监测装置、监控系统和用于对其进行编程的方法制造方法及图纸

监控系统包括动作装置(2)和用于监测动作装置(2)的操作的监测装置(3)。动作装置(2)包括致动器模块(4)、传感器模块(5)和控制模块(6)，以命令致动器模块(4)使用传感器数据执行预定任务。监测装置(3)接收来自动作装置(2)的监测数据，并基于所述监测数据计算指示动作装置(2)的正确操作或异常操作的动作装置操作指示符。基于可调整监测参数的习得值来计算动作装置操作指示符。根据在迭代学习过程期间由动作装置(2)记录的试验数据集产生的一组标记数据来确定习得值。

Monitoring devices, monitoring systems and methods for programming them

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】监测装置、监控系统和用于对其进行编程的方法
本专利技术涉及一种监控系统和一种用于对这种监控系统进行编程的方法。本专利技术特别涉及这样一种监控系统，其包括执行预定义任务的动作装置和用于监测动作装置的操作的监测装置，其中动作装置基于至少一个可调整控制参数的习得值执行所述预定义任务。
技术介绍
特别地，本专利技术涉及一种监控系统，该监控系统包括能够执行预定义任务的动作装置和能够与动作装置通信并监测动作装置的操作的监测装置。作为实施例，动作装置可以包括机器人手臂，并且由动作装置执行的预定义任务可以包括识别工件，抓握并提升工件并将工件移动至预定位置。所述动作装置设置有：-由相应的多个命令信号命令的多个致动器模块；-用于获取传感器数据的至少一个传感器；以及-控制模块，其能够接收传感器数据并生成多个命令信号以命令致动器模块执行预定义任务，所述多个命令信号基于传感器数据和至少一个可调整控制参数的习得值而生成。动作装置是编程装置，其中通过机器学习而习得至少一个可调整控制参数。所述至少一个可调整控制参数的习得值由迭代学习过程确定，其中动作装置利用所述至少一个可调整控制参数的至少两个不同值执行多个任务试验，同时记录相关联的多个试验数据集，每个试验数据集至少包括：在任务试验期间产生的命令信号，以命令致动器模块；以及在命令致动器模块时由传感器获取的传感器数据。以上在受监测机器人手臂的情况下描述了这种监控系统，但是监控系统可以应用于许多其它领域。应用领域的另一个实施例是诸如汽车用的空调系统之类的自动车载系统领域。在这种情况下，动作装置可以包括例如空调系统，并且由动作装置执行的预定义任务可以涉及控制车辆内的空气的温度和/或湿度。空调系统通常利用车辆的马达的某些部分，例如汽车的散热器和/或发动机在打开时的动力。因此，空调系统的设置(温度、流量、制冷循环)会根据发动机的状态而变化，并且难以预测和计算。通过机器学习来学习参数以优化空调系统的操作是非常有利的。应用领域的又一个实施例是医疗保健系统领域。在这种情况下，动作装置可以是例如血压监测器或血压计，并且由动作装置执行的预定义任务可以包括高精度地测量个体的血压。这种装置包括可膨胀的袖带，其能够以受控的方式塌缩然后释放个体的动脉，同时压力计测量压力。重要的是要小心地控制附接至手臂的袖带中的空气压力，该空气压力取决于个人的手臂类型。因此，可以通过机器学习有利地习得发送到血压计的袖带的空气量。在本专利技术的所有这些实施例和应用领域中，监控系统还包括监测装置，该监测装置能够与动作装置通信以从动作装置接收监测数据。监测数据包括命令信号和传感器数据中的至少一者。监测装置能够基于所述监测数据计算指示动作装置的正确或异常操作的动作装置操作指示符。然而，在具有习得成分的动作装置(例如上述动作装置的实施例，其中至少一个可调整控制参数的值不是先验已知的)的情况下，可能难以定义和控制关于动作装置的一系列正确的操作。结果，也难以以良好的精度监测动作装置。文献JP5289574描述了一种监控系统的实施例，其中动作装置是电梯控制装置，并且在这种情况下可调整控制参数是驱动电流。电梯的精确轿厢重量、惯性重量和运行阻力只能在安装电梯后确定，因此必须在所述安装后调整驱动电流。为此目的，通过添加预定的校正量进行测试并调整可调整控制参数。在该现有技术中，使用提前设定的预定范围来执行动作装置学习。因此，监测装置可以考虑该范围来计算动作装置操作指示符。然而，当通过诸如机器学习操作之类的迭代学习过程执行可调整控制参数的更新时，并且特别是当动作装置有若干可调整控制参数和若干致动器模块时，例如当动作装置是习得复杂操作的动作装置时，通常不可能为可调整控制参数和执行器的指令信号预测有用的习得值范围。因此，对于监测模块而言，在学习操作后评估动作装置的操作是正确或异常往往是复杂的。本专利技术尤其旨在减轻这些缺点。因此，本专利技术的一个目的是提供这样一种受监测动作装置，该受监测动作装置具有：动作装置，该动作装置具有带有习得参数的控制模块；以及监测装置，该监测装置可以基于来自动作装置的命令信号和/或传感器数评估动作装置的操作是否合适。
