[发明专利]基于全局正态分布及局部离群因子的风洞漏冷监测方法

说明书

本发明公开了基于全局正态分布及局部离群因子的风洞漏冷监测方法，包括获取铺设在风洞外表面的测温光纤的测温点数据；基于正态分布对所有测温点进行全局异常检测，得到全局异常点；基于局部离群因子对所有全局异常点进行局部异常筛选，将筛选出的局部异常点作为稳定漏冷点；以所有稳定漏冷点为支撑，建立漏冷区域。本发明提供基于全局正态分布及局部离群因子的风洞漏冷监测方法，以解决现有技术中在采用分布式光纤监测风洞表面温度时，误报率较高、难以有效获取风洞表面漏冷漏液情况的问题，实现降低误报率、有效检测风洞表面漏冷漏液情况的目的。

技术领域

本发明涉及风洞领域，具体涉及基于全局正态分布及局部离群因子的风洞漏冷监测方法。

背景技术

风洞试验，简单地说就是依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中，人为制造气流流过，以此模拟空中各种复杂的飞行状态，获取试验数据。为了满足某些特殊试验的温度要求，需要在风洞表面铺设绝热层，根据绝热层设计要求，正常情况下绝热层表面的温度应不低于当地露点温度。一旦绝热层失效会引起洞体表面温度下降。在风洞运行过程中，需要对保温层状态进行监测，以判定保温层是否失效。但是使用常规的红外测温技术存在如下弊端：红外测温设备至风洞表面的距离差异、形成的观测角度甚至表面光洁度差异等因素影响导致精度下降；并且，由于风洞设备现场环境复杂，且被测物风洞体积大且不规则，洞体外周设有梯子平台并安置有测控柜等设备，导致梯子平台以及测控柜等都会对红外成像造成遮挡。因此，对于风洞表面的漏冷监测一直是本领域的技术难题。

为了克服前述技术难题，本案申请人研发了用于风洞测温领域的分布式光纤测温系统，以配合视觉测温系统同时监测被测物风洞表面温度。分布式光纤测温系统的核心是在风洞底部布设测温光纤，用于测量视觉测温系统不能覆盖的洞体表面温度。然而该系统在设计过程中遇到了如下难题：（1）由于测温光纤只能得到光纤长度与温度的关系，无法知道光纤测量的温度与风洞位置的关系，难以有效获取风洞表面漏冷漏液情况；（2）系统误报率较高，现有技术无法做到有效剔除。

发明内容

本发明提供基于全局正态分布及局部离群因子的风洞漏冷监测方法，以解决现有技术中在采用分布式光纤监测风洞表面温度时，误报率较高、难以有效获取风洞表面漏冷漏液情况的问题，实现降低误报率、有效检测风洞表面漏冷漏液情况的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

基于全局正态分布及局部离群因子的风洞漏冷监测方法，包括：

获取铺设在风洞外表面的测温光纤的测温点数据；

基于正态分布对所有测温点进行全局异常检测，得到全局异常点；

基于局部离群因子对所有全局异常点进行局部异常筛选，将筛选出的局部异常点作为稳定漏冷点；

以所有稳定漏冷点为支撑，建立漏冷区域。

针对现有技术中在采用分布式光纤监测风洞表面温度时，误报率较高、难以有效获取风洞表面漏冷漏液情况的问题，本发明提出基于全局正态分布及局部离群因子的风洞漏冷监测方法，本方法首先获取铺设在风洞外表面的测温光纤的测温点数据，然后通过全局异常检测的方法，初步判断出温度相对全部测量点低的异常点，定义为全局异常点；之后通过局部异常检测方法获取最终的异常检测点，定义为稳定漏冷点。最后以所有稳定漏冷点为支撑，得到最终确定的漏冷区域。其中，全局异常检测的方法基于正态分布实现，局部异常检测的方法基于局部离群因子实现。本方法通过基于全局正态分布异常点检测来检测候选可能异常点，然后根据实际绝热块的布局以及光纤的布设通过基于局部离群因子的方法来构造局部异常温度区域特征，实现对候选的全局异常点进行筛选和识别，从而能够有效实现对误报的剔除，进而对洞体漏冷进行准确识别，快速且精确的获取测温光纤监测区域内风洞表面的漏冷漏液情况。

进一步的，所述测温点数据包括坐标和温度。

进一步的，所述测温点数据为三维散点坐标系，所述三维散点坐标系的建立方法包括：