位置信息自标定方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明实施例涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种位置信息自标定方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

随着机电一体化技术的发展，工业产品朝着智能化、系统化、微型化、模块化与人机协作的方向发展。尤其是在机械臂领域，机械臂有着高精化、模块化、轻量化和多自由度化的发展趋势。

机械臂基本模拟人体的手臂，通过机械臂关节的转动来执行相关的任务。机械臂在执行任务时，依据其中集成的位置传感器，需要高精度的绝对定位精度，以此来实现对工业生产过程中物体的准确抓取和放置等处理操作。当前为了尽可能的使位置传感器信息准确，现有技术通常会通过优化安装方式，来提高位置传感器信息的精度。或者位置传感器厂商会针对自己的产品设计对应的标定软件或标定流程，在工作人员依据标定软件或标定流程完成标定时，将标定结果集成到位置传感器中，以提高位置传感器的读数精度。

然而，现有技术中即使再优化安装方式，机械臂在安装过程中产生的硬件误差也是无法完全避免的。且现有的标定软件和标定流程对于具体的机械臂的针对性太强，在采用特定的机械臂时需要工作人员使用对应的标定软件和标定流程，标定过程较为繁琐，且完全依赖工作人员进行标定，人工成本高。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种位置信息自标定方法、装置、设备和存储介质，能够对减速器低速端位置传感器采集的位置信息进行自动化标定。

第一方面，本发明实施例提供了一种位置信息自标定方法，包括：

分别采集机械臂关节在基于相同关节初始位置的互为相反的两个方向上进行旋转过程中的减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息；

针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定，获得减速器低速端位置信息的自标定结果。

第二方面，本发明实施例提供了一种位置信息自标定装置，包括：

位置信息采集模块，用于分别采集机械臂关节在基于相同关节初始位置的互为相反的两个方向上进行旋转过程中的减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息；

自标定模块，用于针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定，获得减速器低速端位置信息的自标定结果。

第三方面，本发明实施例提供了一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，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任意实施例所述的位置信息自标定方法。

第四方面，本发明实施例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任意实施例所述的位置信息自标定方法。

本发明实施例通过控制机械臂关节分别在基于相同关节初始位置的两个互为相反的方向上进行旋转，并采集旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息，针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定。本发明实施例通过减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息的数据分析，完成对自标定模型的建立，实现了采用减速器高速端位置信息对减速器低速端位置信息的自动化标定，避免了特定的机械臂在位置标定时对于厂商推出的特定标定流程的依赖，降低了位置信息标定过程中的人力成本，提高了位置信息的标定效率和准确度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种位置信息自标定方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种位置信息自标定方法的流程图；

图3为本发明实施例二提供的减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息的原始数值示例图；

图4为本发明实施例二提供的统一到减速器低速端角度制的位置传感器读数示例图；

图5为本发明实施例二提供的简易减速器等效模型；

图6为本发明实施例二提供的为减速器高速端位置信息与减速器低速端位置信息的差值信号示例图；

图7为本发明实施例二提供的对差值信号进行傅里叶变换后的示例图；

图8为本发明实施例二提供的差值信号拟合结果示例图；

图9为本发明实施例三提供的误差补偿前后对比的示例图；

图10为本发明实施例三提供的一种位置信息自标定方法的流程图；

图11为本发明实施例四提供的一种位置信息自标定装置的结构示意图；

图12为本发明实施例五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实施例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实施例，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实施例相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种位置信息自标定方法的流程图，本实施例可适用于对机械臂关节中的位置传感器进行自动化标定的情况，该方法可由一种位置信息自标定装置来执行。该方法具体包括如下步骤：

步骤110、分别采集机械臂关节在基于相同关节初始位置的互为相反的两个方向上进行旋转过程中的减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息。

在本发明具体实施例中，机械臂关节中至少安装有伺服控制系统、电机、减速器以及位置传感器，本实施例中用于自动化标定减速器低速端位置信息的方法集成于伺服控制系统中。其中，减速器的高速端直接与伺服控制系统连接，作为减速器的输入，通过减速器高速端与减速器低速端的传动关系，控制减速器低速端的转动。相应的，减速器高速端的精度较高，位置信息较为准确，可以通过多种方式测量得到，作为标定减速器低速端位置信息的基准。因此，机械臂关节中的位置传感器至少包括减速器低速端位置传感器，用于采集减速器低速端的位置信息即可。

