一种多源异构传感数据处理与融合方法、装置及设备与流程

本发明涉及传感器数据处理，尤其涉及一种多源异构传感数据处理与融合方法、装置及设备。

背景技术：

1、多源异构传感数据处理与融合技术是近年来在信息融合、智能感知等领域备受关注的研究方向。随着传感器技术的发展和应用场景的不断扩大，各种类型的传感器数据不断涌现，如气象数据、地理信息数据、生物医学数据等。这些数据来源不同、格式各异、精度不一，如何有效地处理和融合这些多源异构数据成为了当前研究的热点之一。

2、具体地，在火箭发动机领域，采用数字孪生技术对液体火箭发动机试车进行实时监控，液体火箭发动机的数字孪生模型需要通过液体火箭发动机物理实体上的传感器采集到的数据进行驱动，从而与物理试车进行同步，实时的反映液体火箭发动机的物理场。但是，由于液体火箭发动机物理实体上的传感器种类、作用、厂家各不相同，采集的数据步长、格式、数据量、精度也不尽相同，无法与发动机的孪生模型进行连接。

3、因此，亟需提供一种可靠的多源异构传感数据处理与融合方案，以实现与发动机的孪生模型进行连接。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多源异构传感数据处理与融合方法、装置及设备，用于解决现有技术中多源异构传感器无法融合，导致无法与发动机的孪生模型进行连接的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种多源异构传感数据处理与融合方法，方法包括：

4、获取液体火箭发动机上的多源异构传感器对应的多源异构传感数据；所述多源异构传感器至少包括试验台应变采集系统、惯导传感器、压力传感器、光纤光栅传感器以及位移传感器；

5、对所述多源异构传感数据进行etl处理，得到第一传感数据；

6、对所述第一传感数据进行步长调整，得到第二传感数据；所述第二传感器数据中多个传感器的流数据在同一时间基准上，且所述第二传感器数据中多个传感器的流数据在空间上保持一致；

7、对所述第二传感数据进行数据融合处理，得到第三传感数据；

8、采用所述第三传感数据驱动数字孪生模型，并将孪生图像进行实时显示。

9、可选的，所述对所述多源异构传感数据进行etl处理，得到第一传感数据，具体包括：

10、采用预设抽取方法对不同数据源的传感器流数据进行数据抽取；

11、将抽取得到的数据进行数据清洗，将不符合预设条件的数据进行筛选去除，得到有效数据；所述不符合预设条件的数据至少包括不完整的数据、错误的数据以及重复的数据；

12、对所述有效数据按照预设格式进行转换，得到第一传感数据。

13、可选的，所述对所述第一传感数据进行步长调整，得到第二传感数据，具体包括：

14、确定所述第一传感数据对应的预设步长以及所述第一传感数据需调整至的目标步长；采用预设插值方法在所述第一传感数据的数据点之间进行插值，以达到所述目标步长，得到第二传感数据；

15、或者，按照预设分组规则对所述第一传感数据进行分组，得到多组数据；分别对多组数据中的每一组数据进行均值计算，并将计算得到的均值确定为每组数据的代表值；采用所述代表值替换所述第一传感数据中的部分数据点，以达到所述目标步长，得到第二传感数据。

16、可选的，所述对所述第二传感数据进行数据融合处理，得到第三传感数据，具体包括：

17、将所述第二传感器数据进行数据关联以及数据转换，得到待融合数据；

18、构造输入条件；

19、采用预设融合算法，基于所述输入条件对所述待融合数据进行融合；所述预设融合算法至少包括卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法或贝叶斯网络。

20、可选的，所述多源异构传感器为所述液体火箭发动机上试验台核心部件所用到的传感器；所述多源异构传感器具有不同的工控机、传输接口和传输协议；

21、所述获取液体火箭发动机上的多源异构传感器对应的多源异构传感数据之前，还包括：

22、确定所述工控机的接口类型和通信协议；所述接口类型至少包括串口、并口或网口；

23、采用与所述工控机的接口类型和通信协议匹配的编程语言以及开发工具，读取液体火箭发动机上的多源异构传感器对应的多源异构传感数据。

24、可选的，所述采用所述第三传感数据驱动数字孪生模型，并将孪生图像进行实时显示，具体包括：

25、将经过预处理和融合的第三传感数据接入数字孪生系统；

26、利用构建的数字孪生模型进行仿真实验，模拟物理对象在不同条件下的行为状态，得到孪生图像并进行实时显示。

27、可选的，所述试验台应变采集系统采集的传感数据至少包括应变数据、电压/电流信号；所述惯导传感器采集的传感数据至少包括加速度数据、角速度数据、姿态信息和位置数据；所述压力传感器至少包括压力值以及温度数据；所述光纤光栅传感器采集的传感器数据至少包括温度数据以及振动数据；所述位移传感器采集的传感数据至少包括位移数据、速度数据以及加速度数据。

28、与现有技术相比，本发明提供的一种多源异构传感数据处理与融合方法。通过获取液体火箭发动机上的试验台应变采集系统、惯导传感器、压力传感器、光纤光栅传感器以及位移传感器对应的多源异构传感数据；对多源异构传感数据进行etl处理，得到第一传感数据；进行步长调整，得到第二传感数据；继续进行数据融合处理，得到第三传感数据；采用第三传感数据驱动数字孪生模型，并将孪生图像进行实时显示。本发明利用多源异构传感数据处理与融合技术处理试验台多源传感数据；解决了不同传感器之间数据融合问题，然后作为边界条件驱动发动机的孪生模型，对液体火箭发动机试车过程进行实时、更全面、更深入的监控；减少数据量，提高系统的数据读写速度，从而更好地与数字孪生模型接口打通，提高数字孪生模型云图的图像刷新速度。

29、第二方面，本发明提供一种多源异构传感数据处理与融合装置，装置包括：

30、多源异构传感数据获取模块，用于获取液体火箭发动机上的多源异构传感器对应的多源异构传感数据；所述多源异构传感器至少包括试验台应变采集系统、惯导传感器、压力传感器、光纤光栅传感器以及位移传感器；

31、etl处理模块，用于对所述多源异构传感数据进行etl处理，得到第一传感数据；

32、步长调整模块，用于对所述第一传感数据进行步长调整，得到第二传感数据；所述第二传感器数据中多个传感器的流数据在同一时间基准上，且所述第二传感器数据中多个传感器的流数据在空间上保持一致；

33、数据融合处理模块，用于对所述第二传感数据进行数据融合处理，得到第三传感数据；

34、数字孪生模型驱动模块，用于采用所述第三传感数据驱动数字孪生模型，并将孪生图像进行实时显示。

35、第三方面，本发明提供一种多源异构传感数据处理与融合设备，设备包括：

36、存储器、处理器以及与处理器耦合的通信接口；所述存储器上存储有可由所述处理器运行的计算机程序；所述处理器运行所述计算机程序时，执行上述的一种多源异构传感数据处理与融合方法。

37、第四方面，本发明提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述的一种多源异构传感数据处理与融合方法。

38、第二方面提供的装置类方案、第三方面提供的设备类方案以及第四方面提供的计算机存储介质方案所实现的技术效果与第一方面提供的方法类方案相同，此处不再赘述。