專利名稱：可拓檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種可拓檢測方法，屬于檢測方法的創(chuàng)新技術(shù)。
檢測技術(shù)是目前多種學(xué)科的關(guān)鍵技術(shù)，檢測中的難題有兩個(gè)一個(gè)是無法檢測的問題，一個(gè)是檢測精度提高的問題。信息無法檢測有兩種情況一種是不存在相應(yīng)的傳感器；另一種是在某種環(huán)境中無法應(yīng)用相應(yīng)傳感器。這兩種問題以傳統(tǒng)方法是難以解決的。
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)無法檢測信息的正常檢測及可提高檢測精度的可拓檢測方法。
本發(fā)明的檢測方法是利用待檢測事物自身的可測物元，通過可拓變換求出不可測物元的檢測方法。
本發(fā)明的檢測方法包括下列4個(gè)層次和環(huán)節(jié)物元檢測，物元變換，物元聚焦，物元顯形。
上述物元檢測是對(duì)事物的可測物元進(jìn)行檢測。
物元變換是對(duì)可測物元檢測出來的特征及量值進(jìn)行相關(guān)的變換，使之變換到目標(biāo)物元的特征及量值相應(yīng)的范圍。
上述物元聚焦是對(duì)可測物元的變換結(jié)果進(jìn)行濾波，以求出準(zhǔn)確的目標(biāo)物元的特征量值。
上述物元顯形是物元聚焦結(jié)果和實(shí)際不可測物元進(jìn)行評(píng)估的過程，最后得出檢測的可信度。
上述物元變換可為置換變換及傳導(dǎo)變換。
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體方法

圖1為本發(fā)明的原理框圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的檢測原理圖。
實(shí)施例
在實(shí)際中，對(duì)于同一個(gè)事物，它具有多種特征，有的特征量值是可以用傳感器檢測出來的，有的特征量值是不能用傳感器檢測出來的，故而在同一個(gè)事物中可以存在可測物元和不可測物元。
存在物元R＝(N，c，v)，其中N為事物，c為特征，v為特征量值；如果事物特征的量值可以用現(xiàn)存的傳感器檢測出來，則稱該物元R是可測物元。
存在n維物元RR=N,c1,v1c2,v2......cn,vn,]]>其中N為事物，ck，k＝1…n，為事物特征，vk，k＝1…n，為特征量值，如果特征的量值可以用現(xiàn)存的傳感器檢測出來，則稱該n維物元R為n維可測物元。
在檢測過程中，被檢測的物元稱為目標(biāo)物元。
目標(biāo)物元可以是可測物元，也可以是不可測物元。在可拓檢測中，目標(biāo)物元通常是不可測物元。
本發(fā)明的原理框圖如圖1所示，是利用待檢測事物自身的可測物元，通過可拓變換求出不可測物元的檢測方法。本發(fā)明的檢測方法包括下列4個(gè)層次和環(huán)節(jié)物元檢測，物元變換，物元聚焦，物元顯形。
物元檢測是對(duì)事物的可測物元進(jìn)行檢測，傳感器的檢測機(jī)制用D表示，則對(duì)物元R的檢測結(jié)果為v D(R)＝v在可拓檢測中，物元檢測一般需要對(duì)多個(gè)可測物元進(jìn)行檢測；或?qū)維可測物元進(jìn)行檢測，故有DR1v1R2=v2......Rnvn.]]>
物元變換是對(duì)事物的特征及量值進(jìn)行相關(guān)的變換。物元檢測出來的結(jié)果v具有特征的內(nèi)涵及量值的定義。物元變換過程則把其變換到目標(biāo)物元的特征及量值相應(yīng)的范圍。
在物元中，用另一事物代替原有事物，用另一特征代替原有特征，用另一量值代替原有量值的變換稱為物元的置換變換。
對(duì)于給定物元R0＝(N0，c0，v0)，事物置換變換記作TN0N0＝N或TN0R0＝TN0(N0，c0，v0)＝(N，c0，v0)特征置換變換記作TC0C0＝C或TC0R0＝TC0(N0，c0，v0)＝(N0，c，v0)量值置換變換記作TV0V0＝VTV0R0＝TV0(N0，c0，v0)＝(N0，c，v)在含有多維物元的事物中，對(duì)其中一個(gè)物元R0＝(N，c0，v0)的特征量值進(jìn)行變換Φ，從而有變換結(jié)果v0*，即ΦV0v0＝v0*或ΦR0R0＝(N，c0，v0*)則稱變換Φ為主動(dòng)變換。
