一种用于工业移动机器人的监控方法及系统与流程

1.本发明涉及工业应用中的实时数据监控技术领域，特别是涉及一种用于工业移动机器人的监控方法及系统。


背景技术：

2.随着计算机技术的大力发展，人工智能化技术得到有效推进，同时智能移动机器人也被广泛的应用于实际工业作业中。
3.智能化移动机器人的广泛应用除了带来了工业作业过程中的便利，同时移动机器人自身的管理问题也逐渐暴露出来。智能化移动机器人在完成任务的过程中会产生大量反应自身运动状态、设备状态、以及测量结果等作业数据，现有技术中常采用人工管理的方式进行归档，但是单纯依靠人力管理存在工作量巨大，容易出错等导致数据可靠性不高的现象出现。


技术实现要素：

4.发明目的：提出一种用于工业移动机器人的监控方法及系统，以解决现有技术存在的上述问题，通过对移动机器人实时作业过程中的数据进行高效管理，实现工作过程可追溯，可查询的目的。
5.技术方案：第一方面，提出了一种用于工业移动机器人的监控方法，该方法具体包括以下步骤：
6.步骤1、实时获取工业移动机器人的作业数据；
7.步骤2、分析获取到的作业数据；
8.步骤3、判断作业数据分析结果，当分析结果为存在异常数据时跳转至步骤4；反之，跳转至步骤5；
9.步骤4、根据异常数据类型制定应对策略；
10.步骤5、构建数据库存储器，并记录工业移动机器人作业过程中的作业数据，用于后续追溯的依据。
11.通过建立对工业移动机器人作业数据的监测，实时获取分析作业数据，有效实现了机器人作业过程的可追溯，以及对获取数据的可查询。
12.在第一方面的一些可实现方式中，通过分析实时获取到的工业移动机器人作业数据，获取当下状态下的工业移动机器人的作业状态，从而作为判断行为是否异常的依据。
13.其中，采集到的数据具体包括：运行速度、通信状况、电量状况、机械单元的工作状态、以及测量数据。
14.在第一方面的一些可实现方式中，通过构建至少两个数据存储表，形成存储作业数据的数据库存储器；所述数据存储表具体包括：传感器表、机器人表、任务表、视觉数据表、运动状态表。数据存储表之间通过设定同一识别编号的主键，采用联合查询的方式实现多表之间的数据查询。
15.通过联合查询的方式，可以减少编码过程中多次调用不同表时所占据的运行内存，同时也可极大程度上的减少数据表不必要的多次读取，提高运行速度。
16.在第一方面的一些可实现方式中，对移动机器人进行作业监控的过程中，针对存储的作业数据，还包括操作人员对数据读取步骤。进一步的，通过设定身份验证界面，限定操作人员的操作权限，在用户的可视化界面，当接收到的账号以及密码在验证后符合设定的数据值时，则可进入相应的操作界面，实现对数据库中数据的读取以及删除操作。通过添加身份验证的操作，可以有效保护数据的可靠性和不可篡改性。
17.为了便于工作人员对数据的有效操作，在用户的可视化界面采用图形化的编程方式进行主界面的开发。
18.其中，主界面划分数据库功能区、移动机器人监控区、移动机器人传感器实时传输区、视觉影像区。具体的，数据库功能区通过导航栏可以跳转至任务管理模块、机器人设备管理模块、数据统计模块、日志管理模块等；移动机器人监控区通过导航栏可以跳转至机器人运动方向显示模块、机器人运动速度控制模块、机器人启停控制模块等；移动机器人传感器实时传输区通过导航栏可以跳转至传感数据实时显示模块；视觉影像区通过导航栏可以跳转至机器人实时影像模块。
19.在第一方面的一些可实现方式中，在监测过程中进一步采用均衡量化器对移动工业机器人输出的信号进行量化，量化表达式为：
[0020][0021]
式中，δ表示均衡量化器的量化间隔；m表示量化器的饱和值；表示向下取整函数；y(k)表示测量输出值。
[0022]
在第一方面的一些可实现方式中，针对大规模非线性动态过程故障检测问题，利用随机傅里叶特征对原始数据进行映射，获得特征空间中的数据集，并在特征空间中应用滑动窗口技术并结合相异度指标对特征空间中的数据集进行过程状态监控。
[0023]
第二方面，提出一种用于工业移动机器人的监控系统，该系统具体包括以下模块：
