[發明專利]一種基于機器學習的檢測元件校準系統

在審

• 申請號: 202210362832.2
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114719892A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 馬櫻;潘啟正
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G06N3/04
• 代理公司: 北京清控智云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 馬肅;林淡如

本發明涉及一種基于機器學習的檢測元件校準系統，所述校準系統包括采集單元、校準比對單元、計算單元以及監察單元；所述采集單元用于采集待校準元件的實際檢測量，以及采集可能影響待校準元件的檢測量的多個外部變量；所述校準比對單元用于將待校準元件與標準元件進行比對從而計算出待校準元件的差異值；所述計算單元通過計算多個外部變量與差異值的相關性，選擇其中最具相關性的兩個外部變量建立第一相關性模型用于預測差異值；進一步的，通過分析校準該差異值的效益值，獲得效益最高的實施校準時的差異值節點，再通過監察單元采集的外部變量，推算實施校準的差異值節點。本發明的校準系統區別以往以固定的校準周期實施對檢測元件的校準，通過推算最優的校準時間節點，從而提高校準的效益值。

技術領域

本發明涉及儀表生產技術領域。具體而言，涉及一種基于機器學習的檢測元件校準系統。

背景技術

隨著自動化技術的發展以及社會對于生產效率要求的提升，自動化生產設備目前廣泛地應用于各個生產制造領域以及各領域中的大量生產企業。在自動化生產設備中，例如自動化數控機床、自動化壓鑄機、自動化灌裝機等，由于需要進行自動化控制生產，必然采用了各式的檢測元件用于檢測的指定物理量。諸如進行距離量測量的光電傳感器、位移傳感器，或者進行壓力量測量的壓力表、真空表，以及進行圖像識別類的工業攝像頭、紅外成像儀，或者進行周期測量的編碼器、微動開關等，例如還有如檢測重量、溫度、振動頻率等的檢測元件。

然而不管是全新的設備，或者是經過一段使用時間的設備，設備上面安裝的多個檢測元件都需要進行校準，以保證設備在多個使用環節中獲得的檢測數據都在合格的檢測量范圍內，從而進一步保證設備最后的工作質量。其中，影響檢測元件發生檢測量偏移的因素有很多，例如由于機械結構的疲勞變化導致機械式檢測元件的檢測量偏移；或者由于內部電子元件的老化，從而導致電子檢測元件實際檢測量偏離標準值；或者，由于環境物理量例如溫度、濕度、震動等因素的長度影響，導致實際檢測量的偏移。

進一步的，對檢測元件進行校準亦會由于實際檢測量的偏離值而有所區別；較小的偏移值可能花費較少的工時、人力成本進行校準，或者需要更少的零件；而較大的偏移值需要花費更多的成本。進一步的，實施校準后的精度越高，是否能帶來線性的效益增長，例如更長的下一次的校準周期，或者更好的產品質量，或者更快的生產速度，這些同樣都決定了校準的精度要求。

目前采用的校準方式為校準方案一般以周期性地進行，并且一般為針對其中數個檢測元件進行校準。查閱相關已公開技術方案，公開號為CN102483621(A)的技術方案提出一種為機床校準定義基準點的方法，利用兩個標準的基準球體用于校準機床上的三軸移動定位數據；公開號為US20180178339(A1)的技術方案提出一種使用光斑檢測儀的機床較準設備，用于對自動化機床進行三維基準平面的校準；公開號為US2021387344(A1)則提出一種用于校準工程機械臂原點的校準方法，通過主動偏移機械臂的原點，并通過使用3D錨點進行相對定位的方法，實現對機械臂原點的校準。以上技術方案，可以作為單次校準的方式實施，但對于檢測量漂移的成因還沒有作出相關的討論研究，若能找到造成檢測元件偏移原因，則可以進一步針對偏移原因作出優化，減少甚至避免偏移的產生。

發明內容

本發明的目的在于，從多個影響檢測元件偏移值的外部變量中先篩選出相關性最高的兩個或以上外部變量，通過選出的外部變量與偏移值進行擬合，建立第一相關性模型，用于通過外部變量從而預測偏移值；再次通過分析校準特定偏移值的效益值，計算校準節點的最優解，從而在達到指定的偏移值時，輸出校準提示。

本發明采用如下技術方案：

一種基于機器學習的檢測元件校準系統，所述校準系統包括采集單元、校準比對單元、計算單元以及監察單元；