[發(fā)明專利]一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市政管網(wǎng)清淤機(jī)器人及工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710375597.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN107178146B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉漢清;楊星波;許莉莉;郭智雄;張峰;陳劍;馬睿琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安市市政設(shè)施管理局;西安水務(wù)（集團(tuán)）水業(yè)開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): E03F9/00
• 分類號(hào): E03F9/00;G06N3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市政管網(wǎng)清淤機(jī)器人，其特征在于，包括車身(14)，車身(14)底部設(shè)置有輪胎(4)，車身(14)上設(shè)置有電池組(1)、BP計(jì)算模塊(2)和電機(jī)組(3)，車身(14)內(nèi)設(shè)置有收納倉(cāng)(5)，車身(14)前部為斜面，斜面的兩側(cè)設(shè)置有滑軌軌道(12)，車身(14)前部設(shè)置有鏟刀(8)和能夠在滑軌軌道(12)上滑動(dòng)的吸淤滾筒(7)，車身(14)前部設(shè)置有紅外探測(cè)器(9)，紅外探測(cè)器(9)連接BP計(jì)算模塊(2)，BP計(jì)算模塊(2)通過(guò)電機(jī)組(3)連接吸淤滾筒(7)和鏟刀(8)；

所述鏟刀(8)通過(guò)滑軌固定在車身(14)底部，鏟刀(8)能夠在車身(14)底部伸縮。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市政管網(wǎng)清淤機(jī)器人，其特征在于，所述車身(14)的兩側(cè)均設(shè)置有軌道(10)，兩個(gè)軌道(10)上均設(shè)置有機(jī)械臂(11)，機(jī)械臂(11)上設(shè)置有用于在軌道(10)內(nèi)滑動(dòng)的滑軌固定塊(6)，機(jī)械臂(11)的遠(yuǎn)端設(shè)置有用于鉸接吸淤滾筒(7)的固定滾軸(13)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市政管網(wǎng)清淤機(jī)器人，其特征在于，所述紅外探測(cè)器(9)為兩個(gè)，分別設(shè)置有車身(14)前部上方的兩側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市政管網(wǎng)清淤機(jī)器人，其特征在于，所述電池組(1)、BP計(jì)算模塊(2)和電機(jī)組(3)均設(shè)置在車身(14)的后部。

5.權(quán)利要求1所述的一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市政管網(wǎng)清淤機(jī)器人的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，紅外探測(cè)器(9)采集管道內(nèi)的信息，并將信息發(fā)送至BP計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果發(fā)送至電機(jī)組(3)；

步驟二，電機(jī)組(3)控制機(jī)械臂(11)沿著滑軌軌道(12)向下運(yùn)行，從而帶動(dòng)吸淤滾筒(7)向下延伸，下降至工作位置后，吸淤滾筒(7)開始轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行吸淤；

步驟三，當(dāng)紅外探測(cè)器(9)發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)有大型異物時(shí)，電機(jī)組(3)控制機(jī)械臂(11)復(fù)位，并控制鏟刀(8)將大型異物鏟入收納倉(cāng)(5)中；

步驟四，大型異物鏟除后，電機(jī)組(3)控制鏟刀(8)收回，吸淤滾筒(7)下降至工作位置后繼續(xù)運(yùn)行。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市政管網(wǎng)清淤機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述步驟一中，BP計(jì)算模塊的工作方法包括以下步驟：

第一步，系統(tǒng)初始化；

第二步，w_ji為權(quán)值，j為當(dāng)前層單元，i為上一層單元，k為下一層單元，當(dāng)i為0時(shí)，權(quán)值為閾值，對(duì)l層單元j計(jì)算線性組合系數(shù)，

計(jì)算本層輸出，

取sigmoid函數(shù)，

若l為第一隱層，則有

若l為輸出層，則設(shè)輸出為

第三步，進(jìn)行反向計(jì)算，對(duì)l層單元j計(jì)算局部梯度若l為輸出層，則

若取sigmoid函數(shù)，則有

若l為隱層，則有

第四步，進(jìn)行權(quán)值修正，設(shè)n為計(jì)算次數(shù)，則權(quán)值修正公式為，

n＝n+1

取新樣本x₁x₂返回步驟二，對(duì)樣本集合中的每個(gè)樣本學(xué)習(xí)一次，即可完成。