Compared with traditional model-based fault detection and classification (FDC) methods, deep neural networks (DNN) prove to be effective for the aerospace sensors FDC problems. However, time being consumed in training the DNN is excessive, and explainability analysis for the FDC neural network is still underwhelming. A concept known as imagefication-based intelligent FDC has been studied in recent years. This concept advocates to stack the sensors measurement data into an image format, the sensors FDC issue is then transformed to abnormal regions detection problem on the stacked image, which may well borrow the recent advances in the machine vision vision realm. Although promising results have been claimed in the imagefication-based intelligent FDC researches, due to the low size of the stacked image, small convolutional kernels and shallow DNN layers were used, which hinders the FDC performance. In this paper, we first propose a data augmentation method which inflates the stacked image to a larger size (correspondent to the VGG16 net developed in the machine vision realm). The FDC neural network is then trained via fine-tuning the VGG16 directly. To truncate and compress the FDC net size (hence its running time), we perform model pruning on the fine-tuned net. Class activation mapping (CAM) method is also adopted for explainability analysis of the FDC net to verify its internal operations. Via data augmentation, fine-tuning from VGG16, and model pruning, the FDC net developed in this paper claims an FDC accuracy 98.90% across 4 aircraft at 5 flight conditions (running time 26 ms). The CAM results also verify the FDC net w.r.t. its internal operations.


翻译:与传统的基于模型的故障检测和分类方法相比,深神经网络(DNN)对于航空航天传感器 FDC 问题证明是有效的。 但是,培训 DNN 的时间消耗过长,而FDC 神经网络的解释性分析仍然不足。 近些年来,对一个称为基于图像的智能FDC的概念进行了研究。 这个概念主张将传感器测量数据堆积成一个图像格式,然后将传感器FDC 问题转换为堆叠图像中的异常区域探测问题,这很可能借用机器视觉领域最近的进步。尽管在基于图像的智能FDC 研究中,耗时过长的时间过长,对DNDC 神经网络进行解释性分析,这阻碍了FDC 的绩效。 在本文中,我们首先提出一种数据增强方法,将堆叠式内部图像放大到更大的规模(corprespond) 堆叠式图像(corpresponded to the VGG16 net in the group fill visional visional fDC rialalalalalalalalalalalalalalal) (FDC oration the Fral deal deal deal deal deal dal dal deal deal. Fralation. 4) 4 agal dalation.我们首先将FDC 4- fral deal deal drofrofrout the fral deal de fration 4 a fral deal deal deal deal deal deal deal deald sal deal deal deal deal deal deal deald. 4 fral deal deald sald.我们还进行了关于了它的货币的货币的货币的计算。 4 frald 4 a 4 a 4 agald 4 a 4 4 4 a 4 agald dald dald.)。 4 agald sald sald sald sald sald saldaldald 4 adaldald 4 a tral daldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldald

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