传感器标定及数据测量方法、装置、设备、存储介质制造方法及图纸

本申请实施例提供一种传感器标定及数据测量方法、装置、设备、存储介质，其中传感器标定方法包括：获取传感器自身的重力和所述传感器处于静止状态且无外力作用时所测量得到的静态力；对所述重力和所述静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力；获取所述传感器处于运动状态且无外力作用时所测量得到的动态力；根据所述标定后的静态力对所述动态力进行零漂处理，得到标定后的动态力；将所述标定后的动态力，作为所述传感器进行外部作用力测量时用于进行标定的标定参数，以得到具有所述标定参数的标定后的传感器，通过本申请，实现了对传感器不同姿态下力的标定处理，从而能够对传感器进行准确的标定。

Sensor calibration and data measurement methods, devices, equipment and storage medium

【技术实现步骤摘要】
传感器标定及数据测量方法、装置、设备、存储介质
本申请实施例涉及数据测量领域，涉及但不限于一种传感器标定及数据测量方法、装置、设备、存储介质。
技术介绍
六维力传感器是机械臂智能化的重要部件之一，其广泛应用在航空航天领域的空间站舱体的对接、风力发电装置力和力矩测试、汽车行业的碰撞检测等领域，同时在医疗、军事等行业、工件打磨、抛光、装配等工业应用领域，以及力反馈遥操作领域等均有着越来越多的应用。目前，使用六维力传感器的场合，在进行力传感器标定时，均是直接对力传感器进行清零操作。但是，力传感器在实际使用过程中会受到自身重量以及负载重量等多种因素的影响，从而使得其在不同姿态下的测量数值不尽相同。因此，目前对力传感器进行标定的方法，不能使力传感器准确的检测外部作用力和力矩。
技术实现思路
本申请实施例提供一种传感器标定及数据测量方法、装置、设备、存储介质，能够对传感器进行准确的标定，从而使得传感器能够实现在不同姿态下均可准确且直接的检测外部作用力和力矩。本申请实施例的技术方案是这样实现的：本申请实施例提供一种传感器标定方法，包括：获取传感器自身的重力和所述传感器处于静止状态且无外力作用时所测量得到的静态力；对所述重力和所述静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力；获取所述传感器处于运动状态且无外力作用时所测量得到的动态力；根据所述标定后的静态力对所述动态力进行零漂处理，得到标定后的动态力；将所述标定后的动态力，作为所述传感器进行外部作用力测量时用于进行标定的标定参数，以得到具有所述标定参数的标定后的传感器。本申请实施例提供一种数据测量方法，应用于上述所提供的传感器标定方法进行传感器标定，得到标定后的传感器；采用所述标定后的传感器进行数据测量。本申请实施例提供一种传感器标定装置，包括：第一获取模块，用于获取传感器自身的重力和所述传感器处于静止状态且无外力作用时所测量得到的静态力；等效标定处理模块，用于对所述重力和所述静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力；第二获取模块，用于获取所述传感器处于运动状态且无外力作用时所测量得到的动态力；零漂处理模块，用于根据所述标定后的静态力对所述动态力进行零漂处理，得到标定后的动态力；处理模块，用于将所述标定后的动态力，作为所述传感器进行外部作用力测量时用于进行标定的标定参数，以得到具有所述标定参数的标定后的传感器。本申请实施例提供一种传感器标定设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现上述的方法。本申请实施例提供一种存储介质，存储有可执行指令，用于引起处理器执行时，实现上述的方法。本申请实施例具有以下有益效果：由于分别获取传感器在静止状态下且无外力作用时的静态力和运动状态下且无外力作用时的动态力，并对重力和静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力，然后基于标定后的静态力对动态力进行零漂处理。如此，对传感器处于静止状态和运动状态的力均进行标定，实现了对传感器不同姿态下力的标定处理，从而能够对传感器进行准确的标定，使得传感器能够实现在不同姿态下均可准确且直接的检测外部作用力和力矩。附图说明图1是本申请实施例提供的传感器标定系统的一个可选的架构示意图；图2是本申请实施例提供的服务器的结构示意图；图3是本申请实施例提供的传感器标定方法的一个可选的流程示意图；图4是本申请实施例提供的传感器标定方法的一个可选的流程示意图；图5是本申请实施例提供的传感器处于第一位置姿态的结构示意图；图6是本申请实施例提供的传感器标定方法的一个可选的流程示意图；图7是本申请实施例提供的传感器标定方法的一个可选的流程示意图；图8是本申请实施例提供的传感器标定方法的一个可选的流程示意图；图9是本申请实施例提供的传感器标定方法的一个可选的流程示意图；图10是本申请实施例提供的六维力传感器的受力图；图11是本申请实施例提供的数据测量方法的一个可选的流程示意图；图12是本申请实施例提供的数据测量系统的结构示意图；图13是本申请实施例提供的终端显示测量结果的界面图；图14是本申请实施例标定过程中等效负载施加的重力分解示意图；图15是本申请实施例提供的六维力传感器的标定方法的实现过程示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。除非另有定义，本申请实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的
