CN106956282B - 角加速度确定方法、装置、机器人及存储介质 - Google Patents

角加速度确定方法、装置、机器人及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种角加速度确定方法、装置、机器人及存储介质。其中，该角加速度确定方法包括：获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度；根据运行参数确定目标对象在当前时刻的实际测量角加速度；基于实际测量角加速度和理想角加速度确定目标对象在当前时刻的实际角加速度。根据上述角加速度确定方法可以解决由于测量结果中随机噪声和误差的比重过大导致角加速度结果不准确的技术问题。

Description

角加速度确定方法、装置、机器人及存储介质
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种角加速度确定方法、装置、机器人及存储介质。
背景技术
伺服系统，又称为随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，其是可以使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。在伺服系统中控制机械元件运转的发动机称为伺服电机，其是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可保证控制速度以及位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机可以被广泛的应用于机械臂以及移动小车等机器人领域。一般而言，在上述领域中，伺服电机的角加速度是经常需要使用的物理量，根据角加速度可以估计出机械臂的关节力矩，也可以用于移动小车的模型辨识。通常，伺服电机的驱动器可以直接获取伺服电机的角度、角速度以及电流等物理量，进而通过上述物理量确定伺服电机的角加速度。然而，现有的角加速度确定方法通常会造成测量结果中随机噪声和误差的比重过大，导致测量得到的角加速度十分不精确。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种角加速度确定方法、装置、机器人及存储介质，以解决由于测量结果中随机噪声和误差的比重过大导致角加速度结果不准确的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种角加速度确定方法，包括：
获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度；
根据所述运行参数确定所述目标对象在当前时刻的实际测量角加速度；
基于所述实际测量角加速度和所述理想角加速度确定所述目标对象在所述当前时刻的实际角加速度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种角加速度确定装置，包括：
参数获取模块，用于获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度；
加速度测量模块，用于根据所述运行参数确定所述目标对象在当前时刻的实际测量角加速度；
加速度确定模块，用于基于所述实际测量角加速度和所述理想角加速度确定所述目标对象在所述当前时刻的实际角加速度。
第三方面，本发明实施例还提供了一种机器人，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的角加速度确定方法。
第四方面，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，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的角加速度确定方法。
本发明实施例提供的角加速度确定方法、装置、机器人及存储介质，通过在目标对象运行过程中获取当前时刻的运行参数以及理想角加速度，并根据获取的运行参数确定目标对象在当前时刻的实际测量角加速度，以根据实际测量角加速度和理想角加速度得到目标对象在当前时刻的实际角加速度的技术方案，实现了在确定实际角加速度的最终结果时，不仅取决于实际测量角加速度，还取决于当前时刻的理想角加速度，避免了由于实际测量角加速度中随机噪声和误差的比重过大导致结果不准确的技术问题，达到了修正测量误差，使得最终得到的实际角加速度更加精确的技术效果。
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1a为本发明实施例一提供的一种角加速度确定方法的流程图；
图1b为本发明实施例一提供的一种安装有目标对象的机器人示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种角加速度确定方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的一种角加速度确定装置的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种机器人的结构示意图。
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。
实施例一
