可拓检测方法

专利名称：可拓检测方法
技术领域：
本发明是一种可拓检测方法，属于检测方法的创新技术。
检测技术是目前多种学科的关键技术，检测中的难题有两个一个是无法检测的问题，一个是检测精度提高的问题。信息无法检测有两种情况一种是不存在相应的传感器；另一种是在某种环境中无法应用相应传感器。这两种问题以传统方法是难以解决的。
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可实现对无法检测信息的正常检测及可提高检测精度的可拓检测方法。
本发明的检测方法是利用待检测事物自身的可测物元，通过可拓变换求出不可测物元的检测方法。
本发明的检测方法包括下列4个层次和环节物元检测，物元变换，物元聚焦，物元显形。
上述物元检测是对事物的可测物元进行检测。
物元变换是对可测物元检测出来的特征及量值进行相关的变换，使之变换到目标物元的特征及量值相应的范围。
上述物元聚焦是对可测物元的变换结果进行滤波，以求出准确的目标物元的特征量值。
上述物元显形是物元聚焦结果和实际不可测物元进行评估的过程，最后得出检测的可信度。
上述物元变换可为置换变换及传导变换。
下面结合实施例详细说明本发明的具体方法

图1为本发明的原理框图；图2为本发明实施例的检测原理图。
实施例
在实际中，对于同一个事物，它具有多种特征，有的特征量值是可以用传感器检测出来的，有的特征量值是不能用传感器检测出来的，故而在同一个事物中可以存在可测物元和不可测物元。
存在物元R＝(N，c，v)，其中N为事物，c为特征，v为特征量值；如果事物特征的量值可以用现存的传感器检测出来，则称该物元R是可测物元。
存在n维物元RR=N,c1,v1c2,v2......cn,vn,]]>其中N为事物，ck，k＝1…n，为事物特征，vk，k＝1…n，为特征量值，如果特征的量值可以用现存的传感器检测出来，则称该n维物元R为n维可测物元。
在检测过程中，被检测的物元称为目标物元。
目标物元可以是可测物元，也可以是不可测物元。在可拓检测中，目标物元通常是不可测物元。
本发明的原理框图如图1所示，是利用待检测事物自身的可测物元，通过可拓变换求出不可测物元的检测方法。本发明的检测方法包括下列4个层次和环节物元检测，物元变换，物元聚焦，物元显形。
物元检测是对事物的可测物元进行检测，传感器的检测机制用D表示，则对物元R的检测结果为v D(R)＝v在可拓检测中，物元检测一般需要对多个可测物元进行检测；或对n维可测物元进行检测，故有DR1v1R2=v2......Rnvn.]]>
物元变换是对事物的特征及量值进行相关的变换。物元检测出来的结果v具有特征的内涵及量值的定义。物元变换过程则把其变换到目标物元的特征及量值相应的范围。
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变换称为物元的置换变换。
对于给定物元R0＝(N0，c0，v0)，事物置换变换记作TN0N0＝N或TN0R0＝TN0(N0，c0，v0)＝(N，c0，v0)特征置换变换记作TC0C0＝C或TC0R0＝TC0(N0，c0，v0)＝(N0，c，v0)量值置换变换记作TV0V0＝VTV0R0＝TV0(N0，c0，v0)＝(N0，c，v)在含有多维物元的事物中，对其中一个物元R0＝(N，c0，v0)的特征量值进行变换Φ，从而有变换结果v0*，即ΦV0v0＝v0*或ΦR0R0＝(N，c0，v0*)则称变换Φ为主动变换。
在含有多维物元的一个事物R=R0R1...Rn=N,c0,v0c1v1......cnvn]]>中，不同的特征的量值之间有相关关系。对其中一个物元R0的特征量值进行主动变换，有ΦV0v0＝v0*同时会导致另一特征量值vn改变为vn*；并表示为Tφ=Tv0→vnR=N,c0,v0*c0,v1*......cn,vn*]]>则称变换Tφ或Tv0→vn为传导变换。
物元变换用T表示，在可拓检测中通常表现为置换变换及传导变换，对于事物的可测物元R=Nc1v1c2v2......cnvn]]>及不可测物元R*＝(N，c*，v*)进行变换，则有Tcici＝c*， i＝1，2…n，TciViR＝(N，c*，vi*)i＝1…n。
物元聚焦是对n维可测物元的变换结果进行滤波，以求出准确的目标物元的特征量值。
设U是目标物元的特征量值的论域，在物元变换之后量值vi*，i＝1…n表现为论域中的不同值域，物元聚焦用F表示，其目的在于求出目标物元的准确特征量值v*。
v*＝F(v1*，v2*，…vn*)物元显形是物元聚焦结果和实际不可测物元进行评估的过程，最后得出检测的可信度。