本实施例中对于减速器高速端位置信息的采集，至少可以采用以下三种方式。第一种为通过在减速器高速端同样安装位置传感器，来直接采集减速器高速端的位置信息，即将采集到的脉冲信息转换为位置角度数值。第二种对于永磁电机或步进电机，控制电机驱动器工作于电流控制模式，输入三相正弦电流到电机定子绕组，从而可以开环控制电机转子旋转，该三相电流的相位可以近似等于减速器高速端电机转子位置。第三种则利用无位置传感器控制方法估计减速器高速端的位置信息，该方法包括但不局限于基于反电动势的位置估计方法、基于高频注入法的位置估计方法以及基于短时断电的位置估计方法。值得注意的是，本实施例中对于减速器高速端位置信息的获取方式不局限于上述三种方式。

具体的，本实施例以第一种减速器高速端位置信息的采集方式为例，对本实施例的自标定方法进行描述。在本实施例进行自标定的过程中，首先通过伺服控制系统控制机械臂关节从关节初始位置起，以额定速度范围内的任意速度，朝任意方向旋转任意一个角度，分别记录下来该旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息，并将此次位置信息作为第一方向的自标定依据。其次控制机械臂关节回到与第一方向旋转时相同的关节初始位置，并向相反方向旋转一定的角度，且该角度与第一次旋转的角度之和不小于360度。同样分别记录下来相反方向旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息，并将此次位置信息作为第二方向自标定的依据。其中，若采用其他的减速器高速端位置信息的采集方式，可以对应的将额定速度范围内的任意速度转变为点击额定电流范围内的任意方向电流，可以达到同样的效果。

示例性的，控制机械臂关节从关节初始位置起，以额定速度范围内的任意速度，朝第一方向旋转90度，测量得到在第一方向的旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息。其次控制机械臂关节回到关节初始位置并朝第一方向的相反方向旋转270度，测量得到相反方向旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息。其中，采集到的位置信息可以展示在以时间为横坐标，以位置信息为纵坐标的二维坐标图中。

本实施例在对减速器低速端位置信息标定之前，还需要将原始的读数数据转换为国际单位角度，并依据减速器高速端与减速器低速端的传动关系，对减速器高速端位置信息进行标准化处理，获得与减速器低速端位置信息统一对齐的减速器高速端位置信息。

示例性的，假设减速器高速端与减速器低速端为n比1的传动关系，即当减速器高速端旋转n圈时，减速器低速端旋转了1圈。因此，在减速器高速端与减速器低速端转换为采用同样的国际单位角度制的情况下，将减速器高速端位置信息的数值除以n，以获取与减速器低速端位置信息统一对齐的减速器高速端位置信息。

步骤120、针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定，获得减速器低速端位置信息的自标定结果。

在本发明具体实施例中，针对每一旋转方向上采集到的位置信息，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定，分别独立进行两次自标定。

具体的，获取标准化的减速器高速端位置信息与减速器低速端位置信息之间的差值信号；对差值信号进行曲线拟合，确定用于表示差值信号的函数表示及偏置数值。其中，可以采用多种数学模型来拟合差值信号的表示。本实施例鉴于差值信号的波形类似于三角函数，因此优选对差值信号进行傅里叶分析，确定拟合所采用的傅里叶级数模型的阶数；并依据确定的阶数，采用最小二乘法对差值信号进行曲线拟合，确定用于表示差值信号的偏置数值。最终，依据互为相反的两个方向上的两次自标定结果，获得修正后的减速器低速端位置信息的自标定结果。

本实施例在需要对机械臂关节的位置信息进行标定时，通过伺服控制系统进行自动化的位置信息标定，完成对减速器低速端位置信息的离线标定。进而在机械臂关节正常运行时，可以依据减速器低速端位置信息的自标定结果，对减速器低速端位置信息进行实时地误差补偿。

本实施例的技术方案，通过控制机械臂关节分别在两个互为相反的方向上进行旋转，并采集旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息，针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定。本发明实施例通过减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息的数据分析，完成对自标定模型的建立，实现了采用减速器高速端位置信息对减速器低速端位置信息的自动化标定，避免了特定的机械臂在位置标定时对于厂商推出的特定标定流程的依赖，降低了位置信息标定过程中的人力成本，提高了位置信息的标定效率和准确度。

