基于快速动力学辨识的免外部传感器机器人碰撞检测

作     者：甘亚辉 曹鹏飞 戴先中 GAN Ya-hui;CAO Peng-fei;DAI Xian-zhong

作者机构：东南大学自动化学院复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室 

基　　金：国家自然科学基金项目(61873308,61503076,61175113) 江苏省自然科学基金项目(BK20150624) 复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室开放课题(MCCSE2014B02)资助~~ 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2019年第36卷第9期

页      码：1509-1519页

摘      要：针对人机协作时机器人极有可能与人发生碰撞所导致的安全问题,提出一种基于动力学模型、无需要外部传感器的机器人碰撞检测方案.首先,根据对机器人低速下的动力学特性分析,采用逐次动力学辨识,在对机器人重力及摩擦力使用最小二乘法辨识后,运用Lasso对复杂的残余力矩进行辨识以获得简化模型,避免了复杂符号推导.然后,针对模型的不确定性,根据优化设计运动状态相关的动态阈值来处理残差的异常峰值.最后,以轻型工业机械臂为实验平台,让机器人执行作业轨迹与人类发生碰撞以验证碰撞检测算法.实验结果证明了碰撞检测方法的可行性和简单性,其能够实现对机器人快速动力学辨识,并可以实现灵敏准确碰撞检测,保证人机协作时操作人员的安全.

主 题 词：无传感器碰撞检测 人机交互 动力学辨识 Lasso 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0802[工学-机械学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 081102[081102] 

核心收录：

D　O　I：10.7641/CTA.2019.80237

馆 藏 号：203786673...