CN107253196B - 一种机械臂碰撞检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种机械臂碰撞检测方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种机械臂碰撞检测方法、装置、设备及存储介质，其中，该方法包括：在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新；获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化；确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。本发明实施例能够使碰撞检测精度并不随时间变化而降低，从而避免漏判和误判的现象。

Description

一种机械臂碰撞检测方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及机械臂碰撞检测技术领域，尤其涉及一种机械臂碰撞检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
机械臂是具有模仿人类手臂功能并可完成各种作业的自动控制设备，有多关节连结，能够接受指令并精确地定位到三维空间或二维平面中的点进行作业。机械臂承载能力大，刚性好，按照接收到的指令进行运动，通常不具备灵敏检测与响应和外界碰撞的能力。
现有技术中，在机械臂运动过程中，通过模型实时计算控制机械臂运动的动力装置的力矩，并实时采集的动力装置的实测力矩值，将两个力矩值进行比较，根据比较结果判断机械臂是否与外界发生碰撞。但通过上述方法对机械臂的碰撞进行检测时，检测精度会随时间的变化而降低，从而产生漏判和误判。
发明内容
本发明实施例提供一种机械臂碰撞检测方法、装置、设备及存储介质，能够使检测精度并不随时间变化而降低，从而避免漏判和误判的现象。
第一方面，本发明实施例提供了一种机械臂碰撞检测方法，包括：
在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新；
获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化；
确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。
第二方面，本发明实施例还提供了一种机械臂碰撞检测装置，包括：
更新模块，用于在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新；
获取模块，用于获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化；
碰撞判断模块，用于确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。
第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例所述的机械臂碰撞检测方法。
第四方面，本发明实施例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，该程序被处理器执行时实现本发明实施例所述的机械臂碰撞检测方法。
本发明实施例提供的技术方案，当动力学模型中与机械臂相关的至少一个参数随时间发生变化时，通过若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新，使动态阈值随时间发生变化；通过基于更新后的动态阈值以及力矩差值判断是否机械臂是否发生碰撞，其中，力矩差值根据动力装置的力矩实测值和通过动力学模型而计算的理论值而获得，能够使检测精度并不随时间变化而降低，避免漏判和误判的现象，提高检测精度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明实施例提供的一种机械臂碰撞检测方法流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种机械臂碰撞检测方法流程图；
图3是本发明实施例提供的另一种机械臂碰撞检测方法流程图；
图4是本发明实施例提供的一种机械臂碰撞检测装置结构框图；
图5是本发明实施例提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
图1是本发明实施例提供了一种机械臂碰撞检测方法流程图，所述方法由机械臂碰撞检测装置来执行，所述装置由软件和/或硬件来执行，所述装置配置在机械臂的检测设备或者控制设备中。所述方法应用于机械臂长时间重复作业过程中的碰撞检测场景中，其中，长时间是指作业时间超过设定时间。如图1所示，本发明实施例提供的技术方案包括：
S110：在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新。
在本实施例中，重复作业是指机械臂在每个作业周期内执行相同的动作。对于机械臂是否完成一个作业周期的检测可以是如下的方式：通过控制机械臂运动的变量判断机械臂是否完成一个作业周期。首先，对变量进行设定，设置该变量达到设定值，则机械臂完成一个作业周期。然后监测控制机械臂运动的变量的数值，当检测到该变量达到设定值时，判断机械臂完成一个作业周期。其中，对机械臂是否完成一个作业周期的检测还可以采用其他的方法，并不局限于上述的方法。
在本实施例中，动态阈值用于判断机械臂是否发生碰撞。具体是：可以通过动态阈值与输出力矩的差值进行比较，若输出力矩的差值与动态阈值之差在预设范围内，则判断没有发生碰撞，若输出力矩的差值与动态阈值之差超出预设范围，则判断发生碰撞。其中，输出力矩的差值为控制机械臂的动力装置力矩的实测值和通过动力学模型计算的输出力矩的理论值之差。
可选的，动力装置可以是电机。当机械臂与外界物体发生碰撞时，电机的动力发生变化，输出力矩的实测值就发生变化，则输出力矩的实测值与通过动力学模型计算的输出力矩的理论值之差发生变化，从而确定机械臂发生碰撞。其中，输出力矩的实测值可以通过检测电机输入电流的方式，从而通过输入电流计算输出力矩的实测值。
