[發(fā)明專利]確定技術(shù)設(shè)備的系統(tǒng)行為與標(biāo)準(zhǔn)值范圍的不允許偏差的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080076894.6
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN114616561A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·羅默爾
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06N3/04;G06N3/08;B60W50/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;劉春元

在借助于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定技術(shù)設(shè)備的不允許偏差的方法中，在學(xué)習(xí)階段向所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸送所述技術(shù)設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，在隨后的預(yù)測中僅將所述輸入數(shù)據(jù)輸送給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并且在所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中計算與所述技術(shù)設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的輸出比較數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種借助于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定技術(shù)設(shè)備的系統(tǒng)行為與標(biāo)準(zhǔn)值范圍的不允許偏差的方法。

背景技術(shù)

在DE 10 2018 206 805 B3中描述了一種借助于兩個機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)來預(yù)測對象的駕駛機動的方法。第一機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)根據(jù)第一輸入變量確定表征所述對象的輸出變量，第二機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)根據(jù)第二輸入變量確定表征所述對象的狀態(tài)的第二輸出變量。根據(jù)輸出變量預(yù)測所述對象的未來運動。在該文獻(xiàn)中，第一機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，而第二機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括概率圖形模型。

DE 10 2018 209 916 A1公開了一種借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層序列基于輸送給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層的輸入信號來確定輸出信號序列的方法。在定義的時間點，新的輸入信號已經(jīng)被輸送給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，而先前的輸入信號仍在通過所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳播。

發(fā)明內(nèi)容

借助于根據(jù)本發(fā)明的方法，可以確定技術(shù)設(shè)備的系統(tǒng)行為與標(biāo)準(zhǔn)值范圍的不允許偏差。通過這種方式可以在故障實際發(fā)生之前預(yù)測所述技術(shù)設(shè)備的全部或部分故障，從而可以及時采取相應(yīng)的對策。通過這種方式可以使用易于實現(xiàn)的措施來監(jiān)視所述技術(shù)設(shè)備的狀態(tài)。可以及時確定系統(tǒng)行為的惡化和系統(tǒng)異常。通過預(yù)給定并與標(biāo)準(zhǔn)值范圍進(jìn)行比較，可以持續(xù)監(jiān)視技術(shù)設(shè)備的狀態(tài)變化過程并確定以下時間點，到該時間點為止保證了技術(shù)設(shè)備正常工作并且從該時間點開始不再或至少不再完全能夠確保正常工作。

用于確定技術(shù)設(shè)備的不允許偏差的方法使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在學(xué)習(xí)階段向所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸送所述技術(shù)設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。通過與所述技術(shù)設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建對應(yīng)的鏈接，并針對所述技術(shù)設(shè)備的系統(tǒng)行為訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

在學(xué)習(xí)階段之后的預(yù)測階段，可以在所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中可靠地預(yù)測所述設(shè)備的系統(tǒng)行為。為此在預(yù)測階段僅將所述技術(shù)設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)輸送給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并在所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中計算與所述技術(shù)設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的輸出比較數(shù)據(jù)。如果該比較表明所述技術(shù)設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)（優(yōu)選作為測量值檢測）與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出比較數(shù)據(jù)之差偏離太大并超過了極限值，則所述技術(shù)設(shè)備的系統(tǒng)行為與標(biāo)準(zhǔn)值范圍存在不允許的偏差。然后可以采取合適的措施，例如可以產(chǎn)生或存儲警告信號或者可以停用所述技術(shù)設(shè)備的部分功能（所述技術(shù)設(shè)備的降級）。如有必要，可以在出現(xiàn)不允許偏差的情況下切換到替代技術(shù)設(shè)備。

借助于上述方法，可以持續(xù)監(jiān)視真實的技術(shù)設(shè)備。在學(xué)習(xí)階段，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從其輸入端以及從其輸出端都獲得了技術(shù)設(shè)備的足夠多的信息，從而可以在所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中以足夠的準(zhǔn)確度映射和模擬所述技術(shù)設(shè)備。這允許在隨后的預(yù)測階段監(jiān)視所述技術(shù)設(shè)備并預(yù)測系統(tǒng)行為的惡化。通過這種方式，特別是可以預(yù)測所述技術(shù)設(shè)備的剩余使用壽命。

根據(jù)一個有利的實施方式，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被細(xì)分為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和頭網(wǎng)絡(luò)，它們共同形成所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和所述頭網(wǎng)絡(luò)均由大量層組成，其中所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和所述頭網(wǎng)絡(luò)一起工作，但可細(xì)分為子網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)所述技術(shù)設(shè)備的類型，可以使用不同類型的層，特別是在頭網(wǎng)絡(luò)中，例如卷積層或密集層。

必要時可能有利的是，設(shè)置與共同的頭網(wǎng)絡(luò)作用的多個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。例如可以為每個高動態(tài)測量通道分別使用一個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

在學(xué)習(xí)階段，針對第一技術(shù)設(shè)備的系統(tǒng)行為訓(xùn)練所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和所述頭網(wǎng)絡(luò)二者。這代表了學(xué)習(xí)階段的第一部分。在學(xué)習(xí)階段的第一部分之后的第二部分中，在與所述第一技術(shù)設(shè)備相同設(shè)計的第二技術(shù)設(shè)備上進(jìn)行所述訓(xùn)練。在學(xué)習(xí)階段的第二部分，僅訓(xùn)練所述頭網(wǎng)絡(luò)，而不訓(xùn)練所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。