在含有多維物元的一個(gè)事物R=R0R1...Rn=N,c0,v0c1v1......cnvn]]>中，不同的特征的量值之間有相關(guān)關(guān)系。對(duì)其中一個(gè)物元R0的特征量值進(jìn)行主動(dòng)變換，有ΦV0v0＝v0*同時(shí)會(huì)導(dǎo)致另一特征量值vn改變?yōu)関n*；并表示為Tφ=Tv0→vnR=N,c0,v0*c0,v1*......cn,vn*]]>則稱變換Tφ或Tv0→vn為傳導(dǎo)變換。
物元變換用T表示，在可拓檢測中通常表現(xiàn)為置換變換及傳導(dǎo)變換，對(duì)于事物的可測物元R=Nc1v1c2v2......cnvn]]>及不可測物元R*＝(N，c*，v*)進(jìn)行變換，則有Tcici＝c*， i＝1，2…n，TciViR＝(N，c*，vi*)i＝1…n。
物元聚焦是對(duì)n維可測物元的變換結(jié)果進(jìn)行濾波，以求出準(zhǔn)確的目標(biāo)物元的特征量值。
設(shè)U是目標(biāo)物元的特征量值的論域，在物元變換之后量值vi*，i＝1…n表現(xiàn)為論域中的不同值域，物元聚焦用F表示，其目的在于求出目標(biāo)物元的準(zhǔn)確特征量值v*。
v*＝F(v1*，v2*，…vn*)物元顯形是物元聚焦結(jié)果和實(shí)際不可測物元進(jìn)行評(píng)估的過程，最后得出檢測的可信度。
在一般的檢測技術(shù)中，總是希望把事物的某特定特征的量值檢測出來。當(dāng)某特定特征的量值無法檢測時(shí)，可拓檢測技術(shù)就通過對(duì)其它特征量值的檢測，進(jìn)而求取不可測特征量值的值。所以，可拓檢測技術(shù)需要考慮在一個(gè)事物中的n維物元之間的相關(guān)及變換問題。
一般有事物N，它有n個(gè)特征c1，c2，...，cn及相應(yīng)的量值v1，v2，...，vn，則有n維物元R=N,c1,v1c2,v2......cn,vn=R1R2...Rn]]>R1，R2，...，Rn中存在特征相關(guān)，故而有ci～(N)ci+1i＝1，2，...，n-1在n維物元中，假定Rn＝(N，cn，vn，)是不可測物元，但它是需測的目標(biāo)物元，而Rj＝(N，cj，vj，)，j＝1...p，p＜n是可測物元。只有得出Rn和Rj(j＝1…p)的相關(guān)關(guān)系，則Rn是可以求取的。
特征相關(guān)的意義是由量值來描述的。物元的受迫變換和制約變換是求取目標(biāo)物元的一個(gè)重要機(jī)制。
設(shè)存在主動(dòng)變換ΦjΦjRj=(e,e,Φj)Rj*(N,cj,vj,*),j=1...p]]>并存在對(duì)應(yīng)的受迫變換TΦjTΦjRj=(e,e,TΦj)Rn*(N,cn,vn*j),j=1...p]]>任何一個(gè)物元，它和Rn之間存在如下變換關(guān)系Rj,n=RjRR=N,cj,vjcn,vnj=1...p]]>令Tj=ΦjTφj]]>則有TjRj,n,=ΦjTΦjRj,n=ΦjRjTΦjTΦj=N,cj,vj,*cn,vn*j]]>其中vj，*，是主動(dòng)變換Φj后特征cj的量值，vn*j是受迫變換TΦj后特征cn的量值，j＝1...p在求取vj*量值時(shí)，可以把物元看成一個(gè)向量進(jìn)行處理，這時(shí)給出列向量(0，0，1)T則量值vj*求取如下vj*=ΦjRj(0,0,1)T=(N,cj,vj*)·(0,0,1)T]]>同理，有vn*j=TΦjRn·(0,0,1)T=(N,cn,vn*j)·(0,0,1)T]]>用M表示vj*和vn*j之間的關(guān)系，并表示為vn*j=M[vj*]]]>或vj*=M-1[vn*j]]]>當(dāng)目標(biāo)物元不存在受迫變換時(shí)，即有TΦjRn＝(e，e，TΦj)Rn＝(N，cn，vn)而主動(dòng)變換的結(jié)果受目標(biāo)物元特征量值的制約，這時(shí)稱為制約變換，并表示為ΦjRj=(e,e,Φj)Rj=(N,cj,vj*!vn!)]]>j＝1...p從而有TjRj,n=ΦjTΦjRj,n=ΦjRjTΦjRn=N,cj,vj*!vn!cn,vn]]>例如存在物元 在電路中加上不同電壓，則相當(dāng)于使電流進(jìn)行主動(dòng)變換，但這時(shí)不會(huì)引起電阻變化。相反，電阻的存在制約了主動(dòng)變換時(shí)的電流變化情況。
當(dāng)制約量按某種參數(shù)取變化值時(shí)，則稱其為動(dòng)態(tài)制約量。
例如，當(dāng)制約量vn是隨時(shí)間t變化的，則vn(t)稱動(dòng)態(tài)制約量。
