[发明专利]线性关系模型的建立及碰撞检测方法、装置及电子设备

说明书

本申请提供了一种线性关系模型的建立及碰撞检测方法、装置及电子设备。该线性关系模型的建立方法包括：建立待辨识的动力学参数模型Φ，动力学参数模型Φ包括每一关节的多个动力学参数；建立回归矩阵W，回归矩阵W包括机器人本体的各个关节的位置参数、角速度参数以及角加速度参数；获取机器人处于多个运动状态下时每一关节的位置参数、角速度参数以及角加速度参数，以及每种运动状态下的约束力参数(F，T)；根据多个运动状态下的每一关节的位置参数、角速度参数以及角加速度参数，以及对应每种运动状态下的约束力参数对所述动力学参数模型Φ进行辨识，从而建立线性关系模型(F，T)＝WΦ。本申请可以提高碰撞判断的准确性，避免出现误判。

技术领域

本申请涉及机器人碰撞检测技术领域，具体而言，涉及一种线性关系模型的建立及碰撞检测方法、装置及电子设备。

背景技术

目前主流的机器人碰撞检测方式是基于机器人动力学。通过辨识机器人的动力学参数，包括机器人各个关节的质量、质心、摩擦力以及电机转子惯量等，再根据动力学方程计算出各个关节需要的理论输出扭矩。通过实时测量各个关节的电流，得到各个关节实际的输出扭矩，通过比较理论与实际的输出扭矩差值来判断机器人是否发生碰撞。

但是，基于机器人动力学进行机器人碰撞检测，其准确性主要取决于动力学参数辨识的精度、关节电机电流的精度。而由于关节摩擦力参数辨识通常存在较大误差，且关节电流存在很大的噪声，导致机器人碰撞检测精度低，容易出现误判。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种线性关系模型的建立及碰撞检测方法、装置及电子设备，可以提高碰撞检测的准确率。

第一方面，本申请实施例提供了一种线性关系模型的建立方法，用于机器人的碰撞检测，所述机器人包括机器人本体、六维力传感器以及底座，所述机器人本体设置于所述底座上，所述机器人本体设置有六个关节，所述六维力传感器用于检测所述机器人本体对所述底座的约束力参数；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

建立待辨识的动力学参数模型Φ，所述动力学参数模型Φ包括每一所述关节的多个动力学参数；

建立回归矩阵W，其中，所述回归矩阵W包括机器人本体的各个关节的位置参数、角速度参数以及角加速度参数；

获取所述机器人处于多个运动状态下时每一所述关节的位置参数、角速度参数以及角加速度参数，以及每种运动状态下的约束力参数(F，T)，其中，F为机器人本体对底座的作用力，T为机器人本体对底座的转矩；

根据所述多个运动状态下的每一所述关节的位置参数、角速度参数以及角加速度参数，以及对应每种运动状态下的约束力参数对所述动力学参数模型Φ进行辨识，从而建立线性关系模型(F，T)＝WΦ。

本申请通过该方法建立的线性关系模型在进行碰撞检测时，可以通过获取六维力传感器的检测数据来实现碰撞判断，无需在对机器人的关节的运动参数进行检测，可以提高碰撞判断的准确性，避免出现误判。

可选地，在本申请实施例所述的线性关系模型的建立方法中，所述获取所述机器人处于多个运动状态下的每一所述关节的位置参数、角速度参数以及角加速度参数，以及对应每种运动状态下的约束力参数(F，T)的步骤之前，还包括：

基于回归矩阵W选取机器人的运动激励模型，以使得回归矩阵W的条件数最小，其中，所述运动激励模型用于描述所述机器人的运动状态；

从所述运动激励模型上选取多个目标点从而确定出多个运动状态，每一个目标点对应一个运动状态。

本申请通过选取合适的运动激励模型可以降低动力学参数模型Φ的各个动力学参数的辨识误差，可以提高碰撞检测的准确性。