【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电梯检测，特别涉及一种基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法、系统及介质。
技术介绍
1、电梯作为一种特殊设备，在现代社会中扮演着重要的角色。在城市化进程不断加快的今天，电梯的使用量不断增加，对电梯的安全要求也越来越高。电梯是一种高速运转的设备，其本身就存在着一定的安全风险。因此，确保电梯的正常运行是非常重要的。传统的电梯检测过程中，专业人员往往需要携带大量检测设备如振动测试仪、环境检测器、梯形方向仪、分贝仪等。电梯检测仪器设备数量众多，不同的设备需要不同的维护方式和周期，维护难度较大。如果在检测过程中出现故障，需要及时进行修理或更换，否则会影响检测效果和数据的准确性。由于需要使用多种不同的设备进行检测，在检测过程中需要逐一进行，而且每个设备需要进行调试和预热，检测周期比较长。
2、由于目前的智能手机中设置有加速度传感器、光线传感器和麦克风，可直接用于检测电梯的运行参数如加速度、照度和噪音，并通过运算获得电梯运行时的速度、位移和倾斜角度等参数。虽然智能手机中的传感器可以便捷地检测电梯运行的参数，但采集到的参数数据中含有大量噪声，无能直接用于电梯运行参数的分析和运用。
技术实现思路
1、为克服智能手机传感器检测电梯参数过程中存在的参数数据具有大量噪声，数据准确性较低的问题，本专利技术提出了一种基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法、系统及介质，其具体技术方案如下：
2、一种基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，获取传感器采集的
3、进一步地，所述粒子滤波是通过寻找一组在状态空间中传播的随机样本来近似的表示概率密度函数，用样本均值代替积分运算，进而获得系统状态的最小方差估计的过程；所述粒子滤波包括以下步骤：创建粒子滤波器、初始化粒子集、矫正粒子权重、权重归一化、依照权重重新采样。
4、进一步地，所述初始化粒子集是利用初始状态xi来构成一个概率矩阵p(x0)来生成大量的粒子，设置n个粒子并使得每个粒子的权重都为用公式表示为表示粒子的初始权重。
5、进一步地，所述矫正粒子权重，是利用观测模型通过实际观测数据计算每个粒子的矫正后的新的权重，用下列公式计算，
6、
7、其中，表示将观测误差映射到高斯分布得到的系数，表示第i个粒子在时间步n时刻的权重，表示第i个粒子在时间步n-1时刻的权重；n表示时间步数，i表示第i个粒子，表示第i个粒子在时间步n-1时刻的状态。
8、进一步地，所述权重归一化是指将进行矫正之后的新的权重的总和为1。
9、进一步地，所述依照权重重新采样是创建一个长度为n的数组，用于存储重采样后的粒子，并生成一个随机数组r，r范围在[0,1]之间；进行计算权重的累加数组当xj满足下式时，
10、且将xj加入到重新采样粒子集，成为第i个重新采样的粒子，权重更新为xj代表的是被选中进行重采样的第j个原始粒子的状态值；ri为区间[0,1]内均匀分布的随机数，用于确定哪些粒子被选中进行重采样
11、进一步地，所述粒子滤波是通过不断重复矫正粒子权重、权重归一化、依照权重重新采样的步骤进行权重的更新，以此实现对电梯测量数据噪声的滤除。
12、进一步地，所述预处理是根据所述电梯加速度原始参数的频率，设置适配的数字滤波器去除高频噪声，并获得滤波后的电梯加速度参数。
13、一种基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的系统，包括检测单元、除噪单元、显示单元和储存单元；所述检测单元中包含加速度传感器，用于直接检测电梯加速度原始参数；所述除噪单元用于预处理所述电梯加速度原始参数，并获得电梯加速度参数；通过粒子滤波将电梯加速度参数过滤为电梯加速度的准确参数；储存单元用于储存电梯加速度原始参数、电梯加速度参数、电梯加速度的准确参数；显示单元，用于调取储存单元中的电梯加速度的准确参数，并显示。
14、一种可读存储介质，其上存储有软件程序，该程序被处理器执行时用于实现上述的方法中的步骤。
15、本专利技术的有益效果是：本专利技术采用智能手机传感器来采集电梯运行相关数据，并结合粒子滤波算法进行状态估计和更新，试验数据显示其具有良好的定位精度和检测准确率，能够更好地应对复杂环境下的干扰。
16、利用智能手机传感器代替原有多种类型的检测设备，检测过程更为便捷；通过粒子滤波算法大幅度过滤原始数据中的噪声，使得过滤后的运行参数数据满足日常电梯检测的要求。
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1.一种基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述粒子滤波是通过寻找一组在状态空间中传播的随机样本来近似的表示概率密度函数，用样本均值代替积分运算，进而获得系统状态的最小方差估计的过程；所述粒子滤波包括以下步骤：创建粒子滤波器、初始化粒子集、矫正粒子权重、权重归一化、依照权重重新采样。
3.根据权利要求2所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述初始化粒子集是利用初始状态Xi来构成一个概率矩阵P(X0)来生成大量的粒子，设置N个粒子并使得每个粒子的权重都为用公式表示为表示粒子的初始权重，表示第i个粒子在时间步0时刻的权重。
4.根据权利要求3所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述矫正粒子权重，是利用观测模型通过实际观测数据计算每个粒子的矫正后的新的权重，用下列公式计算，
5.根据权利要求4所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述权重归一化是指将进行
6.根据权利要求5所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述依照权重重新采样是创建一个长度为N的数组，用于存储重采样后的粒子，并生成一个随机数组r，r范围在[0,1]之间；进行计算权重的累加数组当Xj满足下式时，
7.根据权利要求2所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述粒子滤波是通过不断重复矫正粒子权重、权重归一化、依照权重重新采样的步骤进行权重的更新，以此实现对电梯测量数据噪声的滤除。
8.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述预处理是根据所述电梯加速度原始参数的频率，设置适配的数字滤波器去除高频噪声，并获得滤波后的电梯加速度参数。
9.一种基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的系统，其特征在于，包括检测单元、除噪单元、显示单元和储存单元；
10.一种可读存储介质，存储有软件程序，其特征在于：该程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至8任一权利要求所述的方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述粒子滤波是通过寻找一组在状态空间中传播的随机样本来近似的表示概率密度函数，用样本均值代替积分运算，进而获得系统状态的最小方差估计的过程；所述粒子滤波包括以下步骤：创建粒子滤波器、初始化粒子集、矫正粒子权重、权重归一化、依照权重重新采样。
3.根据权利要求2所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述初始化粒子集是利用初始状态xi来构成一个概率矩阵p(x0)来生成大量的粒子，设置n个粒子并使得每个粒子的权重都为用公式表示为表示粒子的初始权重，表示第i个粒子在时间步0时刻的权重。
4.根据权利要求3所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述矫正粒子权重，是利用观测模型通过实际观测数据计算每个粒子的矫正后的新的权重，用下列公式计算，
5.根据权利要求4所述的基于粒子滤波的智能手机测试电梯运行参数的方法，其特征在于，所述权重归一化...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐跃林，孙玉宇，康笃刚，汤斌，陈杰，黄艳芸，刘宇，罗朝均，何洋，叶磊，刘俊德，
申请(专利权)人：重庆市特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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