本發(fā)明涉及光照度傳感器校準(zhǔn)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及基于大數(shù)據(jù)的光照度傳感器多點(diǎn)校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

1、光照度傳感器內(nèi)部的電子元器件隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，性能會(huì)逐漸退化，導(dǎo)致輸出信號(hào)的穩(wěn)定性下降；長(zhǎng)期暴露在某些特定環(huán)境(如高溫、高濕、強(qiáng)磁場(chǎng)等)中，也可能加速元器件的老化過(guò)程，從而影響傳感器的零點(diǎn)穩(wěn)定性；傳感器內(nèi)部的元器件和材料會(huì)受到溫度變化的影響，產(chǎn)生熱脹冷縮效應(yīng)，導(dǎo)致傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的微小變化，從而影響輸出信號(hào)的零點(diǎn)位置。

2、但是其在實(shí)際使用時(shí)，仍舊存在較多缺點(diǎn)，如，存在光照度傳感器的校準(zhǔn)成本高、不能科學(xué)的校準(zhǔn)光照度傳感器的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供基于大數(shù)據(jù)的光照度傳感器多點(diǎn)校準(zhǔn)方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于大數(shù)據(jù)的光照度傳感器多點(diǎn)校準(zhǔn)方法，包括下列步驟：

3、步驟一、采集光照度傳感器的透射率、時(shí)間零漂平均值和零點(diǎn)溫漂平均值；

4、步驟二、當(dāng)透射率、時(shí)間零漂平均值和零點(diǎn)溫漂平均值滿足預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入下一步驟；否則，標(biāo)記為故障光照度傳感器，不進(jìn)入下一步驟，輸出待校準(zhǔn)的光照度傳感器集合；

5、步驟三、基于大數(shù)據(jù)，建立待校準(zhǔn)光照度傳感器的關(guān)聯(lián)系數(shù)集合；所述關(guān)聯(lián)系數(shù)集合的獲取方式為：采用統(tǒng)計(jì)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)算法來(lái)計(jì)算各特征維度與光照度傳感器的相關(guān)性系數(shù)；各特征維度和所對(duì)應(yīng)的相關(guān)性系數(shù)構(gòu)成光照度傳感器的相關(guān)性系數(shù)集合；通過(guò)線性歸一化處理相關(guān)性系數(shù)集合，得到關(guān)聯(lián)系數(shù)集合；

6、步驟四、基于關(guān)聯(lián)系數(shù)集合校準(zhǔn)光照度傳感器，輸出校準(zhǔn)后的光照度傳感器；包括：通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換變量將非線性關(guān)系轉(zhuǎn)換為線性關(guān)系，輸出經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換變量的各特征維度；使用線性回歸模型作為校準(zhǔn)模型，所述線性回歸模型表示為y＝β0+β1*x1+β2*x2+…+βs*xs；其中，y是光照度值的校準(zhǔn)值，x1，x2，…，xs是經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換變量的各特征維度，β0，β1，…，βs是校準(zhǔn)模型的參數(shù)；使用優(yōu)化算法來(lái)確定校準(zhǔn)模型的參數(shù)，直至預(yù)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的差異滿足要求，完成光照度傳感器的校準(zhǔn)，輸出校準(zhǔn)后的光照度傳感器。

7、優(yōu)選的，步驟一中，使用透射率測(cè)量?jī)x器來(lái)測(cè)試光照度傳感器光學(xué)元件的透射率；透射率是指透射光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度的比值，用百分比表示；測(cè)量得到光照度傳感器的時(shí)間零漂和零點(diǎn)溫漂，計(jì)算光照度傳感器的時(shí)間零漂平均值和零點(diǎn)溫漂平均值；步驟二中，光照度傳感器的透射率、時(shí)間零漂、零點(diǎn)溫漂均滿足預(yù)設(shè)的閾值或要求時(shí)，認(rèn)為光照度傳感器可校準(zhǔn)，進(jìn)入下一步校準(zhǔn)流程；否則，將其標(biāo)記為故障光照度傳感器，并排除于后續(xù)校準(zhǔn)之外。

8、優(yōu)選的，基于透射率、時(shí)間零漂平均值和零點(diǎn)溫漂平均值，分析得到光照度傳感器的綜合質(zhì)量系數(shù)，基于綜合質(zhì)量系數(shù)采取對(duì)應(yīng)措施，包括下列步驟：

9、步驟s11、光照度傳感器的透射率、時(shí)間零漂和零點(diǎn)溫漂均滿足預(yù)設(shè)的閾值或要求時(shí)，標(biāo)記為待校準(zhǔn)的光照度傳感器，輸出待校準(zhǔn)的光照度傳感器集合，記錄待校準(zhǔn)的光照度傳感器的透射率、時(shí)間零漂和零點(diǎn)溫漂平均值；