在现有技术中，用于判断机械臂是否发生碰撞的数值是静态阈值，而静态阈值是不随时间发生变化，由于动力学模型中的有些参数随时间发生变化，故动力学模型也具有时变性。故在重复作业过程中，当机械臂在进行相同作业时，故通过动力学模型计算的力矩的理论值会随时间发生变化。因此，当在机械臂在重复作业过程中进行相同作业时，输出力矩的差值会随时间发生变化，当静态阈值不发生变化时，输出力矩的差值和静态阈值之差随时间发生变化，所以在进行机械臂的碰撞检测时，容易发生误判和漏判。因此，对用于判断机械臂是否发生碰撞的数值采用动态阈值，并当机械臂完成一个作业周期时，对动态阈值进行更新，使动态阈值随时间发生变化，以克服动力学模型随时间变化产生的影响，保证碰撞检测的精度性。
在本发明实施例中，对动态阈值的更新还可以采用多种方法，例如，将动态阈值更新为目标差值的设定倍数，其中，目标差值为上一个作业周期内，动力装置的输出力矩的实测值与对应理论值差值中的最大值。或者将动态阈值根据设定的算法进行更新，其中，动态阈值的更新并不局限于上述的方法。
S120：获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化。
在本实施例中，动力装置输出力矩的实测值通过传感器进行实时获取。其中，传感器获取的可以是动力装置的输入电流，从而通过输入电流计算对应的输出力矩的实测值；或者传感器为力矩传感器，直接获取动力装置输出力矩的实测值，或者输出力矩获取方式也可以是其他方式，对获取方式并不作限制。
其中，动力装置输出力矩的实测值和理论值是对应关系。具体是：在一个作业周期内，每间隔预设的时间获取输出力矩的实测值和理论值，在相同时刻，输出力矩的实测值和理论值是对应的。例如，每间隔0.5s获取输出力矩的实测值和理论值，即在0.5s，1s、1.5s。。。。。。等时刻均获取一个输出力矩的实测值和理论值。
在本实施例中，通过动力学模型计算出的理论值的大小与动力装置的性能、机械臂的结构以及时间等因素相关。其中，动力学模型中与机械臂作业相关的的参数包括动力装置各部件之间的摩擦力、机械臂各关节之间的摩擦力等，其中动力装置各部件之间的摩擦力以及机械臂各关节之间的摩擦力均随时间发生变化，当上述的参数发生变化时，若机械臂在不同时间进行同一作业任务，通过动力学模型计算出来的输出力矩的理论值是不同的。
S130：确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。
在本发明的一个实施例中，可选的，所述基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞，包括：若所述差值与更新的所述动态阈值之差在设定范围内，判断所述机械臂没有发生碰撞；若所述差值与更新的所述动态阈值之差超出所述设定范围，判断所述机械臂发生碰撞。
在本发明实施例中，由于动力学模型中与机械臂作业相关的参数随时间发生变化，在机械臂重复作业过程中，若机械臂在不同时间进行同一作业任务，通过动力学模型计算出来的输出力矩的理论值是不同的，所以，输出力矩的实测值和理论值之间的差值会发生变化。而当动态阈值更新后，动态阈值随时间发生变化，从而使输出力矩的差值(输出力矩实测值和理论之间的差值)与动态阈值的之差在预设范围内，精确检测机械臂是否发生碰撞，使碰撞检测精度并不随时间变化而降低，避免出现碰撞检测的误判。
本发明实施例提供的一种机械臂碰撞检测方法，当动力学模型中与机械臂相关的至少一个参数随时间发生变化时，通过若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新，使动态阈值随时间发生变化；通过基于更新后的动态阈值以及力矩差值判断是否机械臂是否发生碰撞，其中，力矩差值根据动力装置的力矩实测值和通过动力学模型而计算的理论值而获得，能够使检测精度并不随时间变化而降低，避免漏判和误判的现象，提高检测精度。
图2是本发明实施例提供的一种机械臂碰撞检测方法流程图，如图2所示，本发明实施例提供的技术方案包括：
S210：基于所述机械臂以及所述动力装置的设定参数，建立动力学模型，其中，所述设定参数与所述机械臂的作业相关。
在本实施例中，可以采用机械臂的设定参数和动力装置设定参数基于设定算法建立动力学模型。其中，机械臂的设定参数表征机械臂的结构特征，可以包括机械臂各机构之间的连接关系，各关节之间的摩擦力等。动力装置的设定参数表征动力装置的性能，可以包括动力装置的各部件之间的连接关系，各部件之间的摩擦力等。其中，上述的机械臂的设定参数和动力装置的设定参数均与机械臂的作业相关。
由此可见，通过机械臂以及动力装置的设定参数建立动力学模型，可以根据动力学模型对输出的力矩的理论值进行精确计算，从而对机械臂的碰撞进行判断。
S220：控制机械臂进行设定次数的轨迹测试，获取所述动力装置的输出力矩的实测值和对应理论值之间的差值范围。
在本实施例中，控制机械臂沿任意轨迹进行设定次数的运动，其中，轨迹是直线，也可以是曲线，也可以是其他运动。例如，当轨迹是直线时，控制机械臂沿设定直线运动N次，在运动过程中，每隔预设的时间获取动力装置输出力矩的实测值和对应的理论值，并计算实测值和对应理论值之间的差值。其中，输出力矩实测值和对应理论值之间的差值存在多个，通过多个差值能够获得差值范围。
其中，对于控制机械臂轨迹测试的次数可根据需要进行设定，当轨迹测试的次数较多时，获取的输出力矩实测值和对应理论值之间的差值范围较大，从而使动态阈值的更新更加精确，提高判断精度。
S230：将所述差值范围中的上限值作为所述动态阈值的下限值。
在本实施例中，将差值范围中的上限值作为动态阈值的下限值，通过对动态阈值设定下限值，能够避免动态阈值更新不准确的问题。
S240：在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，将所述动态阈值更新为目标差值的设定倍数。
其中，所述目标差值为上一个作业周期内，所述动力装置的输出力矩的实测值与对应理论值的差值中的最大值，且更新的所述动态阈值大于或等于所述动态阈值的下限值。