图1a为本发明实施例一提供的一种角加速度确定方法的流程图。本实施例提供的角加速度确定方法适用于在目标对象运行时，确定目标对象实际运行的角加速度的情况。其中，本实施例提供的角加速度确定方法可以由角加速度确定装置执行，该角加速度确定装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在安装有目标对象的机器人中。在本实施例中，目标对象为具有转动功能且在接通电源后可以由上位机通过驱动器控制其转动的设备。例如，目标对象可以为电机。机器人为可以自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。例如，移动叉举车以及带有机械臂的设备等均属于机器人。
参考图1a，本实施例提供的角加速度确定方法具体可以包括：
S110、获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度。
在本实施例中，运行参数为目标对象在运行过程中的物理量，其包括测量得到的当前时刻的物理量(也可称为当前运行参数)和记录的历史时刻测量得到的物理量(也可称为历史运行参数)。可选的，物理量可以包括：目标对象转动角度、转动角速度、采样周期和/或运行时间等。理想角加速度是在当前时刻目标对象期望产生的角加速度。
进一步的，当前时刻也可以称为当前采样时刻。在获取运行参数和理想角加速度时，根据设定的采样周期间隔获取运行参数和理想角加速度。
示例性的，参考图1b，其为安装有目标对象的机器人示意图，该机器人具体包括：目标对象11、编码器12、驱动器13以及上位机14。其中，编码器12设置在目标对象11上，用于在目标对象11运行时检测目标对象11当前时刻的物理量并生成编码数据。驱动器13与目标对象11电气连接，用于根据上位机14的力矩指令驱动目标对象11运行，还用于读取编码器12的编码数据，并将编码数据转换成上位机14可识别的当前时刻的物理量(当前运行参数)后，将当前时刻的物理量发送至上位机14。上位机14与驱动器13总线连接，用于根据当前时刻的物理量(当前运行参数)以及记录的历史时刻的物理量(历史运行参数)执行角加速度确定方法，还用于生成力矩指令，并通过驱动器13控制目标对象11运行。可选的，上位机14安装有Linux操作系统。需要说明的是，上述机器人仅用于解释说明如何获取当前运行参数，而并非对本实施例中安装有目标对象的机器人的限定。
进一步的，获取运行参数时，可以是通过编码器12读取的编码数据确定当前时刻的物理量(当前运行参数)，并获取当前记录的历史时刻测量得到的物理量(历史运行参数)。可选的，历史时刻的物理量(历史运行参数)包括：前一个采样时刻得到的物理量和/或前两个采样时刻得到的物理量。
典型的，获取当前时刻的理想角加速度时，可以是在目标对象初始运行时，对目标对象的运行过程进行运动规划，并根据运动规划结果确定当前时刻的理想角加速度。例如，根据运动规划结果确定出当前时刻的目标对象的理想角度，对理想角度进行二次积分计算，以得到理想角加速度。再如，根据运动规划结果确定出当前时刻的目标对象的理想角速度，对理想角速度进行一次积分计算，以得到理想角加速度。又如，根据运动规划结果直接确定出当前时刻的目标对象的理想角加速度。其中，运动规划的具体方法本实施例不作限定。
S120、根据运行参数确定目标对象在当前时刻的实际测量角加速度。
具体的，实际测量角加速度为根据运行参数计算得到的目标对象当前时刻的角加速度，其依赖于运行参数中测量得到的物理量，也可以理解为实际测量角加速度为测量得到的角加速度。由于在计算实际测量角加速度时会对运行参数中的误差进行放大，因此会导致实际测量角加速度与目标对象实际运行时的实际角加速度之间的误差较大。有鉴于此，在得到实际测量角加速度后，并不直接将实际测量角加速度作为实际角加速度，而是通过后续处理，以保证最终得到的实际角加速度的结果更为准确。
进一步的，实际测量角加速度的具体计算规则本实施例不作限定。例如，在计算实际测量角加速度时，运行参数可以是目标对象当前时刻的运行角速度、上一采样时刻的运行角速度、当前时刻以及采样周期，根据上述运行参数进行一次微分计算得到目标对象当前时刻的实际测量角加速度；运行参数还可以是目标对象当前时刻的运行角度、前一采样时刻的运行角度、前二采样时刻的运行角度、当前时刻以及采样周期，根据上述运行参数进行二次微分计算得到目标对象当前时刻的实际测量角加速度。
一般而言，根据运行参数得到的测量角加速度中存在高频噪声以及被放大的测量误差。为了减小上述误差对后续计算结果的影响，采样低通滤波器对测量角加速度进行滤波，并将低通滤波器输出的信号作为实际测量角加速度。其中，低通滤波器的滤波参数可以根据实际情况进行设定。
S130、基于实际测量角加速度和理想角加速度确定目标对象在当前时刻的实际角加速度。
在计算实际测量角加速度时，通常会对测量得到的数据进行差分放大，这样会使得测量得到的数据中存在的测量误差也一同被差分放大。虽然使用低通滤波器修正了测量误差，但是滤波后的实际测量角加速度中仍然存在较高的测量误差。为了保证最终得到的实际角加速度更加贴近目标对象实际运行时的角加速度，在本实施例中利用理想角加速度对实际测量角加速度进行修正，以得到实际角加速度，且实际角加速度最接近目标对象实际运行的角加速度。
具体的，计算得到的实际测量角加速度和理想角加速度均近似满足高斯分布，因此在利用理想角加速度对实际测量角加速度进行修正时，可以是利用现有的滤波器，将目标对象当前时刻的实际测量角加速度和理想角加速度作为滤波器的输入，将滤波器的输出作为目标对象当前时刻的实际角加速度。其中，滤波器可选为贝叶斯滤波器、卡尔曼滤波器等。
进一步的，确定目标对象当前时刻的实际角加速度后，确认目标对象是否还在继续运行，如果目标对象继续运行，则根据采样周期将下一采样时刻作为目标对象的当前时刻，继续根据上述方法确定目标对象当前时刻的实际角加速度，直到目标对象运行结束为止。
