【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及异常检测，特别是涉及一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法。
技术介绍
1、无人飞行器在起飞和着陆滑跑过程中，其加减速易受到外界因素以及无人飞行器内部各子系统异常/故障的影响，从而导致起飞及着陆效果未按照预期运行。因此，准确检测无人飞行器在地面滑跑时的加减速则可以判断滑跑阶段无人飞行器是否正常起飞和降落。当前针对无人飞行器的滑跑加减速异常检测这一问题，所采用的方法通常是典型时间序列预测方法，包括自回归模型、支持向量回归和长短时记忆网络(long short-termmemory，lstm)等。这类方法依赖于特征数据之间的关联性，当发生未改变参数关联性的异常时，该方法无法有效检测相关异常。同时这些方法的复杂性较高，部分方法难以满足实时应用需求。
2、现有技术中，提出了公开号为cn109425754a，公开日为2019年03月05日的中国专利技术专利文件，该专利文献所公开的技术方案如下：一种判断无人机减速异常的方法，所述方法包括地速求解器、减速度求解器、减速度异常判断器三个模块，通过即时计算地速，并通过比较相邻时间点的地速的差值来判断无人机是否出现减速异常。
3、上述技术方案在实际使用过程中，会出现以下问题：需要通过地速求解器、减速度求解器得到减速度，过程繁琐，同时所述减速异常判断器，是当减速度值小于设定的安全阀值时判为减速异常，该安全阀值是根据专家经验得到的，准确率较低。并且该技术方案只能判断无人机减速异常。
技术实现思路
1、为解决
2、本专利技术是通过采用下述技术方案实现的：
3、一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，包括以下步骤：
4、步骤s1.获得正常滑跑时的地速数据，并对该地速数据进行预处理，使得所有地速数据的初始时标相同，且长度相等；
5、步骤s2.构建异常检测模型，使用拉依达准则对各阶段每个时刻的地速建立包络，计算得到该异常检测模型的上下包络；
6、步骤s3.检查传感器采集的地速数据是否在包络范围内，若是，即该时刻地速为正常状态，若超出包络范围，则该时刻地速是异常状态。
7、所述步骤s1中，对该地速数据进行预处理具体指：将该地速数据的起始点时标对齐，并进行数据舍弃。
8、将该地速数据的起始点时标对齐具体指：将所有试飞数据的起始点对齐，所有地速数据的对齐点是进入起飞滑跑速度开始上升或着陆滑跑的起始点，将该点设置为零时刻点。
9、所述数据舍弃具体指：以最短时间长度的数据为基准，将其他数据组大于此时间的数据进行舍弃。
10、所述步骤s2具体包括以下步骤：
11、步骤s21.使用拉依达准则对各阶段每个时刻的地速建立包络，即对每个时刻的地速计算均值和标准差，并为其设定偏差范围计算均值μ和标准差σ：
12、
13、
14、式中，μ表示某个时刻飞控地速的均值；σ表示某个时刻飞控地速的标准差；ai表示某个时刻第i个架次的飞控地速；n表示用于训练模型的飞行架次数；
15、步骤s22.根据置信度，选择均值加减三倍标准差获得上下限包络，即采用μ-3σ作为异常检测模型包络的下包络，μ+3σ作为异常检测模型包络的上包络。
16、所述步骤s2还包括步骤s23：为其余滑跑时间大于最短滑跑时间的部分重新建立包络，使用向外插值的方法延长包络范围。
17、所述步骤s23具体指：建立包络的解析式：
18、
19、式中，a与是通过最小二乘法对已生成的包络进行线性拟合得到，分别由以下方法计算得到：
20、
21、
22、式中，n表示通过拉依达准则确定的包络的时间长度，xi和yi分别是每个点的横纵坐标。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：
24、1、本专利技术中，通过给飞控地速设置包络，当飞控地速超出所设置的包络时，判加减速异常，可以检测起飞滑跑加速特性异常和着陆滑跑减速特性异常，检测更加全面。并且，本专利技术直接使用的是飞参数据中的飞控地速，无需求解地速，检测方法更加简洁。
25、经过验证，本专利技术所提供的基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法的起飞滑跑加速异常检测模型和着陆滑跑减速异常检测模型的异常检测性能的准确率均超过90％，检测效果非常好。
26、2、本专利技术中，所设置的包络是通过拉伊达准则和外插的方法获取得到，和常规的专家经验相比，便于提高检测方法的准确率。
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1.一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：所述步骤S1中，对该地速数据进行预处理具体指：将该地速数据的起始点时标对齐，并进行数据舍弃。
3.根据权利要求2所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：将该地速数据的起始点时标对齐具体指：将所有试飞数据的起始点对齐，所有地速数据的对齐点是进入起飞滑跑速度开始上升或着陆滑跑的起始点，将该点设置为零时刻点。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：所述数据舍弃具体指：以最短时间长度的数据为基准，将其他数据组大于此时间的数据进行舍弃。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：所述步骤S2还包括步骤S23：为其余滑
7.根据权利要求6所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：所述步骤S23具体指：建立包络的解析式：
...【技术特征摘要】
1.一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：所述步骤s1中，对该地速数据进行预处理具体指：将该地速数据的起始点时标对齐，并进行数据舍弃。
3.根据权利要求2所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加减速异常检测方法，其特征在于：将该地速数据的起始点时标对齐具体指：将所有试飞数据的起始点对齐，所有地速数据的对齐点是进入起飞滑跑速度开始上升或着陆滑跑的起始点，将该点设置为零时刻点。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于数据包络的无人飞行器滑跑加...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱婷，刘涛，黄祥，李涛，夏生林，高强，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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