其中，每隔预设时间获取输出力矩的实测值和对应理论值，因此，在每个作业周期内，输出力矩的实测值和对应理论值存在多组，故输出力矩的实测值和对应理论之间的差值存在多个，将差值中最大的作为目标差值。在本次作业周期内，将动态阈值更新为目标差值的设定倍数，且更新的动态阈值大于或等于动态阈值的下限值，能够避免动态阈值更新不合理造成漏判或者误判的现象。
S250：获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化。
S260：确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。
需要说明的是，本实施例示例性将S210-S260组成一个实施例执行一种机械臂碰撞检测方法，但本实施例仅仅是一种示例，在本发明的其他实施例中，还可以将S220-S260组成一个实施例执行一种机械臂碰撞检测方法，或者也可以将S210与S110-S130组成一个实施例执行一种机械臂碰撞检测方法。
图3是本发明实施例提供的一种机械臂碰撞检测方法流程图，如图3所示，本发明实施例提供的技术方案包括：
S310：基于所述机械臂以及所述动力装置的设定参数，建立动力学模型，其中，所述设定参数与所述机械臂的作业相关。
S320：控制机械臂进行设定次数的轨迹测试，获取所述动力装置的输出力矩的实测值和对应理论值之间的差值范围。
S330：将所述差值范围中的上限值作为所述动态阈值的下限值。
S340：控制机械臂开始运动，且机械臂没有开始进行重复性作业，打开碰撞监测功能以及动态阈值更新功能；其中，当打开碰撞监测功能时，动态阈值为静态常数。
S350：机械臂开始重复作业，对动力装置输出力矩的实测值和理论值进行实时采样。
S360：以每次重复作业的周期作为动态阈值的更新周期，对动态阈值进行更新。
其中，在每一次重复作业的周期内的动态阈值为常数，即在一个重复作业的周期内，动态阈值是不变的，且大小为上一次作业周期内力矩差值中最大值的设定倍数。力矩差值为输出力矩实测值与对应理论值的差值。
S370：基于更新的动态阈值，以及采集到的输出力矩实测值和对应理论值之间的差值，判断机械臂是否发生碰撞。
S380：判断重复性作业是否结束。
若是，返回S360，若否，执行S390。
S390：关闭动态阈值更新功能，并保持最后一次更新的动态阈值不变。
本实施例通过对动态阈值的更新，并基于更新后的动态阈值，以及输出力矩实测值和对应理论值之间的差值判断机械臂是否发生碰撞，能够克服动力学模型随时间变化产生的影响，提高碰撞检测的精度，从而避免漏判和误判。
图4是本发明实施例提供的一种机械臂碰撞检测装置结构框图，如图4所示，所述装置包括：更新模块410、获取模块420和碰撞判断模块430。
其中，更新模块410，用于在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新；
获取模块420，用于获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化；
碰撞判断模块430，用于确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。
进一步的，所述装置还包括：下限值确定模块440，用于控制机械臂进行设定次数的轨迹测试，获取所述动力装置的输出力矩的实测值和对应理论值之间的差值范围；
将所述差值范围中的上限值作为所述动态阈值的下限值。
进一步的，所述更新模块410，用于若检测到机械臂完成一个作业周期，将所述动态阈值更新为目标差值的设定倍数；
其中，所述目标差值为上一个作业周期内，所述动力装置的输出力矩的实测值与对应理论值的差值中的最大值，且更新的所述动态阈值大于或等于所述动态阈值的下限值。
进一步的，所述装置还包括模型建立模块450，用于基于所述机械臂以及所述动力装置的设定参数，建立动力学模型，其中，所述设定参数与所述机械臂的作业相关。
进一步的，碰撞判断模块430，用于若所述差值与更新的所述动态阈值之差在设定范围内，判断所述机械臂没有发生碰撞；
若所述差值与更新的所述动态阈值之差超出所述设定范围，判断所述机械臂发生碰撞。
本实施例提供了一种机械臂碰撞检测装置，当动力学模型中与机械臂相关的至少一个参数随时间发生变化时，通过若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新，使动态阈值随时间发生变化；通过基于更新后的动态阈值以及力矩差值判断是否机械臂是否发生碰撞，其中，力矩差值根据动力装置的力矩实测值和通过动力学模型而计算的理论值而获得，能够使检测精度并不随时间变化而降低，避免漏判和误判的现象，提高检测精度。
图5是本发明实施例提供的一种设备的结构示意图。图5示出了适于用于实现本发明实施方式的示例性设备512的框图。图5显示的设备512仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，设备512以通用计算设备的形式表现。设备512的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元516，***存储器528，连接不同***组件(包括***存储器528和处理单元516)的总线518。
总线518表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，***总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及***组件互连(PCI)总线。
设备512典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够访问设备512的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