10、步驟s12、基于光照度傳感器的時(shí)間零漂平均值和零點(diǎn)溫漂平均值，計(jì)算得到零溫漂質(zhì)量指數(shù)；

11、步驟s13、在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，均勻設(shè)置不同梯度光照強(qiáng)度，記錄光照度傳感器面對(duì)不同梯度光照強(qiáng)度的誤差比例，計(jì)算得到誤差比例平均值；

12、步驟s14、聯(lián)合分析誤差比例平均值、透射率、時(shí)間零漂平均值和零點(diǎn)溫漂平均值，得到光照度傳感器的綜合質(zhì)量系數(shù)；基于綜合質(zhì)量系數(shù)采取對(duì)應(yīng)措施，包括：

13、分配校正資源，所述校正資源包括：校準(zhǔn)次數(shù)閾值；即綜合質(zhì)量系數(shù)大的光照度傳感器有更多的校準(zhǔn)次數(shù)，校準(zhǔn)次數(shù)越多，對(duì)光照度傳感器的校準(zhǔn)效果越好；綜合質(zhì)量系數(shù)較低的光照度傳感器，可能由于硬件老化、損壞或設(shè)計(jì)缺陷原因，其性能提升空間有限，因此，分配較少的校準(zhǔn)次數(shù)，將資源更多地用于性能更好的光照度傳感器上；

14、將待校準(zhǔn)的光照度傳感器按照綜合質(zhì)量系數(shù)從高到低排序，優(yōu)先校準(zhǔn)綜合質(zhì)量系數(shù)數(shù)值高的光照度傳感器；或?qū)⒋?zhǔn)的光照度傳感器集合劃分若干等級(jí)，優(yōu)先校準(zhǔn)質(zhì)量好的等級(jí)；例如，綜合質(zhì)量系數(shù)越高，光照度傳感器的質(zhì)量越好，先校準(zhǔn)質(zhì)量好的光照度傳感器。

15、優(yōu)選的，所述綜合質(zhì)量系數(shù)的獲取方式為：

16、將誤差比例平均值、透射率、時(shí)間零漂平均值和零點(diǎn)溫漂平均值分別記為，er，tm，tzda，tzdb；

17、通過(guò)公式計(jì)算得到零溫漂質(zhì)量指數(shù)zqi，其中tzdat，tzdbt分別表示時(shí)間零漂和零點(diǎn)溫漂的閾值；

18、通過(guò)公式計(jì)算得到綜合質(zhì)量系數(shù)zp，其中α1，α2，α3是根據(jù)各參數(shù)對(duì)綜合質(zhì)量影響的重要程度設(shè)定的正實(shí)數(shù)指數(shù)。

19、優(yōu)選的，在構(gòu)建關(guān)聯(lián)系數(shù)集合之前，對(duì)光照度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)和環(huán)境特征參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括：

20、數(shù)據(jù)清洗和去噪處理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性；

21、特征維度參數(shù)選擇：特征維度參數(shù)包括環(huán)境特征參數(shù)(如溫度、濕度、氣壓等)和時(shí)空特征參數(shù)(如時(shí)間、地理位置等)；

22、相關(guān)性分析：采用統(tǒng)計(jì)方法(如皮爾遜相關(guān)系數(shù)、斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù))和機(jī)器學(xué)習(xí)算法(如隨機(jī)森林、梯度提升樹(shù)等)來(lái)精確計(jì)算各維度與光照度傳感器的相關(guān)性系數(shù)，以提高關(guān)聯(lián)系數(shù)集合的準(zhǔn)確性和魯棒性；

23、動(dòng)態(tài)調(diào)整：關(guān)聯(lián)系數(shù)集合的構(gòu)建應(yīng)支持動(dòng)態(tài)更新，隨著新數(shù)據(jù)的加入，重新計(jì)算相關(guān)性系數(shù)，調(diào)整關(guān)聯(lián)系數(shù)集合，以適應(yīng)環(huán)境變化和設(shè)備老化等因素。

24、優(yōu)選的，所述光照度傳感器多點(diǎn)校準(zhǔn)方法還包括：

25、步驟五、基于關(guān)聯(lián)系數(shù)集合或更新關(guān)聯(lián)系數(shù)集合，搭建驗(yàn)證環(huán)境，將光照度傳感器放置在已知標(biāo)準(zhǔn)光照度值的驗(yàn)證環(huán)境中，輸出對(duì)應(yīng)光照度值的校準(zhǔn)值；

26、步驟六、比較光照度傳感器在驗(yàn)證環(huán)境中的光照度值的校準(zhǔn)值與標(biāo)準(zhǔn)值的差距，基于差距和閾值的關(guān)系，采取措施。