在一般的检测技术中，总是希望把事物的某特定特征的量值检测出来。当某特定特征的量值无法检测时，可拓检测技术就通过对其它特征量值的检测，进而求取不可测特征量值的值。所以，可拓检测技术需要考虑在一个事物中的n维物元之间的相关及变换问题。
一般有事物N，它有n个特征c1，c2，...，cn及相应的量值v1，v2，...，vn，则有n维物元R=N,c1,v1c2,v2......cn,vn=R1R2...Rn]]>R1，R2，...，Rn中存在特征相关，故而有ci～(N)ci+1i＝1，2，...，n-1在n维物元中，假定Rn＝(N，cn，vn，)是不可测物元，但它是需测的目标物元，而Rj＝(N，cj，vj，)，j＝1...p，p＜n是可测物元。只有得出Rn和Rj(j＝1…p)的相关关系，则Rn是可以求取的。
特征相关的意义是由量值来描述的。物元的受迫变换和制约变换是求取目标物元的一个重要机制。
设存在主动变换ΦjΦjRj=(e,e,Φj)Rj*(N,cj,vj,*),j=1...p]]>并存在对应的受迫变换TΦjTΦjRj=(e,e,TΦj)Rn*(N,cn,vn*j),j=1...p]]>任何一个物元，它和Rn之间存在如下变换关系Rj,n=RjRR=N,cj,vjcn,vnj=1...p]]>令Tj=ΦjTφj]]>则有TjRj,n,=ΦjTΦjRj,n=ΦjRjTΦjTΦj=N,cj,vj,*cn,vn*j]]>其中vj，*，是主动变换Φj后特征cj的量值，vn*j是受迫变换TΦj后特征cn的量值，j＝1...p在求取vj*量值时，可以把物元看成一个向量进行处理，这时给出列向量(0，0，1)T则量值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之间的关系，并表示为vn*j=M[vj*]]]>或vj*=M-1[vn*j]]]>当目标物元不存在受迫变换时，即有TΦjRn＝(e，e，TΦj)Rn＝(N，cn，vn)而主动变换的结果受目标物元特征量值的制约，这时称为制约变换，并表示为ΦjRj=(e,e,Φj)Rj=(N,cj,vj*!vn!)]]>j＝1...p从而有TjRj,n=ΦjTΦjRj,n=ΦjRjTΦjRn=N,cj,vj*!vn!cn,vn]]>例如存在物元 在电路中加上不同电压，则相当于使电流进行主动变换，但这时不会引起电阻变化。相反，电阻的存在制约了主动变换时的电流变化情况。
当制约量按某种参数取变化值时，则称其为动态制约量。
例如，当制约量vn是随时间t变化的，则vn(t)称动态制约量。
对于制约变换，可简化表示为ΦjRj=Φj(vj)=vj*!vn!]]>故对于动态制约量vn(t)，有ΦjRj=Φj(vj)=vj*!vn(t)!]]>则有TjRj,n=ΦjRjTΦjRn=N,cj,vj*!vn(t)!cn,vn(t)]]>容易知道对应于vn(t1)，vn(t2)...vn(tk)，则有vj*！vn(t1)！，vj*！vn(t2)！...vj*！vn(tk)！设vn(ti)和vj*！vn(ti)！之间不存在关系Mi，则有vn(ti)=Mi(vj*!vn(ti)!)]]>i＝1...k可测物元进行检测之后可通过变换指向不可测物元。对同一个事物，由于存有多特征的特点，故而不可测物元往往是同一个事物中的可测特征表征的。
物元聚焦关键是把干扰噪声滤去，而求出准确的目标量值。
设vi，i＝1...p是通过对可测物元检测及处理之后的p个目标特征量值。它们属于目标特征量值论域Uvi∈U i＝1...p对于检测结果，不可测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]]>设M＇是实际中的准确关系，M可以通过实验或统计等方法求出。则有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)∈[∞，+∞]}为一可拓集合，则y＝k(Δvn)为关联函数。用关联函数对结果进行判别，并且取关联函数 其中，β为判别精度，Δvn为检测偏差。当y＝K(Δvn)＞0时，则检测结果vn是在给定精度β条件下可信的。
当y＝K(Δvn)＝0时，则检测结果vn是在给定精度β条件下临界可信的。
当y＝K(Δvn)＜0时，则检测结果vn是在给定精度β条件下不可信的。最后检测结果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]]>
在实际应用中，不少物理量是不可测的，或者是环境条件令其不可测的。采用可拓检测技术则可以实现有效的检测。