對(duì)于制約變換，可簡化表示為ΦjRj=Φj(vj)=vj*!vn!]]>故對(duì)于動(dòng)態(tài)制約量vn(t)，有ΦjRj=Φj(vj)=vj*!vn(t)!]]>則有TjRj,n=ΦjRjTΦjRn=N,cj,vj*!vn(t)!cn,vn(t)]]>容易知道對(duì)應(yīng)于vn(t1)，vn(t2)...vn(tk)，則有vj*！vn(t1)！，vj*！vn(t2)！...vj*！vn(tk)！設(shè)vn(ti)和vj*！vn(ti)！之間不存在關(guān)系Mi，則有vn(ti)=Mi(vj*!vn(ti)!)]]>i＝1...k可測物元進(jìn)行檢測之后可通過變換指向不可測物元。對(duì)同一個(gè)事物，由于存有多特征的特點(diǎn)，故而不可測物元往往是同一個(gè)事物中的可測特征表征的。
物元聚焦關(guān)鍵是把干擾噪聲濾去，而求出準(zhǔn)確的目標(biāo)量值。
設(shè)vi，i＝1...p是通過對(duì)可測物元檢測及處理之后的p個(gè)目標(biāo)特征量值。它們屬于目標(biāo)特征量值論域Uvi∈U i＝1...p對(duì)于檢測結(jié)果，不可測物元的特征量值可用下式表示vn*j=M(vj*)]]>vn(ti)=Mi(vj*!vn(ti)!)i=1...k]]>設(shè)M＇是實(shí)際中的準(zhǔn)確關(guān)系，M可以通過實(shí)驗(yàn)或統(tǒng)計(jì)等方法求出。則有Δvn*j=M′(vj*)-M(vj*)]]>Δvn(ti)=Mi′(vj*!vn(ti)!)-Mi(vj*!vn(ti)!)]]>取A＝{(Δvn，y)/Δvn∈U，y＝K(Δvn)∈[∞，+∞]}為一可拓集合，則y＝k(Δvn)為關(guān)聯(lián)函數(shù)。用關(guān)聯(lián)函數(shù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行判別，并且取關(guān)聯(lián)函數(shù) 其中，β為判別精度，Δvn為檢測偏差。當(dāng)y＝K(Δvn)＞0時(shí)，則檢測結(jié)果vn是在給定精度β條件下可信的。
當(dāng)y＝K(Δvn)＝0時(shí)，則檢測結(jié)果vn是在給定精度β條件下臨界可信的。
當(dāng)y＝K(Δvn)＜0時(shí)，則檢測結(jié)果vn是在給定精度β條件下不可信的。最后檢測結(jié)果vn取vn＝vna+vnb其中vna=Σi(β-Δvni)vniΣi(β-Δvni)----Δvni>0]]>vnb=Σj(β+Δvnj)vnjΣj(β+Δvnj)----Δvnj<0]]>
在實(shí)際應(yīng)用中，不少物理量是不可測的，或者是環(huán)境條件令其不可測的。采用可拓檢測技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)有效的檢測。
例如在智能化的電飯煲中，一旦系統(tǒng)投入工作之后，計(jì)算機(jī)就自動(dòng)檢測煲內(nèi)的米量，以決定采用最佳工藝進(jìn)行煮飯過程。
電飯煲的結(jié)構(gòu)及環(huán)境使得無法采用質(zhì)量傳感器。所以，電飯煲內(nèi)的米量就成了不可測的量。
考慮米的物元有Rr1Rr1＝[米，質(zhì)量，x1kg]＝(N，c1，x1)而通過發(fā)散，則有 即有 從而有米的3維物元RRr=N,c1,v1Rr1c2,v2Rr2c3,v3Rr3]]>由于在電飯煲中是無法使用質(zhì)量傳感器和水量傳感器的，故Rr1，Rr3是不可測物元。但可以安裝溫度傳感器，所以Rr2是可測物元。
當(dāng)物元特征量值用多個(gè)量綱描述時(shí)，則每個(gè)量綱成為量綱分量；某一量綱的量值是恒定的，則稱恒值量綱分量。某一量綱的量值是變化的，則稱變值量綱分量。
在Rr2＝(N，c2，x2)中，x2是吸熱率J/kg.℃，是一個(gè)復(fù)合單位，則焦耳、公斤、度是其量綱分量，熱量、米量、溫度分別用H、m、Tm表示，則Rr2可表示為Rr2＝(N，c2，x2)＝(N，c2，x2(H，m，Tm))或Rr2＝(N，c2，x2)＝(N，c2，x2(x21，x22，x23))其中x21H，x22m，x23Tm符號(hào)表示等量綱。由于有X22m其量綱是kg，和x1的量綱同，故可視為x1X22m則有Rr2＝(N，c2，x2(x21，x1，X23))。
很明顯，特征元(c1，x1)和特征元(c2，X2(X21，x1，X23))都含有量綱x1，它是關(guān)于米量值相關(guān)的，即c1[N(x1)]＝f[c2(N(x1))]或c1～(N(x1))c2。如果取X21H的值是恒定的，則有恒值量綱H，則X21反映的量綱值是常數(shù)，故對(duì)X21不作為參量考慮，從而有Rr2＝(N，c2，x2(x1，X23))而Rr1＝(N，c1，x1)?？梢奟r1，Rr2是特征相關(guān)物元。