技术实现思路
为此目的，本专利技术的第一个目的是一种监测装置，用于监测动作装置的操作，该动作装置设置有：分别能够由多个相应的命令信号命令的多个致动器模块；能够获取传感器数据的至少一个传感器模块；通信模块；和控制模块，所述控制模块能够接收所述传感器数据并产生多个命令信号以命令所述致动器模块执行预定义任务，所述监测装置设置有：通信模块，该通信模块能够与所述动作装置的所述通信模块通信以从所述动作装置接收监测数据，所述监测数据包括所述命令信号和所述传感器中的至少一者；和控制模块，该控制模块能够基于所述监测数据计算指示所述动作装置的正确或异常操作的动作装置操作指示符。所述监测装置基于所述监测数据和至少一个可调整监测参数的至少一个习得值来计算所述动作装置操作指示符，并且，基于在迭代学习过程期间至少部分地由所述动作装置记录的多个试验数据集产生的一组标记数据来确定至少一个可调整监测参数的所述习得值。在一些实施方式中，可能还使用下面的一个或多个特征：-所述控制模块借助分类器计算所述动作装置操作指示符，并且至少一个可调整监测参数的所述习得值是所述分类器的参数；-所述监测装置还包括监测装置学习模块，其能够：从所述动作装置接收多个试验数据集和至少一个测试数据集；用至少一个第一标签标记所述试验数据集并且用至少一个第二标签标记所述至少一个测试数据集；和通过训练分类器来对具有所述至少一个第一标签的所述试验数据集和具有所述至少一个第二标签的所述测试数据集分别进行分类，从而确定所述监测装置的所述控制模块的至少一个可调整监测参数的习得值，-所述监测装置能操作成监测动作装置的操作，基于所述传感器数据和至少一个可调整控制参数的习得值产生所述多个命令信号，至少一个可调整控制参数的所述习得值由迭代学习过程确定，所述动作装置利用所述至少一个可调整控制参数的至少两个不同值执行多个任务试验，同时记录相关联的多个试验数据集，每个试验数据集至少包括在任务试验期间产生的命令所述致动器模块的命令信号和在命令所述致动器模块时由所述传感器模块获取的传感器数据，并且由以下数据集产生所述一组标记数据：在所述动作装置的所述迭代学习过程中记录的所述动作装置的所述试验数据集；和通过将所述动作装置的所述至少一个可调整控制参数设置为所述习得值并且命令所述动作装置在记录所述至少一个测试数据集的同时执行至少一次所述预定义任务来记录至少一个测试数据集。本专利技术的另一目的是一种包括动作装置和如以上详细说明的监测装置的监控系统，所述动作装置设置有：分别能够由多个相应的命令信号命令的多个致动器模块；能够获取传感器数据的至少一个传感器模块；通信模块；和控制模块，该控制模块能够接收所述传感器数据并产生多个命令信号以命令所述致动器模块执行预定义任务。在一个实施方式中，所述动作装置的所述传感器模块包括：能够获取输入传感器数据的至少一个输入传感器，所述动作装置的所述控制模块使用所述输入传感器数据，以产生所述多个命令信号；以及能够获取状态传感器数据的至少一个状态传感器，所述监测装置的所述控制模块使用所述状态传感器数据，以计算所述动作装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测装置(3)，该监测装置用于监测动作装置(2)的操作，该动作装置设置有：‑分别能够由多个相应的命令信号命令的多个致动器模块(4)；‑能够获取传感器数据的至少一个传感器模块(5)；‑通信模块(12)；和‑控制模块(6)，所述控制模块能够接收所述传感器数据并产生多个命令信号以命令所述致动器模块(4)执行预定义任务，所述监测装置(3)设置有：‑通信模块(14)，该通信模块能够与所述动作装置(2)的所述通信模块(12)通信以从所述动作装置(2)接收监测数据，所述监测数据包括所述命令信号和所述传感器中的至少一者；和‑控制模块(16)，该控制模块能够基于所述监测数据计算指示所述动作装置(2)的正确或异常操作的动作装置操作指示符，所述监测装置(3)的特征在于，基于所述监测数据和至少一个可调整监测参数的至少一个习得值来计算所述动作装置操作指示符，并且，基于在迭代学习过程期间至少部分地由所述动作装置(2)记录的多个试验数据集产生的一组标记数据来确定至少