***存储器528可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质，例如随机存取存储器(RAM)530和/或高速缓存存储器532。设备512可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例，存储***534可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线518相连。存储器528可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块542的程序/实用工具540，可以存储在例如***存储器528中，这样的程序模块542包括但不限于操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块542通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
设备512也可以与一个或多个外部设备514(例如键盘、指向设备、显示器524等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备512交互的设备通信，和/或与使得该设备512能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口522进行。并且，设备512还可以通过网络适配器520与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图5所示，网络适配器520通过总线518与服务器512的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备512使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
处理单元516通过运行存储在***存储器528中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的机械臂碰撞检测方法。
也即，所述处理单元执行所述程序时实现：在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，对用于判断机械臂是否发生碰撞的动态阈值进行更新；获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化；确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。
本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质。其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的机械臂碰撞检测方法。
本发明实施例提供的包含计算机可执行指令的存储介质，可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种机械臂碰撞检测方法，其特征在于，包括：
基于机械臂以及动力装置的设定参数，建立动力学模型，其中，所述设定参数与所述机械臂的作业相关；所述机械臂的设定参数表征机械臂的结构特征，包括机械臂各机构之间的连接关系以及各关节之间的摩擦力；动力装置的设定参数表征动力装置的性能，包括动力装置的各部件之间的连接关系以及各部件之间的摩擦力；
在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，将动态阈值更新为目标差值的设定倍数；其中，所述目标差值为上一个作业周期内，所述动力装置的输出力矩的实测值与对应理论值的差值中的最大值，且更新的所述动态阈值大于或等于所述动态阈值的下限值；
获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化；所述参数包括动力装置各部件之间的摩擦力以及所述机械臂各关节之间的摩擦力；确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
控制机械臂进行设定次数的轨迹测试，获取所述动力装置的输出力矩的实测值和对应理论值之间的差值范围；
将所述差值范围中的上限值作为所述动态阈值的下限值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞，包括：
若所述差值与更新的所述动态阈值之差在设定范围内，判断所述机械臂没有发生碰撞；
若所述差值与更新的所述动态阈值之差超出所述设定范围，判断所述机械臂发生碰撞。
4.一种机械臂碰撞检测装置，其特征在于，包括：
模型建立模块，用于基于机械臂以及动力装置的设定参数，建立动力学模型，其中，所述设定参数与所述机械臂的作业相关；所述机械臂的设定参数表征机械臂的结构特征，包括机械臂各机构之间的连接关系以及各关节之间的摩擦力；动力装置的设定参数表征动力装置的性能，包括动力装置的各部件之间的连接关系以及各部件之间的摩擦力；
更新模块，用于在机械臂重复作业过程中，若检测到机械臂完成一个作业周期，将动态阈值更新为目标差值的设定倍数；其中，所述目标差值为上一个作业周期内，所述动力装置的输出力矩的实测值与对应理论值的差值中的最大值，且更新的所述动态阈值大于或等于所述动态阈值的下限值；
获取模块，用于获取控制机械臂作业的动力装置的输出力矩的实测值，并通过动力学模型获取所述动力装置的输出力矩对应的理论值；其中，所述动力学模型中与所述机械臂作业相关的至少一个参数随时间发生变化；所述参数包括动力装置各部件之间的摩擦力以及所述机械臂各关节之间的摩擦力；
碰撞判断模块，用于确定所述实测值与所述理论值之间的差值，并基于所述差值以及更新的所述动态阈值，判断所述机械臂是否发生碰撞。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
下限值确定模块，用于控制机械臂进行设定次数的轨迹测试，获取所述动力装置的输出力矩的实测值和对应理论值之间的差值范围；
将所述差值范围中的上限值作为所述动态阈值的下限值。
6.一种设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3中任一所述的机械臂碰撞检测方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一所述的机械臂碰撞检测方法。
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