实施例二

本实施例在上述实施例一的基础上，提供了位置信息自标定方法的一个优选实施方式，能够通过对差值信号进行曲线拟合实现自标定模型的构建。图2为本发明实施例二提供的一种位置信息自标定方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下具体步骤：

步骤210、分别采集机械臂关节在基于相同关节初始位置的互为相反的两个方向上进行旋转过程中的减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息。

在本发明具体实施例中，首先通过伺服控制系统控制机械臂关节从关节初始位置起，以额定速度范围内的任意速度，朝任意的第一方向旋转任意的第一角度，分别记录下来该旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息，并将此次位置信息作为第一次自标定的依据。其次控制机械臂关节回到关节初始位置并向第一方向的相反方向旋转第二角度，同样分别记录下来第二次旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息，并将此次位置信息作为第二次自标定的依据。其中，机械臂关节分别在互为相反的两个方向上旋转的角度之和不小于360度，即第一角度与第二角度之和不小于360度。

示例性的，同样采用位置传感器采集减速器高速端位置信息，以第一次自标定为例。假设控制机械臂关节以额定速度范围内的任意速度，朝任意的第一方向旋转360度，同时记录下减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息。减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息的原始数值如图3所示，其中以时间为横坐标，以位置传感器检测到的脉冲数值为纵坐标。

步骤220、依据减速器高速端与减速器低速端的传动关系，对减速器高速端位置信息进行标准化处理，获得与减速器低速端位置信息统一对齐的减速器高速端位置信息。

在本发明具体实施例中，在采集到减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息之后，若以位置传感器的采集方式采集减速器高速端位置信息，则根据位置传感器分辨率等相关配置信息将位置传感器采集到的原始的脉冲数值转换为国际单位角度，例如可以根据公式(脉冲数值/2ⁿ)×360°得到。若以其他采集方式采集减速器高速端位置信息，则同样进行三相电流相位等原始结果的转换。本实施例不对数值单位的转换关系进行一一列举。其次，依据减速器高速端与减速器低速端的传动关系，对减速器高速端位置信息进行标准化处理。

示例性的，图4为统一到减速器低速端角度制的位置传感器读数示例图，在上述示例中，假设减速器高速端与减速器低速端的传动关系为n比1，则在减速器高速端与减速器低速端转换为采用同样的国际单位角度制的情况下，将减速器高速端位置信息的数值除以n，以获取与减速器低速端位置信息统一对齐的减速器高速端位置信息。由图4可以看出，所有位置信息都转换为国际单位角度(°)，且减速器高速端的位置信息经过了标准化处理。

步骤230、获取标准化的减速器高速端位置信息与减速器低速端位置信息之间的差值信号。

在本发明具体实施例中，对单位转换统一且标准化的位置信息数据进行处理，将统一后的减速器高速端位置信息减去减速器低速端位置信息，以差值信号作为两个位置传感器之间的读数误差信息。

示例性的，在上述示例中，假设pos_high表示减速器高速端位置传感器原始读数信息，pos_low表示低速端减速器位置传感器原始读数信息；pos_high_real表示假设理想情况下减速器高速端位置传感器的读数，pos_low_real表示假设理想情况下减速器低速端位置传感器的读数；pos_high_err表示减速器高速端位置传感器读数中包含的误差信息，pos_low_err表示减速器低速端位置传感器读数中包含的误差信息。则差值信号error可以表示为：

error＝pos_high－pos_low

＝(pos_high_real+pos_high_err)－(pos_low_real+pos_low_err)

＝(pos_high_real－pos_low_real)+(pos_high_err－pos_low_err)。

由上述公式可知，差值信号中主要包括两部分，即理想位置信息差值和误差信息差值。

其中，假设在理想情况下，即减速器高速端与减速器低速端的位置传感器信息反映的都是真实的且没有误差的角度信息时，理想位置信息差值所代表的即为减速器两端的位置差。通常情况下，减速器可以等效成一个纯弹簧模型，如图5所示。根据弹簧模型τ＝k·δθ，其中τ表示扭力力矩，k表示弹簧常数，δθ表示两端位置之差。可知，δθ＝pos_high_real－pos_low_real可以用来描述减速器所传递的力矩，当机械臂关节以特定的速度(或电流)空载进行匀速旋转时，减速器所传递的力矩是恒定力矩。因此δθ＝pos_high_real－pos_low_real＝c，其中c为常数。