用$表示對(duì)Rr2進(jìn)行量綱分量值處理，則有$Rr2＝(e，e，$)Rr2＝$x2(x1，x23)設(shè)x1是未知的定值，則x23可求$x2(x1，x23)＝x23從而由x23可推出x1x23→x1Rr2反映的是吸熱性，從其量值關(guān)系可知有m∝HTm.]]>。
上式說明，當(dāng)熱量H為給定時(shí)，則上升的溫度和米量成反比。設(shè)電飯煲的功率為N，有
N＝IV，其中V為電飯煲所用電壓，I為內(nèi)部加熱絲的電流。
在給定時(shí)間t1內(nèi)，則有給定熱量Ht1Ht1＝g(IV)t1。其中g(shù)為電熱變換函數(shù)。從而可得米量m是溫度的函數(shù)，如圖2所示。在測得溫度Tm之后，則可得出米量m。
本發(fā)明是利用待檢測事物自身的可測物元，通過可拓變換求出不可測物元的檢測方法。其在思想方法和技術(shù)路線上和傳統(tǒng)檢測技術(shù)不同，這種檢測方法有著很好的前景，特別在解決不可測的問題有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，在檢測技術(shù)領(lǐng)域開辟了一種新的檢測途徑。本發(fā)明是一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)無法檢測信息的正常檢測及可提高檢測精度的可拓檢測方法。
權(quán)利要求
1.一種可拓檢測方法，其特征在于利用待檢測事物自身的可測物元，通過可拓變換求出不可測物元，從而解決不可測信息的檢測方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拓檢測方法，其特征在于上述它包括下列4個(gè)層次和環(huán)節(jié)物元檢測，物元變換，物元聚焦，物元顯形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拓檢測方法，其特征在于上述物元檢測是對(duì)事物的可測物元進(jìn)行檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拓檢測方法，其特征在于上述物元變換是對(duì)可測物元檢測出來的特征及量值進(jìn)行相關(guān)的變換，使之變換到目標(biāo)物元的特征及量值相應(yīng)的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拓檢測方法，其特征在于上述物元聚焦是對(duì)可測物元的變換結(jié)果進(jìn)行濾波，以求出準(zhǔn)確的目標(biāo)物元的特征量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可拓檢測方法，其特征在于上述物元顯形是物元聚焦結(jié)果和實(shí)際不可測物元進(jìn)行評(píng)估的過程，最后得出檢測的可信度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的可拓檢測方法，其特征在于上述物元變換可為置換變換及傳導(dǎo)變換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可拓檢測方法，其特征在于上述置換變換是用另一事物代替原有事物，用另一特征代替原有特征，用另一量值代替原有量值的變換。
全文摘要
本發(fā)明是一種檢測方法。本發(fā)明是利用待檢測事物自身的可測物元,通過可拓變換求出不可測物元的檢測方法。其在思想方法和技術(shù)路線上和傳統(tǒng)檢測技術(shù)不同,這種檢測方法有著很好的前景,特別在解決不可測的問題有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),在檢測技術(shù)領(lǐng)域開辟了一種新的檢測途徑。本發(fā)明是一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)無法檢測信息的正常檢測及可提高檢測精度的可拓檢測方法
文檔編號(hào)G01N33/00GK1373363SQ01107618
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2001年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月5日
發(fā)明者佘永權(quán) 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)