[0024]
用于获取工业移动机器人作业数据的数据采集模块；
[0025]
用于分析作业数据的数据分析模块；
[0026]
用于判断作业数据的数据判断模块；
[0027]
用于制定应对策略的策略制定模块；
[0028]
用于构建数据库的存储器构建模块。
[0029]
在第二方面的一些可实现方式中，为了更好的方便工业移动机器人作业过程中的数据追溯，本实施例提出的监控系统用于实时监控工业移动机器人的作业数据，通过实时分析作业数据，有效提高工业移动机器人的作业状态。具体的，首先通过数据采集模块实时获取工业移动机器人作业数据；其次，采用数据分析模块分析数据采集模块采集到的作业数据；再次，利用数据判断模块判断数据分析出来的结果，并根据分析结果调用相应的系统模块；从次，当数据判断模块判断出的结果为存在异常数据时，调用策略制定模块根据异常数据类型制定应对策略；最后，通过存储器构建模块构建数据库，用于记录工业移动机器人
作业过程中的作业数据，并作为后续追溯的依据。
[0030]
第三方面，提出一种用于工业移动机器人的监控设备，该设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现工业移动机器人的监控方法。
[0031]
第四方面，提出一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现工业移动机器人的监控方法。
[0032]
有益效果：本发明提出了一种用于工业移动机器人的监控方法及系统，通过建立对工业移动机器人作业数据的监测，实时获取分析作业数据，有效实现了机器人作业过程的可追溯，以及对获取数据的可查询。同时针对工业移动机器人实际作业过程中的传感器故障检测的情况，在检测过程中进一步采用均衡量化器对输出的信号进行量化，采用的均衡量化器可以有效解约计算资源，以及加快量化速度。
附图说明
[0033]
图1为本发明的数据处理流程图。
具体实施方式
[0034]
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0035]
申请人认为智能化移动机器人的广泛应用除了带来了工业作业过程中的便利，同时移动机器人自身的管理问题也逐渐暴露出来。智能化移动机器人在完成任务的过程中会产生大量反应自身运动状态、设备状态、以及测量结果等作业数据，现有技术中常采用人工管理的方式进行归档，但是单纯依靠人力管理存在工作量巨大，容易出错等导致数据可靠性不高的现象出现。
[0036]
为了提高移动机器人的有效管理，本发明提出一种用于工业移动机器人的监控方法及系统，以解决现有技术存在的问题，通过对移动机器人实时作业过程中的数据进行高效管理，实现工作过程可追溯，可查询的目的。
[0037]
实施例一
[0038]
在一个实施例中，本技术提出一种用于工业移动机器人的监控方法，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
[0039]
步骤1、实时获取工业移动机器人的作业数据；
[0040]
步骤2、分析获取到的作业数据；
[0041]
步骤3、判断作业数据分析结果，当分析结果为存在异常数据时跳转至步骤4；反之，跳转至步骤5；
[0042]
步骤4、根据异常数据类型制定应对策略；
[0043]
步骤5、构建数据库存储器，并记录工业移动机器人作业过程中的作业数据，用于后续追溯的依据。
[0044]
本实施例通过建立对工业移动机器人作业数据的监测，实时获取分析作业数据，
有效实现了机器人作业过程的可追溯，以及对获取数据的可查询。
[0045]
实施例二
[0046]
在实施例一基础上的进一步实施例中，为了更好的检测到移动机器人的作业数据，采集到的数据具体包括：运行速度、通信状况、电量状况、机械单元的工作状态、以及测量数据。
[0047]