然而，图6为减速器高速端位置信息与减速器低速端位置信息的差值信号示例图。从图6中可以看出，位置传感器差值信号并不满足恒定条件，因此需要对误差信息差值进行分析。

步骤240、对差值信号进行曲线拟合，确定用于表示差值信号的函数表示及偏置数值。

在本发明具体实施例中，可以采用多种数学模型对差值信号进行拟合，例如指数函数、对数函数、高斯曲线等拟合模型。本实施例通过对差值信号的分析，可知差值信号中关于减速器低速端位置信息的周期性信号表现出类似于三角函数的特征，如图6所示。因此本实施例优选采用傅里叶级数模型对差值信号进行拟合。

可选的，对差值信号进行傅里叶分析，确定拟合所采用的傅里叶级数模型的阶数；依据确定的阶数，采用最小二乘法对差值信号进行曲线拟合，确定用于表示差值信号的偏置数值。

在本发明具体实施例中，在确定采用傅里叶级数模型对差值信号进行拟合后，首先要确定傅里叶级数的阶数，即通过对差值信号进行傅里叶分析，确定差值信号中所覆盖的关于减速器低速端位置信息的级数信号的阶数范围，选择较为显著的频段作为傅里叶级数的阶数。

示例性的，在上述示例中，图7为对差值信号进行傅里叶变换后的示例图。由图可知，减速器低速端位置信息直到4倍频时，差值信号所覆盖的级数响应才开始衰减，直到忽略不计。因此确定采用四阶傅里叶级数信号对差值信号的函数表示进行拟合。

本实施例首先对低速端误差信号pos_low_err进行分析，在低速端位置传感器安装时，往往会由于安装问题(如轴跳等)以及位置传感器自身问题引起读数波动从而产生读数误差。由于该类误差属于机械硬件问题，因此该误差信号是以减速器低速端旋转一周为周期的周期性信号，并且与减速器低速端位置一一对应。进而，可以将低速端位置传感器读数中包含的误差信息表示为pos_low_err＝f(pos_low)。其中，f(*)表示建立低速端位置与低速端误差的函数关系。由图6中的差值信号可知，随着减速器低速端从0°匀速旋转至-360°的过程中，差值信号中包含了类似于三角函数特性的误差曲线，因此将该部分作为由低速端产生的误差信号。

其次对高速端误差信号pos_high_err进行分析，高速端位置传感器同样会由于机械安装问题产生读数上的误差波动，但是由于减速器的存在，使得所有高速端产生的位置变化与速度变化都会以减速器传动关系即减速比n被缩放。即假设高速端产生1°的角度偏移，则在经过了减速器传动之后反映到低速端的角度偏移为1/n°。因此可以认为由于高速端引起的误差波动信号在统一到低速端后的幅值极小。同样由于减速器的存在，在低速端旋转一圈后，高速端实则旋转了n圈，即高速端误差信号pos_high_err已经经过了n个周期。因此在最终标准化统一到低速端后，会以一个幅值较小且频率较高的类似于噪声的高频波动信号出现在差值信号中。进而，根据图6中的差值信号可知，图中包含了与之描述极为相似的信号，但是相比低速端引起的误差信号pos_low_err，在经过了减速器缩放之后pos_high_err的幅值极小，因此本实施例将此部分误差信号忽略不计，即pos_high_err＝0。

综上所述，差值信号error＝f(pos_low)+c，完成了对差值信号的建模过程。利用最小二乘法对函数f(*)进行曲线拟合，得到差值信号拟合结果如图8所示。在进行第一方向的自标定的曲线拟合结果中，采用g1(x)表示第一次拟合得到的函数结果，除了四阶傅里叶级数g1(x)之外，同时还会得到偏置结果a1。

