【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，具体涉及一种机器人负载辨识方法。
技术介绍
1、目前，机器人负载辨识的主要方法包括基于关节数据检测、末端六维力传感器检测、关节一维力矩传感器检测和底座六维力传感器检测等多种技术。在这些方法中，基于关节数据检测方法具备多项优势，包括成本低、结构集成度高、可靠性强等特点。基于关节数据检测的负载辨识方法通常涵盖以下步骤：首先，执行一段特定的激励轨迹，同时实时采集机器人关节数据；接着，利用这些采集到的数据，通过动力学方程，进行负载参数的辨识。这个过程是通过分析数据信号中的特征信息，以推断负载特性的方法来实现的。
2、然而，基于关节数据检测的负载辨识方法通常同时或者仅通过一步辨识得到所有参数，影响负载辨识精度，导致负载辨识精度低。
技术实现思路
1、本专利技术为解决相关技术中负载辨识精度低的问题，提出了如下技术方案。
2、本专利技术第一方面实施例提出了一种机器人负载辨识方法，包括以下步骤：确定机器人带载运行时负载引起的动力学方程，所述动力学方程包括负载动力学参数集；确定各个负载动力学参数的辨识优先级，并将所述负载动力学参数集根据所述辨识优先级由高到低划分为多级负载动力学参数集；基于所述辨识优先级的级数将所述动力学方程进行拆解；基于拆解后的动力学方程并按照所述辨识优先级对各级负载动力学参数集进行分步辨识，以得到各级负载动力学参数。
3、另外，根据本专利技术上述实施例的机器人负载辨识方法还可以具有如下附加的技术特征。
4、根据
5、根据本专利技术的一个实施例，所述负载引起的动力学方程还包括负载动力学观测矩阵，基于所述辨识优先级的级数将所述动力学方程进行拆解，包括：根据所述辨识优先级的级数将所述动力学方程的负载动力学观测矩阵、负载动力学参数集分别进行拆解，以拆解出各级负载动力学参数集、各级负载动力学参数集对应的观测矩阵；根据拆解出的各级负载动力学参数集、各级负载动力学参数集对应的观测矩阵构建拆解后的动力学方程。
6、根据本专利技术的一个实施例，基于拆解后的动力学方程并按照所述辨识优先级对各级负载动力学参数集进行分步辨识，以得到各级负载动力学参数，包括：基于拆解后的动力学方程得到第一级负载动力学参数集对应的第一动力学方程；基于所述第一动力学方程对第一级负载动力学参数进行辨识，以得到第一级负载动力学参数；基于前i-1级负载动力学参数的辨识结果和拆解后的动力学方程，得到第i级负载动力学参数集对应的第二动力学方程，其中，i为大于1的整数；基于所述第二动力学方程对第i级负载动力学参数进行辨识，以得到第i级负载动力学参数。
7、根据本专利技术的一个实施例，基于拆解后的动力学方程得到第一级负载动力学参数集对应的第一动力学方程，包括：将拆解后的动力学方程中的除第一级负载动力学参数对应的观测矩阵以外的观测矩阵赋零值，以得到第一级负载动力学参数集对应的第一动力学方程。
8、根据本专利技术的一个实施例，基于所述第一动力学方程对第一级负载动力学参数进行辨识，以得到第一级负载动力学参数，包括：对所述第一动力学方程进行优化处理，以得到第一激励轨迹；根据所述第一激励轨迹控制所述机器人运行，并采集第一关节数据；根据所述第一动力学方程、所述第一关节数据计算得到第一级负载动力学参数。
9、根据本专利技术的一个实施例，基于前i-1级负载动力学参数的辨识结果和拆解后的动力学方程，得到第i级负载动力学参数集对应的第二动力学方程，包括：将辨识出的前i-1级负载动力学参数对应的观测矩阵、辨识出的前i-1级负载动力学参数代入拆解后的动力学方程，并将除前i级负载动力学参数对应的观测矩阵以外的的观测矩阵赋零值，以得到第i级负载动力学参数集对应的第二动力学方程。
10、根据本专利技术的一个实施例，基于所述第二动力学方程对第i级负载动力学参数进行辨识，以得到第i级负载动力学参数，包括：对所述第二动力学方程进行优化处理，以得到第二激励轨迹；根据所述第二激励轨迹控制所述机器人运行，并采集第二关节数据；根据所述第二动力学方程、所述第二关节数据计算得到第i级负载动力学参数。
11、根据本专利技术的一个实施例，根据所述第二动力学方程、所述第二关节数据计算得到第i级负载动力学参数，包括：根据所述第二关节数据计算得到第i级负载动力学参数对应的观测矩阵；根据所述第二关节数据、所述第i级负载动力学参数对应的观测矩阵和所述第二动力学方程进行计算，以得到第i级负载动力学参数。
12、根据本专利技术的一个实施例，所述负载引起的动力学方程为：
13、τp＝ypβp
14、其中，τp为负载引起的关节力矩，yp为负载动力学观测矩阵，βp为负载动力学参数集；
15、所述拆解后的动力学方程为：
16、τp＝y1β1+…+yiβi+…+ynβn
17、yp＝[y1,…,yi,…,yn]t
18、βp＝[β1,…,βi,…,βn]t
19、其中，τp为负载引起的关节力矩，y1、yi和yn分别为第一级负载动力学参数集对应的观测矩阵、第i级负载动力学参数集对应的观测矩阵和第n级负载动力学参数集对应的观测矩阵，β1、βi和βn分别为第一级负载动力学参数集、第i级负载动力学参数集和第n级负载动力学参数集，n为辨识优先级的级数，i≤n，i、n均为大于1的整数。
