气泵(5)将样本气体吹扫至采样腔室(7)内，吹扫过程中，实验室人工嗅觉系统(A)进行采样获取气体样本数据，时间为T2；最后，由气泵(5)将新鲜空气吹扫至采样腔室(7)内进行传感器阵列清洗，清洗过程中不采集数据，时间为T3；将由G1、G2、
……
Gn得到的气体样本数据分别记为：G1样本、G2样本、
……
Gn样本；1.3)利用步骤1.2.4采集的气体样本数据，进行车辆尾气检测识别算法模型训练，包括下列步骤：1.3.1)对获取的气体样本数据进行预处理，包括下列步骤：1.3.1.1)对N个气体传感器阵列Ⅰ3获得的原始数据进行z
‑
score标准化；1.3.1.2)使用10Hz的FFT滤波器，对标准化处理后的数据进行去噪处理；1.3.1.3)用去噪后的数据值减去前T1秒数据的平均值，获得基线处理后的数据，记为di，其中：i＝1、2、3
…
50(T1+T2)；将预处理后的气体样本数据分别记为：g1样本、g2样本、
……
gn样本；1.3.2)提取每个气体样本的平均值特征Fmean，提取公式为：最大值特征Fmax，提取公式为：Fmax＝max{d
i
，i＝1，2，...，50(T1+T2)}
1.3.3)根据每个气体样本集提取的平均和最大特征值，分别对随机森林进行训练，获得随机森林模型，记为Mean
‑
RF
N
和Max
‑
RF
N
；1.4)利用随机森林递归特征消除结合交叉验证
‑‑‑
RF
‑
RFE特征选择算法，进行传感器阵列优化，实现人工嗅觉系统小型...

【专利技术属性】
技术研发人员：常志勇，靳宏杨，姚宗伟，徐琳，翁小辉，宋成鑫，郭丽，佟金，陈东辉，任丽丽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：