例如在智能化的电饭煲中，一旦系统投入工作之后，计算机就自动检测煲内的米量，以决定采用最佳工艺进行煮饭过程。
电饭煲的结构及环境使得无法采用质量传感器。所以，电饭煲内的米量就成了不可测的量。
考虑米的物元有Rr1Rr1＝[米，质量，x1kg]＝(N，c1，x1)而通过发散，则有 即有 从而有米的3维物元RRr=N,c1,v1Rr1c2,v2Rr2c3,v3Rr3]]>由于在电饭煲中是无法使用质量传感器和水量传感器的，故Rr1，Rr3是不可测物元。但可以安装温度传感器，所以Rr2是可测物元。
当物元特征量值用多个量纲描述时，则每个量纲成为量纲分量；某一量纲的量值是恒定的，则称恒值量纲分量。某一量纲的量值是变化的，则称变值量纲分量。
在Rr2＝(N，c2，x2)中，x2是吸热率J/kg.℃，是一个复合单位，则焦耳、公斤、度是其量纲分量，热量、米量、温度分别用H、m、Tm表示，则Rr2可表示为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符号表示等量纲。由于有X22m其量纲是kg，和x1的量纲同，故可视为x1X22m则有Rr2＝(N，c2，x2(x21，x1，X23))。
很明显，特征元(c1，x1)和特征元(c2，X2(X21，x1，X23))都含有量纲x1，它是关于米量值相关的，即c1[N(x1)]＝f[c2(N(x1))]或c1～(N(x1))c2。如果取X21H的值是恒定的，则有恒值量纲H，则X21反映的量纲值是常数，故对X21不作为参量考虑，从而有Rr2＝(N，c2，x2(x1，X23))而Rr1＝(N，c1，x1)。可见Rr1，Rr2是特征相关物元。
用$表示对Rr2进行量纲分量值处理，则有$Rr2＝(e，e，$)Rr2＝$x2(x1，x23)设x1是未知的定值，则x23可求$x2(x1，x23)＝x23从而由x23可推出x1x23→x1Rr2反映的是吸热性，从其量值关系可知有m∝HTm.]]>。
上式说明，当热量H为给定时，则上升的温度和米量成反比。设电饭煲的功率为N，有
N＝IV，其中V为电饭煲所用电压，I为内部加热丝的电流。
在给定时间t1内，则有给定热量Ht1Ht1＝g(IV)t1。其中g为电热变换函数。从而可得米量m是温度的函数，如图2所示。在测得温度Tm之后，则可得出米量m。
本发明是利用待检测事物自身的可测物元，通过可拓变换求出不可测物元的检测方法。其在思想方法和技术路线上和传统检测技术不同，这种检测方法有着很好的前景，特别在解决不可测的问题有着得天独厚的优势，在检测技术领域开辟了一种新的检测途径。本发明是一种可实现对无法检测信息的正常检测及可提高检测精度的可拓检测方法。
权利要求
1.一种可拓检测方法，其特征在于利用待检测事物自身的可测物元，通过可拓变换求出不可测物元，从而解决不可测信息的检测方法。
2.根据权利要求1所述的可拓检测方法，其特征在于上述它包括下列4个层次和环节物元检测，物元变换，物元聚焦，物元显形。
3.根据权利要求1所述的可拓检测方法，其特征在于上述物元检测是对事物的可测物元进行检测。
4.根据权利要求1所述的可拓检测方法，其特征在于上述物元变换是对可测物元检测出来的特征及量值进行相关的变换，使之变换到目标物元的特征及量值相应的范围。
5.根据权利要求1所述的可拓检测方法，其特征在于上述物元聚焦是对可测物元的变换结果进行滤波，以求出准确的目标物元的特征量值。
6.根据权利要求5所述的可拓检测方法，其特征在于上述物元显形是物元聚焦结果和实际不可测物元进行评估的过程，最后得出检测的可信度。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的可拓检测方法，其特征在于上述物元变换可为置换变换及传导变换。
8.根据权利要求7所述的可拓检测方法，其特征在于上述置换变换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变换。
全文摘要
本发明是一种检测方法。本发明是利用待检测事物自身的可测物元,通过可拓变换求出不可测物元的检测方法。其在思想方法和技术路线上和传统检测技术不同,这种检测方法有着很好的前景,特别在解决不可测的问题有着得天独厚的优势,在检测技术领域开辟了一种新的检测途径。本发明是一种可实现对无法检测信息的正常检测及可提高检测精度的可拓检测方法
文档编号G01N33/00GK1373363SQ01107618
公开日2002年10月9日 申请日期2001年3月5日 优先权日2001年3月5日
发明者佘永权 申请人:广东工业大学