机器臂信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及机器人领域，揭示了机器臂信号处理方法，包括：将机器臂指定关节的关节信息输入至前馈处理通道进行运算，得到所述关节信息对应的第一数据，其中，指定关节为机器臂中的所有关节中任意一个，关节信息包括控制关节运动的电机脉冲信号，第一数据包括从电机脉冲信号中计算的运动弧度；将第一数据输入闭环反馈通道进行误差调整，得到调整第一数据误差后的第二数据；将带有误差校正的运动弧度进行高阶可导运算，得到指定关节对应的运动信息；接收指定关节对应的运动信息。通过结合协作机械臂的控制场景，设计了编码器信号处理算法，优化后的处理算法可提取机械臂各关节的位置信号和速度信号，具有跟随动态性能快、噪声低的优良特点。

【技术实现步骤摘要】
机器臂信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质
本申请涉及到机器人领域，特别是涉及到机器臂信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
协作型机械臂具有力反馈感知敏感、运动灵活度高等特点，协作机械臂的常用控制技术包含运动轨迹控制、末端执行器速度控制、力反馈控制、零阻尼控制等。目前在机械臂的运动轨迹控制、末端速度控制、力反馈控制中均需要获取机械臂关节处高质量的位置信号、速度信号等反馈信号。目前获取这些反馈信号大多采用低通滤波器、微分等处理方式，但这些传统处理算法难以兼容信号跟随的快速性和低噪声特性，不能满足机械臂平滑运动的需求。
技术实现思路
本申请的主要目的为提供机器臂信号处理方法，旨在解决现有机械臂运动轨迹控制不能满足机械臂平滑运动的需求的技术问题。本申请提出一种机器臂信号处理方法，包括：将机器臂指定关节的关节信息输入至前馈处理通道进行运算，得到所述关节信息对应的第一数据，其中，所述指定关节为所述机器臂中的所有关节中任意一个，所述关节信息包括控制关节运动的电机脉冲信号，所述第一数据包括从所述电机脉冲信号中计算的运动弧度；将所述第一数据输入闭环反馈通道进行误差调整，得到调整所述第一数据误差后的第二数据，其中，所述第二数据包括误差校正；将带有所述误差校正的运动弧度进行高阶可导运算，得到所述指定关节对应的运动信息，其中，所述运动信息包括位置信号、角速度信号和加速度信号；接收所述指定关节对应的运动信息。优选地，所述高阶可导运算包括二阶可导运算，所述将带有所述误差校正的运动弧度进行高阶可导运算，得到所述指定关节对应的运动信息的步骤，包括：将带有所述误差校正的运动弧度进行积分运算，得到所述位置信息；将所述位置信息进行一阶求导得到所述角速度；将所述位置信息进行二阶求导得到所述加速度。优选地，所述将所述位置信息进行二阶求导得到所述加速度的步骤，包括：将所述位置信息进行二阶求导得到二阶导数；将所述二阶导数进行滤波，得到所述加速度信息。优选地，所述将所述第一数据输入闭环反馈通道进行误差调整，得到调整所述第一数据误差后的第二数据的步骤，包括：接收所述前馈处理通道对所述关节信息进行不完全微分，得到的表征当前时刻运动趋势的所述第一数据，其中，所述前馈处理通道包括依次串联的第一量纲转换和不完全微分；将所述第一数据根据所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息，进行误差调整得到所述第二数据。优选地，所述闭环反馈通道包括封闭环接的前向通道和反馈通道，所述反馈通道中串联第二量纲转换，所述将所述第一数据根据所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息，进行误差调整得到所述第二数据的步骤，包括：获取所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息；将所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息通过所述第二量纲转换，得到所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息对应的脉冲信号；将所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息对应的脉冲信号，与所述第一数据进行跟踪修正，使所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息对应的脉冲信号趋近于所述当前时刻捕获的关节信息。优选地，所述接收所述指定关节对应的运动信息的步骤之后，包括：将所述位置信号输入到正运动学方程进行求解，得到所述机器臂的末端位姿；将所述角速度信号进行几何雅克比运算，得到所述机器臂的末端速度；根据所述机器臂的末端位姿和末端速度，控制所述机器臂进行协作运动。本申请还提供了一种机器臂信号处理装置，包括：第一输入模块，用于将机器臂指定关节的关节信息输入至前馈处理通道进行运算，得到所述关节信息对应的第一数据，其中，所述指定关节为所述机器臂中的所有关节中任意一个，所述关节信息包括控制关节运动的电机脉冲信号，所述第一数据包括从所述电机脉冲信号中计算的运动弧度；第二输入模块，用于将所述第一数据输入闭环反馈通道进行误差调整，得到调整所述第一数据误差后的第二数据，其中所述第二数据包括误差校正；运算模块，用于将带有所述误差校正的运动弧度进行高阶可导运算，得到所述指定关节对应的运动信息，其中，所述运动信息包括位置信号、角速度信号和加速度信号；接收模块，用于接收所述指定关节对应的运动信息。优选地，所述高阶可导运算包括二阶可导运算，所述运算模块包括：运算单元，用于将带有所述误差校正的运动弧度进行积分运算，得到所述位置信息；第一求导单元，用于将所述位置信息进行一阶求导得到所述角速度；第二求导单元，用于将所述位置信息进行二阶求导得到所述加速度。本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。本申请通过结合协作机械臂的控制场景，设计了编码器信号处理算法，以针对编码器脉冲反馈的信号进行合理的算法处理，优化后的处理算法可提取机械臂各关节的位置信号和速度信号，具有跟随动态性能快、噪声低的优良特点，基于此技术设计的协作机械臂控制算法，其响应快速性和抗噪声能力显著提高。附图说明图1本申请一实施例的机器臂信号处理方法流程示意图；图1a本申请一实施例的编码器内的数据处理结构框架图；图2本申请一实施例的机器臂信号处理装置结构示意图；图3本申请一实施例的计算机设备内部结构示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。参照图1，本申请一实施例的机器臂信号处理方法，包括：S1：将机器臂指定关节的关节信息输入至前馈处理通道进行运算，得到所述关节信息对应的第一数据，其中，所述指定关节为所述机器臂中的所有关节中任意一个，所述关节信息包括控制关节运动的电机脉冲信号，所述第一数据包括从所述电机脉冲信号中计算的运动弧度；S2：将所述第一数据输入闭环反馈通道进行误差调整，得到调整所述第一数据误差后的第二数据，其中，所述第二数据包括误差校正；S3：将带有所述误差校正的运动弧度进行高阶可导运算，得到所述指定关节对应的运动信息，其中，所述运动信息包括位置信号、角速度信号和加速度信号；S4：接收所述指定关节对应的运动信息。本实施例通过微分跟踪的设计思想，在编码器中并联设置前馈处理通道和闭环反馈通道，采集的关节信息与编码器中的跟踪信号满足完全一致或接近一致时，跟踪信号的微分值会与关节信息的微分值近似相等，所以在信息处理对象中设计了高阶可导运算，来获取低噪音的微分信号。通过将获取的关节信息输入至编码器的前馈处理通道和闭环反馈通道的闭环调节器进行运算，以对关节信息进行预处理。通过闭环反馈通道的闭环调节器对前馈处理通道获得的运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器臂信号处理方法，其特征在于，包括：/n将机器臂指定关节的关节信息输入至前馈处理通道进行运算，得到所述关节信息对应的第一数据，其中，所述指定关节为所述机器臂中的所有关节中任意一个，所述关节信息包括控制关节运动的电机脉冲信号，所述第一数据包括从所述电机脉冲信号中计算的运动弧度；/n将所述第一数据输入闭环反馈通道进行误差调整，得到调整所述第一数据误差后的第二数据，其中，所述第二数据包括误差校正；/n将带有所述误差校正的运动弧度进行高阶可导运算，得到所述指定关节对应的运动信息，其中，所述运动信息包括位置信号、角速度信号和加速度信号；/n接收所述指定关节对应的运动信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器臂信号处理方法，其特征在于，包括：
将机器臂指定关节的关节信息输入至前馈处理通道进行运算，得到所述关节信息对应的第一数据，其中，所述指定关节为所述机器臂中的所有关节中任意一个，所述关节信息包括控制关节运动的电机脉冲信号，所述第一数据包括从所述电机脉冲信号中计算的运动弧度；
将所述第一数据输入闭环反馈通道进行误差调整，得到调整所述第一数据误差后的第二数据，其中，所述第二数据包括误差校正；
将带有所述误差校正的运动弧度进行高阶可导运算，得到所述指定关节对应的运动信息，其中，所述运动信息包括位置信号、角速度信号和加速度信号；
接收所述指定关节对应的运动信息。