同理，本实施例在进行第一方向旋转和自标定后，还要在相反方向上同样进行自标定，重复上述数据处理过程，得到反向旋转的四阶傅里叶级数g2(x)以及偏置结果a2。

步骤250、依据互为相反的两个方向上的两次自标定结果，获得修正后的减速器低速端位置信息的自标定结果。

在本发明具体实施例中，当机械臂在空载情况下并且转速相同时，减速器的传递力矩理论上应当幅值相同，变换旋转方向只会改变偏置数值的大小。进而可以得到error＝f(pos_low)+c＝g1(pos_low)+a1，error＝f(pos_low)－c＝g2(pos_low)+a2。由于引起误差波动产生的机械安装原因，因此可以认为函数f(*)中关于pos_low的级数部分完全相同，即g1(pos_low)＝g2(pos_low)。唯一的区别即在于拟合得到的偏置结果a1和a2，因此最终可以得到进而完成了完整的自标定模型的建立，获得修正后的减速器低速端位置信息的自标定结果。

步骤260、依据减速器低速端位置信息的自标定结果，对减速器低速端位置信息进行实时地误差补偿。

在本发明具体实施例中，在机械臂关节实际运行过程中，需要依据减速器低速端位置信息的自标定结果，对减速器低速端位置信息中的pos_low_err进行实时地误差补偿，从而得到理想情况下真实的低速端位置传感器读数pos_low_real，即pos_low_real＝pos_low+pos_low_err。进而得到误差补偿公式为其中，误差补偿公式中的正负号由旋转方向决定。

示例性的，在上述示例中，图9为误差补偿前后对比的示例图。图9的上侧图为减速器高速端位置传感器原始读数与减速器低速端位置传感器原始读数之间的差值信号。图9下侧图中较为细的实线对应的信号曲线为需要补偿的低速端位置信息的误差信号。进而通过将图9上侧图中的波形减去图9下侧图中较为细的实线对应的信号波形，即可实现对误差信号的补偿，得到图9下侧图中较为粗的实线对应的信号曲线。

本实施例的技术方案，通过控制机械臂关节分别在基于相同关节初始位置的两个互为相反的方向上进行旋转，并采集旋转过程中减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息，针对每一方向，通过减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息的数据分析，对减速器高速端位置信息与减速器低速端位置信息的差值信号进行曲线拟合，从而确定用于表示差值信号的函数表示和偏置数值。最终依据两次自标定结果，得到修正后的减速器低速端位置信息的自标定结果，完成对自标定模型的建立，实现采用减速器高速端位置信息对减速器低速端位置信息进行自动化标定。本发明实施例避免了特定的机械臂在位置标定时对于厂商推出的特定标定流程的依赖，降低了位置信息标定过程中的人力成本，提高了位置信息的标定效率和准确度。同时为后续位置信息的实时误差补偿提供了依据，提高了位置信息的准确度。

实施例三

本实施例在上述实施例二的基础上，提供了位置信息自标定方法的一个优选实施方式，能够对机械臂进行离线的自标定。图10为本发明实施例三提供的一种位置信息自标定方法的流程图，如图10所示，该方法包括以下具体步骤：

步骤1001、控制机械臂关节从关节初始位置起，以额定速度范围内任意速度旋转任一角度；

步骤1002、分别记录减速器高速端位置传感器以及低速端位置传感器的读数，并将数据标准化统一到低速端角度制；

步骤1003、获取标准化的减速器高速端位置信息与减速器低速端位置信息的差值信号；

步骤1004、对差值信号进行傅里叶变换，确定拟合所采用的傅里叶级数模型的阶数；

步骤1005、依据确定的傅里叶级数的阶数，采用最小二乘法对差值信号进行拟合，得到低速端误差信号的函数表示和偏置数值；

步骤1006、判断是否完成对正反方向的两次自标定，若否，则执行步骤1007；若是，则执行步骤1008；

步骤1007、改变机械臂关节旋转方向，执行步骤1001；

步骤1008、依据在基于相同关节初始位置的互为相反的两个方向上的两次自标定结果，获得修正后的减速器低速端位置信息的自标定结果中的偏置数值；

步骤1009、计算得到减速器低速端位置传感器的误差补偿模型；

步骤1010、利用误差补偿模型得到减速器低速端位置传感器的真实位置信息。

本实施例的技术方案，通过对机械臂关节在第一方向上旋转进行第一次自标定，然后对机械臂关节在第一方向的相反方向上，基于相同的关节初始位置旋转进行第二次自标定，完成对自标定模型的建立，实现采用减速器高速端位置信息对减速器低速端位置信息进行自动化标定。本发明实施例避免了特定的机械臂在位置标定时对于厂商推出的特定标定流程的依赖，降低了位置信息标定过程中的人力成本，提高了位置信息的标定效率和准确度。同时为后续位置信息的实时误差补偿提供了依据，提高了位置信息的准确度。

