2022年9月20日,云基智能机器人实验室针对服务机器人故障诊断的最新研究成果“Fault Diagnosis of Wheeled Robot Based on Prior Knowledge and Spatial-temporal Difference Graph Convolutional Network”在《IEEE Transactions on Industrial Informatics》期刊在线发表,根据2021年12月最新升级版检索,该期刊是计算机科学和工程技术领域影响力较大的期刊,为JCR一区,中科院一区TOP期刊,影响因子为11.648。硕士生缪昭明为该论文的第一作者,周风余教授与袁宪锋副教授为通讯作者。
该研究成果主要针对服务机器人多传感器故障特征关系建模问题。传统的深度学习的方法难以捕获传感器测量数据之间的关系特征。图卷积网络(GCN)使用图结构数据和关联图作为输入,对关系建模更有效。然而,现有的基于GCN的故障诊断方法存在以下缺点:1)关联图是根据数据样本的相似度或其特征获得的,不能保证准确性;2)模型关注空间相关性,忽略时间相关性。针对这些问题,该研究提出基于先验知识(即机器人的简化数学模型)建立机器人数据关联图。在此基础上,提出了一种用于轮式机器人故障诊断的时空差分图卷积网络(STDGCN)。该网络包含一个差分层,利用局部差分特性进行特征增强,并引入时空图卷积模块来联合捕获时空相关性。在与多种最新的故障诊断方法的对比中,所提方法取得了最优的性能。
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