20、根据本专利技术的一个实施例，所述第一动力学方程为：
21、τp1＝y1β1
22、其中，τp1为负载引起的第一关节力矩，其在对第一级负载动力学参数进行辨识时得到，y1为第一级负载动力学参数对应的观测矩阵，β1为第一级负载动力学参数集。
23、根据本专利技术的一个实施例，所述第二动力学方程为：
24、τpi＝y1β1+…+yi-1βi-1+yiβi
25、其中，τpi为负载引起的第二关节力矩，其在对第i级负载动力学参数进行辨识时得到，y1为第一级负载动力学参数对应的观测矩阵，β1为第一级负载动力学参数集，yi-1为第i-1级负载动力学参数对应的观测矩阵，βi-1为第i-1级负载动力学参数集，yi为第i级负载动力学参数对应的观测矩阵，βi为第i级负载动力学参数集。
26、本专利技术实施例的技术方案，首先确定机器人带载运行时负载引起的动力学方程，动力学方程包括负载动力学参数集，确定各个负载动力学参数的辨识优先级，并将负载动力学参数集根据辨识优先级由高到低划分为多级负载动力学参数集，然后基于辨识优先级的级数将动力学方程进行拆解，最后基于拆解后的动力学方程并按照辨识优先级对各级负载动力学参数集进行分步辨识，以得到各级负载动力学参数。由此，将负载动力学参数按照辨识优先级划分为多级，并基于级数和负载引起的动力学方程，按照优先级进行分步辨识，有利于提高负载辨识精度。...
【技术保护点】
1.一种机器人负载辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，确定各个负载动力学参数的辨识优先级，包括：
3.根据权利要求1所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，所述负载引起的动力学方程还包括负载动力学观测矩阵，
4.根据权利要求1所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，基于拆解后的动力学方程并按照所述辨识优先级对各级负载动力学参数集进行分步辨识，以得到各级负载动力学参数，包括：
5.根据权利要求4所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，基于拆解后的动力学方程得到第一级负载动力学参数集对应的第一动力学方程，包括：
6.根据权利要求4所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，基于所述第一动力学方程对第一级负载动力学参数进行辨识，以得到第一级负载动力学参数，包括：
7.根据权利要求4所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，基于前i-1级负载动力学参数的辨识结果和拆解后的动力学方程，得到第i级负载动力学参数集对应的第二动力学方程，包括：
8.根据权利要求4-7任一
9.根据权利要求8所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，根据所述第二动力学方程、所述第二关节数据计算得到第i级负载动力学参数，包括：
10.根据权利要求1所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，所述负载引起的动力学方程为：
11.根据权利要求4-7任一项所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，所述第一动力学方程为：
12.根据权利要求4-7任一项所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，所述第二动力学方程为：
...【技术特征摘要】
1.一种机器人负载辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，确定各个负载动力学参数的辨识优先级，包括：
3.根据权利要求1所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，所述负载引起的动力学方程还包括负载动力学观测矩阵，
4.根据权利要求1所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，基于拆解后的动力学方程并按照所述辨识优先级对各级负载动力学参数集进行分步辨识，以得到各级负载动力学参数，包括：
5.根据权利要求4所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，基于拆解后的动力学方程得到第一级负载动力学参数集对应的第一动力学方程，包括：
6.根据权利要求4所述的机器人负载辨识方法，其特征在于，基于所述第一动力学方程对第一级负载动力学参数进行辨识，以得到第一级负载动力学参数，包括：
7....
【专利技术属性】
技术研发人员：魏洪兴，唐冬冬，崔元洋，曾雨昊，刘刚，
申请(专利权)人：遨博北京智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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