Identyfikacja lotnych związków na podstawie odpowiedzi matryc czujników gazu

W pracy przedstawiono koncepcję systemu wykorzystującego wielowymiarową analizę danych, który służyć będzie do analizy odpowiedzi matrycy czujników gazu w celu identyfikacji lotnych związków występujących w powietrzu. Przedstawione podejście składa się z dwóch etapów. W pierwszym kroku wykonuje się proces kalibracji, polegający na utworzeniu w przestrzeni dwuwymiarowej grupy klas odpowiadających odpowiedziom czujników na konkretne związki. Drugi etap to identyfikacja oraz estymacja koncentracji badanej mieszaniny. Omówiono metody matematyczne wykorzystywane w procesie kalibracji i identyfikacji: metodę analizy głównych składowych (PCA), metodę cząstkowych najmniejszych kwadratów (PLS) i klasyfikatory – k najbliższych sąsiadów (k-NN) oraz Mahalanobisa. Efekt wykorzystania opisywanych metod zademonstrowano na przykładowym wielowymiarowym zbiorze danych dostępnym w literaturze.

---

In this work, a concept of the volatile compounds identification system based on the gas sensors matrices responses was presented. Proposed approach consists of two stages: calibration and actual measurements. In the stage of calibration, feature extraction techniques transform sensors signals into the new space in order to obtain the classes of single compounds. In the second stage the procedure of identification can be performed by using pattern-recognition techniques. Those methods allow to associate measured parameters of an unknown substance to one of the calibration classes. In this paper, mathematical methods of calibration and classification such as Principal Components Analysis, Partial least Squares and classifiers based on Euclidean or Mahalanobis distance have been described as a part of an air-pollutant identification system based on a gas sensors matrices responses. The result of described mathematical methods implementation using Matlab software has been demonstrated on the prepared for general use multivariate dataset.