为了更好的存储工业移动机器人的作业数据，建立的数据库中根据需求建立对应的数据表，数据表具体包括：传感器表、机器人表、任务表、视觉数据表、运动状态表。通过多表联合查询，可以有效实现对数据的查询。每个数据表中设置同一识别编号的主键，用于后续的联合查询。通过联合查询的方式，可以减少编码过程中多次调用不同表时所占据的运行内存，同时也可极大程度上的减少数据表不必要的多次读取，提高运行速度。
[0048]
为了保证数据的可靠性，针对数据库的访问权限设定相应的管理员的身份。在用户的可视化界面，当接收到的账号以及密码在验证后符合设定的数据值时，则可进入相应的操作界面，实现对数据库中数据的读取，以及增、删、改、查等操作。通过添加身份验证的操作，可以有效保护数据的可靠性和不可篡改性。
[0049]
相较于编程中的后台运行界面，为了便于工作人员对数据的有效操作，在用户界面采用图形化的编程方式进行主界面的开发。主界面划分数据库功能区、移动机器人监控区、移动机器人传感器实时传输区、视觉影像区。具体的，数据库功能区通过导航栏可以跳转至任务管理模块、机器人设备管理模块、数据统计模块、日志管理模块等；移动机器人监控区通过导航栏可以跳转至机器人运动方向显示模块、机器人运动速度控制模块、机器人启停控制模块等；移动机器人传感器实时传输区通过导航栏可以跳转至传感数据实时显示模块；视觉影像区通过导航栏可以跳转至机器人实时影像模块。
[0050]
实施例三
[0051]
在实施例一基础上的进一步实施例中，针对工业移动机器人实际作业过程中的传感器故障检测的情况，在监测过程中进一步采用均衡量化器对输出的信号进行量化，量化表达式为：
[0052][0053]
式中，δ表示均衡量化器的量化间隔；m表示量化器的饱和值；表示向下取整函数；y(k)表示测量输出值。本实施例采用的均衡量化器可以有效解约计算资源，以及加快量化速度。
[0054]
针对大规模非线性动态过程故障检测问题，进一步提出随机傅里叶特征相异度的故障检测方法。首先，利用随机傅里叶特征对原始数据进行映射，获得特征空间中的数据集；然后，在特征空间中应用滑动窗口技术并结合相异度指标对特征空间中的数据集进行过程状态监控。本实施例通过随机傅里叶特征快速捕获数据的非线性结构并结合相异度指标消除样本间自相关性的影响，有效地提高了过程监控性能。
[0055]
实施例四
[0056]
在一个实施例中，提出一种用于工业移动机器人的监控系统，用于实现一种用于
工业移动机器人的监控方法，该系统具体包括以下模块：
[0057]
用于获取工业移动机器人作业数据的数据采集模块；
[0058]
用于分析作业数据的数据分析模块；
[0059]
用于判断作业数据的数据判断模块；
[0060]
用于制定应对策略的策略制定模块；
[0061]
用于构建数据库的存储器构建模块。
[0062]
在进一步的实施例中，为了更好的方便工业移动机器人作业过程中的数据追溯，本实施例提出的监控系统用于实时监控工业移动机器人的作业数据，通过实时分析作业数据，有效提高工业移动机器人的作业状态。具体的，首先通过数据采集模块实时获取工业移动机器人作业数据；其次，采用数据分析模块分析数据采集模块采集到的作业数据；再次，利用数据判断模块判断数据分析出来的结果，并根据分析结果调用相应的系统模块；从次，当数据判断模块判断出的结果为存在异常数据时，调用策略制定模块根据异常数据类型制定应对策略；最后，通过存储器构建模块构建数据库，用于记录工业移动机器人作业过程中的作业数据，并作为后续追溯的依据。
[0063]
实施例五
[0064]
在一个实施例中，提出一种用于工业移动机器人的监控设备，该设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现工业移动机器人的监控方法。
[0065]
实施例六
[0066]
在一个实施例中，提出一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现工业移动机器人的监控方法。
[0067]
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。