的技术人员通常理解的含义相同。本申请实施例所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。为了更好地理解本申请实施例中提供的传感器标定方法和数据测量方法，首先对相关技术中的传感器标定方法进行说明，需要说明的是，本申请实施例的传感器标定方法和数据测量方法可以应用于任意一种力传感器中，为了方便理解，本申请一些实施例中以六维力传感器为例进行说明：力感知是机器人抓握和操作的重要条件，在工业机器人领域，通常采用六维力传感器，将六维力传感器安装在机器人末端，用于测量机器人工作过程中的末端受力信息。其中机械臂末端六维力传感器是机械臂感知外部力的重要组成部分，其主要安装在机械臂的末端或者基座上，用于检测机械臂末端接触力，从而导引机械臂的运动。目前六维力传感器在工业机器人以及轻型协作臂上应用较多。六维力传感器是机械臂智能化的重要部件之一，其广泛应用在航空航天领域的空间站舱体的对接、风力发电装置力和力矩测试、汽车行业的碰撞检测等领域，同时，在医疗、军事等行业也有重要的应用价值。近年来，六维力传感器在工件打磨、抛光、装配等工业应用领域，以及力反馈遥操作领域也有着越来越多的应用。安装在机械臂末端的六维力传感器可以有效检测出机械臂与外部作用的力与力矩，从而为机械臂的柔顺控制以及控制决策提供必要的“力感”。基于六维力传感器的阻抗控制可以有效克服机械臂参考位置不准确引起的碰撞问题。按照六维力传感器的测量原理，可以将六维力传感器分为应变式、电容式以及光电式等多种六维力传感器。机械臂末端安装末端六维力传感器，使得机械臂末端与六维传感器的一端连接，六维力传感器的另一端安装有末端执行器，在此基础上对一些物体实施抓取与操作。力传感器需要在去除自身重量以及末端执行器重量的基础上给出末端接触力的或者被抓取物体的重量。在目标捕获领域，机械臂末端携有六维力传感器、捕获工具以及手眼相机，机械臂在相机的引导下跟随目标物体的运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器标定方法，其特征在于，包括：/n获取传感器自身的重力和所述传感器处于静止状态且无外力作用时所测量得到的静态力；/n对所述重力和所述静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力；/n获取所述传感器处于运动状态且无外力作用时所测量得到的动态力；/n根据所述标定后的静态力对所述动态力进行零漂处理，得到标定后的动态力；/n将所述标定后的动态力，作为所述传感器进行外部作用力测量时用于进行标定的标定参数，以得到具有所述标定参数的标定后的传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种传感器标定方法，其特征在于，包括：
获取传感器自身的重力和所述传感器处于静止状态且无外力作用时所测量得到的静态力；
对所述重力和所述静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力；
获取所述传感器处于运动状态且无外力作用时所测量得到的动态力；
根据所述标定后的静态力对所述动态力进行零漂处理，得到标定后的动态力；
将所述标定后的动态力，作为所述传感器进行外部作用力测量时用于进行标定的标定参数，以得到具有所述标定参数的标定后的传感器。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静态力包括所述传感器自身的重力引起的重力分量和所述传感器的偏置力；所述对所述重力和所述静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力，包括：
对所述传感器的偏置力进行清零标定处理，并对所述重力和所述重力分量进行所述等效标定处理，得到所述标定后的静态力。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述传感器处于所述静止状态时，所述传感器包括处于三维坐标系下的第一位置姿态和处于三维坐标系下的第二位置姿态；
对应地，获取所述传感器处于静止状态且无外部作用力作用时所测量得到的静态力，包括：
获取所述传感器处于所述第一位置姿态下的第一静态力和处于所述第二位置姿态下的第二静态力；
将所述第一静态力与所述第二静态力的均值，确定为所述静态力。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定互不相同的预设数量的位置；
分别获取所述传感器在所述预设数量的位置下，处于静止状态且无外部作用力作用时所测量得到的静态力；
对应地，对所述重力和所述预设数量的静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述重力和所述预设数量的静态力进行等效标定处理，得到标定后的静态力，包括：
对所述重力和所述预设数量的静态力进行数据变换处理，得到准则函数；
采用最小二乘法对所述准则函数进行极小化处理，得到所述标定后的静态力。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述重力和所述预设数量的静态力进行数据变换处理，得到准则函数，包括：
根据所述重力和所述预设数量的静态力，确定每一静态力在至少三个维度上对应的输出矩阵；
对所述输出矩阵进行力分解处理，得到分解后的与所述静态力对应的测量矩阵和待估计参数；
根据所述预设数量的静态力中的每一静态力...

【专利技术属性】
技术研发人员：周诚，张正友，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44