27、優(yōu)選的，步驟五中，所述搭建驗(yàn)證環(huán)境包括：

28、基于關(guān)聯(lián)系數(shù)集合設(shè)置各特征維度的梯度數(shù)量，以標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境為中心上下波動(dòng)，以光照度傳感器的各特征維度上下限為約束，輸出各特征維度的若干梯度數(shù)據(jù)；

29、基于各特征維度的若干梯度數(shù)據(jù)，排列組合得到若干組驗(yàn)證環(huán)境特征參數(shù)，輸出驗(yàn)證環(huán)境特征參數(shù)，基于驗(yàn)證環(huán)境特征參數(shù)搭建驗(yàn)證環(huán)境。

30、優(yōu)選的，用校準(zhǔn)質(zhì)量指數(shù)jqi表示差距，判斷校準(zhǔn)質(zhì)量指數(shù)是否超出對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)質(zhì)量指數(shù)閾值；若是，則表明校準(zhǔn)成功；否則，判斷校準(zhǔn)次數(shù)是否達(dá)到校準(zhǔn)次數(shù)閾值，若未達(dá)到校準(zhǔn)次數(shù)閾值，重新校準(zhǔn)，基于新的數(shù)據(jù)分析獲取關(guān)聯(lián)系數(shù)集合，記為更新關(guān)聯(lián)系數(shù)集合，直到達(dá)到校準(zhǔn)次數(shù)閾值；若達(dá)到校準(zhǔn)次數(shù)閾值仍不滿足要求，則標(biāo)記為故障光照度傳感器，終止校準(zhǔn)；

31、通過(guò)公式其中，yi是光照度值的標(biāo)準(zhǔn)值，y是光照度值的校準(zhǔn)值，n表示驗(yàn)證次數(shù)，i表示驗(yàn)證次數(shù)順序編號(hào)。

32、優(yōu)選的，所述光照度傳感器多點(diǎn)校準(zhǔn)方法還包括校準(zhǔn)質(zhì)量管理步驟，所述校準(zhǔn)質(zhì)量管理步驟用于聯(lián)合分析得到校準(zhǔn)質(zhì)量指數(shù)平均值，校準(zhǔn)消耗時(shí)間波動(dòng)系數(shù)和校準(zhǔn)成功率，得到校準(zhǔn)操作可靠性系數(shù)，基于校準(zhǔn)操作可靠性系數(shù)采取措施；

33、將校準(zhǔn)質(zhì)量指數(shù)平均值，校準(zhǔn)消耗時(shí)間波動(dòng)系數(shù)σt和校準(zhǔn)成功率jc，分別記為jqia，σt，jc；

34、通過(guò)公式計(jì)算得到校準(zhǔn)操作可靠性系數(shù)rj，其中，∈是一個(gè)很小的正數(shù)，用于防止分母為零；∈根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；若rj較高，說(shuō)明校準(zhǔn)操作可靠性較好，只需進(jìn)行常規(guī)的維護(hù)和監(jiān)控；若rj較低，說(shuō)明校準(zhǔn)操作存在問(wèn)題，優(yōu)化校準(zhǔn)流程、更換更精確的校準(zhǔn)設(shè)備、培訓(xùn)操作人員。

35、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

36、(1)本發(fā)明提供的光照度傳感器多點(diǎn)校準(zhǔn)方法，基于光照度傳感器的透射率、時(shí)間零漂、零點(diǎn)溫漂篩選出故障光照度傳感器，并排除于后續(xù)校準(zhǔn)之外，能夠有效的節(jié)約光照度傳感器的校準(zhǔn)成本；通過(guò)分析大數(shù)據(jù)，得到光照度傳感器的關(guān)聯(lián)系數(shù)集合；基于關(guān)聯(lián)系數(shù)集合校準(zhǔn)光照度傳感器，更加科學(xué)的校準(zhǔn)光照度傳感器，提高光照度傳感器的測(cè)量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，確保其在不同環(huán)境、不同光照條件下都能提供可靠的數(shù)據(jù)；為綜合質(zhì)量系數(shù)大的光照度傳感器設(shè)置有更多的校準(zhǔn)次數(shù)，能夠?qū)①Y源更多地用于性能更好的光照度傳感器上，有利于科學(xué)管理光照度傳感器；解決現(xiàn)有技術(shù)中光照度傳感器的校準(zhǔn)成本高、不能科學(xué)的校準(zhǔn)光照度傳感器的問(wèn)題。

37、(2)本發(fā)明提供的光照度傳感器多點(diǎn)校準(zhǔn)方法，基于待校準(zhǔn)光照度傳感器的關(guān)聯(lián)系數(shù)集合，搭建驗(yàn)證環(huán)境；能夠有效保證異常光照度傳感器得到有效的校準(zhǔn)，解決現(xiàn)有技術(shù)中校準(zhǔn)質(zhì)量驗(yàn)證不夠科學(xué)的問(wèn)題。