一个可调整监测参数的所述习得值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种监测装置(3)，该监测装置用于监测动作装置(2)的操作，该动作装置设置有：-分别能够由多个相应的命令信号命令的多个致动器模块(4)；-能够获取传感器数据的至少一个传感器模块(5)；-通信模块(12)；和-控制模块(6)，所述控制模块能够接收所述传感器数据并产生多个命令信号以命令所述致动器模块(4)执行预定义任务，所述监测装置(3)设置有：-通信模块(14)，该通信模块能够与所述动作装置(2)的所述通信模块(12)通信以从所述动作装置(2)接收监测数据，所述监测数据包括所述命令信号和所述传感器中的至少一者；和-控制模块(16)，该控制模块能够基于所述监测数据计算指示所述动作装置(2)的正确或异常操作的动作装置操作指示符，所述监测装置(3)的特征在于，基于所述监测数据和至少一个可调整监测参数的至少一个习得值来计算所述动作装置操作指示符，并且，基于在迭代学习过程期间至少部分地由所述动作装置(2)记录的多个试验数据集产生的一组标记数据来确定至少一个可调整监测参数的所述习得值。2.根据权利要求1所述的监测装置，其中，所述控制模块(16)借助分类器计算所述动作装置操作指示符，并且其中，至少一个可调整监测参数的所述习得值是所述分类器的参数。3.根据权利要求1或2所述的监测装置，该监测装置还包括监测装置学习模块(11)，该监测装置学习模块能够：从所述动作装置接收多个试验数据集和至少一个测试数据集；用至少一个第一标签标记所述试验数据集并且用至少一个第二标签标记所述至少一个测试数据集；和通过训练分类器来对具有所述至少一个第一标签的所述试验数据集和具有所述至少一个第二标签的所述测试数据集分别进行分类，从而确定所述监测装置(3)的所述控制模块(16)的至少一个可调整监测参数的习得值。4.根据权利要求3所述的监测装置，其中，所述监测装置能操作成监测动作装置(2)的操作，其中基于所述传感器数据和至少一个可调整控制参数的习得值产生所述多个命令信号，至少一个可调整控制参数的所述习得值由迭代学习过程确定，其中所述动作装置(2)利用所述至少一个可调整控制参数的至少两个不同值执行多个任务试验，同时记录相关联的多个试验数据集，每个试验数据集至少包括在任务试验期间产生的命令所述致动器模块(4)的命令信号和在命令所述致动器模块(4)时由所述传感器模块(5)获取的传感器数据，并且其中由以下数据集产生所述一组标记数据：在所述动作装置(2)的所述迭代学习过程中记录的所述动作装置(2)的所述试验数据集；和通过将所述动作装置(2)的所述至少一个可调整控制参数设置为所述习得值并且命令所述动作装置(2)在记录所述至少一个测试数据集的同时执行至少一次所述预定义任务来记录至少一个测试数据集。5.一种包括动作装置(2)和监测装置(3)的监控系统，所述监测装置是根据权利要求1至4中任一项所述的监测装置，所述动作装置(2)设置有：-分别能够由多个相应的命令信号命令的多个致动器模块(4)；-能够获取传感器数据的至少一个传感器模块(5)；-通信模块(12)；和-控制模块(6)，该控制模块能够接收所述传感器数据并产生多个命令信号以命令所述致动器模块(4)执行预定义任务。6.根据权利要求5所述的监控系统，其中，所述动作装置(2)的所述传感器模块(5)包括：-能够获取输入传感器数据的至少一个输入传感器(7)，所述动作装置(2)的所述控制模块(6)使用所述输入传感器数据，以产生所述多个命令信号；以及-能够获取状态传感器数据的至少一个状态传感器(8)，所述监测装置(3)的所述控制模块(16)使用所述状态传感器数据，以计算所述动作装置操作指示符。7.根据权利要求6所述的监控系统，其中，所述输入传感器(7)是诸如相机之类的二维或三维传感器，并且其中所述状态传感器(8)是诸如振动传感器、噪音传感器、温度传感器、位置传感器、方位传感器或功率传感器之类的低维传感器。8.根据权利要求5至7中任一项所述的监控系统，该监控系统还包括动作装置学习模块(10)，其中，所述动作装置学习模块(10)能够：命令所述动作装置(2)的所述控制模块(6)利用所述至少一个可调整控制参数的至少两个不同值执行多个预定义任务试验，并且利用所述至少一个可调整控制参数的习得值执行至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤丹一，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP