(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210180126.6 (22)申请日 2022.02.25 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 马千里　余忠忠　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 黄卫萍 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06V 10/30(2022.01) G06V 10/80(2022.01)G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 基于多分辨率集成的航天器遥测异常检测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于多分辨率集成的航 天器遥测异常检测方法， 步骤如下： 获取航天器 传回的遥测数据， 并进行包括标准化在内的预处 理； 对航天器遥测数据进行下采样， 组织成不同 长度的输入序列数据； 将所述输入序列数据输入 多分辨率编码模块， 得到相应的隐层特征； 融合 这些隐层特征， 并将融合后的隐层特征输入多分 辨率解码模块， 得到输出序列数据； 引入形状约 束损失约束输出序列的形状， 结合重构损失进行 迭代训练； 根据输入序列和输出序列的重构误差 计算相应的异常分数， 检测出遥测数据中的异常 值。 本发明通过将航天器遥测数据输入多分辨率 编码、 解码模块， 充分建模数据中的序列信息， 能 够高效检测出航天器 遥测数据中异常值。 权利要求书4页 说明书14页 附图2页 CN 114626444 A 2022.06.14 CN 114626444 A 1.一种基于多分辨率集成的航天器遥测异常检测方法， 其特征在于， 所述航天器遥测 异常检测方法包括以下步骤： S1、 获取航天器遥测数据， 并对遥测数据进行包括标准 化在内的预处 理； S2、 对航天器遥测数据进行 下采样， 组织成不同长度的输入序列数据； S3、 将所述输入序列数据输入多分辨 率编码模块， 得到隐层特 征； S4、 融合所述隐层特征， 将融合后的隐层特征输入多分辨率解码模块， 得到输出序列数 据； S5、 引入形状约束损失约束输出序列的形状， 并结合重构损失迭代训练； S6、 根据输入序列和输出序列的重构误差计算相应的异常分数， 检测出遥测数据中的 异常值。 2.根据权利要求1所述的基于多分辨率集成的航天器遥测 异常检测方法， 其特征在于， 所述步骤S2中对航天器遥测传感数据X＝{x1， x2， ...， xT}， 其中xT表示T时刻的遥测数据， T 表示序列数据的长度， 进行 下采样得到K 条下采样序列， 下采样过程如下： 其中 表示第k条下采样序列 第t时刻的遥测数据值， k＝1， 2， ....， K， T(k)表示序列的长度， τ表示下采样单 元的大小， 第1条 下采样序列X(1)＝X。 3.根据权利要求1所述的基于多分辨率集成的航天器遥测 异常检测方法， 其特征在于， 所述步骤S3中多分辨率编码模块包括K个基于长短期记忆网络的编码器， 编码器的个数与 所述下采样序列的数目相同， 第k个 基于长短期记 忆网络的编码器隐层状态融合过程如下： 其中， 为第k个编码器在t ‑1时刻的隐层状态， 和 分别表示第k‑1个编 码器在τt ‑1时刻和 τt时刻的隐层状态， τ表示下采样单元的大小， β ∈(0， 1]表示权重系数， 表示第k个编码器在t时刻经 过多分辨 率融合后的隐层状态； 将所述隐层状态 输入长短期记 忆网络进行隐层状态更新， 过程如下： ct＝ft⊙ct‑1+it⊙gt 其中， 和 分别表示第k个编码器在t时刻的输入数据和隐层状态， it、 ft、 ot分别 是长短期记忆网络的输入门、 遗忘门和输出门。 gt是记忆单元临时状态， ct是记忆单元状态，权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114626444 A 2σ 和tanh均为非线性激活函数， ⊙表示逐元素相乘， M是由可训练参数组成的仿射变换。 4.根据权利要求3所述的基于多分辨率集成的航天器遥测 异常检测方法， 其特征在于， 所述步骤S4中 融合输入序列的隐层特 征的过程如下： 式中， 表示第k个编码器在最后时刻T(k)的隐层状态， 表示向量间依次拼接操作， MFC是由可训练参数组成的仿射变换， 表示经过拼接融合后的隐层特 征； 所述多分辨率解码模块包括K个基于长短期记忆网络的解码器， 第k个基于长短期记忆 网络的解码器隐层状态融合过程如下： 其中， 为第k个解码器在t+1时刻的隐层状态， 为第k+1个解码器在 时刻 的隐层状态， τ表示下采样单元的大小， 为向上取整操作， τ表示下采样单元的大小， β∈ (0， 1]表示权 重系数， 表示第k个解码器在t时刻经 过多分辨 率融合后的隐层状态； 将所述隐层状态 输入长短期记忆网络进行隐层状态更新及得到输出数据， 过程如 下： ct＝ft⊙ct‑1+it⊙gt 式中， 和 表示第k个解码器在 t时刻的隐层状态、 输出数据， it、 ft、 ot分别是长短 期记忆网络的输入门、 遗忘门和输出门。 gt是记忆单元临时状态， ct是记忆单元状态， σ和 tanh均为非线性激活函数， ⊙表示逐元素相乘， M是由可训练参数组成的仿射变换， 和 表示输出 单元的权重和偏置项。 5.根据权利要求1所述的基于多分辨率集成的航天器遥测 异常检测方法， 其特征在于， 所述步骤S5的过程如下： 引入形状约束损失， 该形状约束损失基于动态时间规整DTW距离， 用来度量两条不等长 序列间的相似性， 使用含有平 滑因子γ＞0的DTW距离， 表达式为： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114626444 A 3