实施例四

图11为本发明实施例四提供的一种位置信息自标定装置的结构示意图，本实施例可适用于对机械臂关节中的位置传感器进行自动化标定的情况，该装置可实现本发明任意实施例所述的位置信息自标定方法。该装置具体包括：

位置信息采集模块1110，用于分别采集机械臂关节在基于相同关节初始位置的互为相反的两个方向上进行旋转过程中的减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息；

自标定模块1120，用于针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定，获得减速器低速端位置信息的自标定结果。

进一步的，所述装置还包括：

数据统一模块1130，用于在所述针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定之前，依据所述减速器高速端与所述减速器低速端的传动关系，对所述减速器高速端位置信息进行标准化处理，获得与所述减速器低速端位置信息统一对齐的减速器高速端位置信息。

可选的，所述自标定模块1120包括：

差值信号获取单元1121，用于获取标准化的减速器高速端位置信息与减速器低速端位置信息之间的差值信号；

拟合单元1122，用于对所述差值信号进行曲线拟合，确定用于表示所述差值信号的函数表示及偏置数值。

可选的，所述拟合单元1122，包括：

阶数确定子单元，用于对所述差值信号进行傅里叶分析，确定拟合所采用的傅里叶级数模型的阶数；

偏置数值确定子单元，用于依据确定的阶数，采用最小二乘法对所述差值信号进行曲线拟合，确定用于表示所述差值信号的偏置数值。

可选的，所述自标定模块1120包括：

结果修正单元1123，用于依据互为相反的两个方向上的两次自标定结果，获得修正后的减速器低速端位置信息的自标定结果。

进一步的，所述装置还包括：

误差补偿模块1140，用于在所述针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定，获得减速器低速端位置信息的自标定结果之后，依据减速器低速端位置信息的自标定结果，对减速器低速端位置信息进行实时地误差补偿。

可选的，所述机械臂关节分别在基于相同关节初始位置的互为相反的两个方向上旋转的角度之和不小于360度。

本实施例的技术方案，通过各个功能模块互相配合，实现了机械臂关节选择的控制、位置信息的采集、位置信息的统一、数据的分析、差值信息的获取、拟合模型的确定、傅里叶级数的阶数确定，差值信号的拟合、偏置数值的修正、自标定模型的构建以及误差补偿模型的确定等功能。本发明实施例避免了特定的机械臂在位置标定时对于厂商推出的特定标定流程的依赖，降低了位置信息标定过程中的人力成本，提高了位置信息的标定效率和准确度。同时为后续位置信息的实时误差补偿提供了依据，提高了位置信息的准确度。

实施例五

图12为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。如图12所示，该设备具体包括：一个或多个处理器1210，图12中以一个处理器1210为例；存储器1220，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器1210执行，使得一个或多个处理器1210实现本发明任意实施例所述的位置信息自标定方法。处理器1210与存储器1220可以通过总线或其他方式连接，图12中以通过总线连接为例。

存储器1220，作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的位置信息自标定方法对应的程序指令(例如，机械臂关节的旋转与位置信息的采集以及减速器低速端位置信息的自标定)。处理器1210通过运行存储在存储器1220中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的位置信息自标定方法。

存储器1220可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器1220可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器1220可进一步包括相对于处理器1210远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实施例六

本发明实施例六还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序(或称为计算机可执行指令)，该程序被处理器执行时用于执行一种位置信息自标定方法，该方法包括：

分别采集机械臂关节在基于相同关节初始位置的互为相反的两个方向上进行旋转过程中的减速器高速端位置信息和减速器低速端位置信息；

针对每一方向，采用该方向上的减速器高速端位置信息对该方向上的减速器低速端位置信息进行自动化标定，获得减速器低速端位置信息的自标定结果。

当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的位置信息自标定方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明实施例可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

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实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例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。