机械臂的负载状态检测方法和装置与流程

本申请涉及工业互联网，特别是涉及一种机械臂的负载状态检测方法和装置。

背景技术：

1、随着科学技术发展，在仓储与物流等行业中，机械臂的应用可以帮助仓储和物流行业实现自动化、提高效率、降低风险，并优化货物处理和管理过程。

2、在使用机械臂搬运货物的过程中，需要对机械臂末端抓取的货物即机械臂的负载状态进行监测，避免负载状态异常导致的生产线停机和资源浪费。现有的机械臂负载状态监测的方法，大多仅能处理机械臂负载状态中的抓取失败和掉包两种异常状态，且存在准确性不高的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够检测机械臂的多种异常状态，以及提高检测准确度的机械臂的负载状态检测方法和装置。

2、第一方面，本申请提供了一种机械臂的负载状态检测方法，方法包括：

3、获取待检测数据在任务空间中距各负载状态对应的超球体的中心点的距离；其中，待检测数据包括机械臂的位姿数据、速度数据、电流数据、传感器数据和所处的任务状态；

4、将距离中的最小距离，以及与最小距离相对应的超球体的半径进行比较，基于比较的结果确定出待检测数据对应的目标负载状态。

5、在其中一个实施例中，获取待检测数据在任务空间中距各负载状态对应的超球体的中心点的距离，包括：

6、根据分别与各负载状态对应的权重因子和任务状态转移概率，并结合待检测数据，确定出待检测数据在任务空间中距各负载状态对应的超球体的中心点的距离。

7、在其中一个实施例中，基于比较的结果确定出待检测数据对应的目标负载状态，包括：

8、若最小距离小于或等于与最小距离相对应的超球体的半径，则将超球体对应的负载状态确定为目标负载状态。

9、在其中一个实施例中，方法还包括：

10、建立与各负载状态对应的初始状态数据集；其中，初始状态数据集包括同一负载状态下的历史监测数据，历史监测数据包括机械臂的历史位姿数据、历史速度数据、历史电流数据、历史传感器数据和所处的历史任务状态；

11、将历史监测数据处理为样本数据，依据各样本数据分别获取各负载状态对应的权重因子、任务状态分布概率；

12、依据权重因子和任务状态分布概率，得到基于任务空间的分别与各负载状态对应的超球体。

13、在其中一个实施例中，将历史监测数据处理为样本数据，包括：

14、通过滑动窗分别获取各初始状态数据集中历史监测数据对应的窗口序列样本；

15、将窗口序列样本中窗口数据的统计量作为样本数据。

16、在其中一个实施例中，依据权重因子和任务状态分布概率，得到基于任务空间的分别与各负载状态对应的超球体，包括：

17、基于权重因子和任务状态分布概率，建立引入任务状态转移概率的分类超球体模型；

18、对分类超球体模型按照任务状态转移序列进行优化，得到基于任务空间的分别与各负载状态对应的超球体。

19、第二方面，本申请还提供了一种机械臂的负载状态检测装置，装置包括：

20、数据获取模块，用于获取待检测数据在任务空间中距各负载状态对应的超球体的中心点的距离；其中，待检测数据包括机械臂的位姿数据、速度数据、电流数据和所处的任务状态；

21、确定模块，用于将距离中的最小距离，以及与最小距离相对应的超球体的半径进行比较，基于比较的结果确定出待检测数据对应的目标负载状态。

22、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的方法的步骤。

23、第四方面，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，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

24、第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

25、上述机械臂的负载状态检测方法和装置，通过获取待检测数据在任务空间中距各负载状态对应的超球体的中心点的距离，将距离中的最小距离，以及与最小距离相对应的超球体的半径进行比较，基于比较的结果确定出待检测数据对应的目标负载状态；本申请通过考虑机械臂的任务空间，建立了对应多种负载状态的超球体模型，从而实现对于机械臂的多种负载状态的检测，提高检测准确度。

技术特征：

1.一种机械臂的负载状态检测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待检测数据在任务空间中距各负载状态对应的超球体的中心点的距离，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较的结果确定出所述待检测数据对应的目标负载状态，包括：

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：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述历史监测数据处理为样本数据，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据所述权重因子和所述任务状态分布概率，得到基于所述任务空间的分别与各所述负载状态对应的超球体，包括：

7.一种机械臂的负载状态检测装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种机械臂的负载状态检测方法和装置；所述方法包括：通过获取待检测数据在任务空间中距各负载状态对应的超球体的中心点的距离，将距离中的最小距离，以及与最小距离相对应的超球体的半径进行比较，基于比较的结果确定出待检测数据对应的目标负载状态；采用本方法能够考虑机械臂的任务空间，建立了对应多种负载状态的超球体模型，从而实现对于机械臂的多种负载状态的检测，提高检测准确度。

技术研发人员：晏箐阳,张湘东,张文安,孙梦琳
受保护的技术使用者：中国电信股份有限公司技术创新中心
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27