2.根据权利要求1所述的机器臂信号处理方法，其特征在于，所述高阶可导运算包括二阶可导运算，所述将带有所述误差校正的运动弧度进行高阶可导运算，得到所述指定关节对应的运动信息的步骤，包括：
将带有所述误差校正的运动弧度进行积分运算，得到所述位置信息；
将所述位置信息进行一阶求导得到所述角速度；
将所述位置信息进行二阶求导得到所述加速度。


3.根据权利要求2所述的机器臂信号处理方法，其特征在于，所述将所述位置信息进行二阶求导得到所述加速度的步骤，包括：
将所述位置信息进行二阶求导得到二阶导数；
将所述二阶导数进行滤波，得到所述加速度信息。


4.根据权利要求1所述的机器臂信号处理方法，其特征在于，所述将所述第一数据输入闭环反馈通道进行误差调整，得到调整所述第一数据误差后的第二数据的步骤，包括：
接收所述前馈处理通道对所述关节信息进行不完全微分，得到的表征当前时刻运动趋势的所述第一数据，其中，所述前馈处理通道包括依次串联的第一量纲转换和不完全微分；
将所述第一数据根据所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息，进行误差调整得到所述第二数据。


5.根据权利要求4所述的机器臂信号处理方法，其特征在于，所述闭环反馈通道包括封闭环接的前向通道和反馈通道，所述反馈通道中串联第二量纲转换，所述将所述第一数据根据所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息，进行误差调整得到所述第二数据的步骤，包括：
获取所述当前时刻的前一时刻输出的位置信息；
将所述当前时刻的前一时...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜开开，周宸，陈远旭，王虎，
申请(专利权)人：平安科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44