本实施例提供的技术方案，通过在目标对象运行过程中获取当前时刻的运行参数以及理想角加速度，并根据获取的运行参数确定目标对象在当前时刻的实际测量角加速度，以根据实际测量角加速度和理想角加速度得到目标对象在当前时刻的实际角加速度的技术方案，实现了在确定实际角加速度的最终结果时，不仅取决于实际测量角加速度，还取决于当前时刻的理想角加速度，避免了由于实际测量角加速度中随机噪声和误差的比重过大导致结果不准确的技术问题，达到了修正测量误差，使得最终得到的实际角加速度更加精确的技术效果。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种角加速度确定方法的流程图。本实施例提供的角加速度确定方法是在上述实施例的基础上进行具体化。具体的，所述根据所述运行参数确定所述目标对象在当前时刻的实际测量角加速度具体为：根据所述运行参数计算得到所述目标对象在当前时刻的测量角加速度；利用低通滤波器对所述测量角加速度进行滤波，以得到实际测量角加速度。
进一步的，所述获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度之前，还具体包括：获取目标对象初始运行时刻的初始参数；利用初始参数按照预设规则构造运动规划公式，以根据运动规划公式确定目标对象在当前时刻的理想角加速度。
进一步的，所述基于实际测量角加速度和理想角加速度确定目标对象在当前时刻的实际角加速度具体为：将实际测量角加速度和理想角加速度作为贝叶斯滤波器的输入，将贝叶斯滤波器的输出作为目标对象在当前时刻的实际角加速度。
参考图2，本实施例提供的角加速度确定方法具体包括：
S210、获取目标对象初始运行时刻的初始参数。
在本实施例中，初始参数包括目标对象初始运行时刻的初始目标运行参数和初始实际运行参数。其中，初始目标运行参数为目标对象初始运行时期望达到的目标运行参数，其具体包括：初始目标角度、初始目标角速度和/或初始目标角加速度，初始实际运行参数为目标对象初始运行时实际达到的运行参数，其包括：初始时刻角度、初始时刻角速度、初始时刻实际测量角加速度和/或采样周期，且采样周期与运行参数中采样周期相同。
具体的，初始目标运行参数可以在目标对象初始化时设定，且设定规则以及具体数值可以根据目标对象的应用场景决定。初始实际运行参数可以在目标对象初始运行时测量得到，其具体的测量方法与前述当前运行参数的测量方法相同。
S220、利用初始参数按照预设规则构造运动规划公式。
具体的，运动规划是对目标对象各运行时刻进行规划，以确定各运行时刻目标对象期望达到的目标运行参数。其中，目标运行参数包括当前时刻的理想角度、理想角速度以及理想角加速度中的至少一个。运动规划公式为反应运动规划的数学表达式，其可以通过计算确定。根据运动规划公式可以确定目标对象在当前时刻的理想角加速度。
进一步的，对目标对象进行运动规划时，可以采用现有的多种运动规划方法。在本实施例中，示例性的选择了五次多项式法进行运动规划。下面对基于五次多项式法构造运动规划公式进行详细描述：
五次多项式法的运功规划过程可以表示为：
S(t)＝a0+a1t+a2t2+a3t3+a4t4+a5t5 (1)
其中，a0、a1、a2、a3、a4以及a5,为规划系数，t为运动对象(本实施例中为目标对象)当前的运行时刻，S(t)为t时刻的运功规划结果。
从上述公式可知，如果想要确定目标对象的运功规划结果，需要明确规划系数的具体值，且规划系数的具体值可以根据初始参数确定。
进一步的，初始参数确定规划系数的具体过程为：
设定初始参数包括：初始目标角度θ0、初始目标角速度初始目标角加速度初始时刻角度θ(0)、初始时刻角速度初始时刻实际测量角加速度和采样周期T，那么可以得到：
a0＝θ(0) (2-1)
进一步的，确定规划系数后，式(1)可以表示为：
θ1(t)＝a0+a1t+a2t2+a3t3+a4t4+a5t5 (3)
其中，θ1(t)表示为t时刻目标对象期望运行的理想角度。对式(3)进行微分计算，可得：
其中，表示为t时刻目标对象期望运行的理想角速度。对式(4)进行微分计算，可得：
其中，表示为t时刻目标对象期望运行的理想角加速度。
进一步的，式(3)、式(4)以及式(5)为构造的目标对象的运动规划公式。根据上述运动规划公式便可以得到目标对象任意运行时刻期望运行的目标运行参数。需要说明的是，在实际应该过程中，可以根据实际情况在式(3)、式(4)以及式(5)中选择性的构造至少一个运动规划公式。在本实施例中，优选构造式(5)。
S230、获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度。
示例性的，在获取理想角加速度时，已知当前时刻t后，便可以利用公式(5)确定出当前时刻的理想角加速度。作为另外的可选方案，也可以在已知当前时刻后，利用公式(3)或者公式(4)确定出当前时刻的理想角度或者理想角速度，并进一步计算得到当前时刻的理想角加速度。
S240、根据运行参数计算得到目标对象在当前时刻的测量角加速度。
具体的，运行参数包括当前运行参数和历史运行参数。其中，当前运行参数可选包括：当前时刻、采样周期、目标对象的运行角度和/或目标对象的运行角速度等。历史运行参数可选包括：历史时刻目标对象的运行角速和/或历史时刻目标对象的运行角速度等，上述历史时刻可以是至少一个历史采样时刻。
进一步的，根据运行参数计算目标对象当前时刻的测量角加速度时，可以包括下述任一种方案：
方案一、对当前运行参数和历史运行参数进行二次微分计算，以得到测量角加速度。
在本方案中，当前运行参数可选包括：当前时刻、采样周期和目标对象的运行角度，历史运行参数可选包括：第一预设历史时刻目标对象的运行角度。其中，第一预设历史时刻优选包括：基于当前时刻的前一个采样周期对应的历史时刻，基于当前时刻的前二个采样周期对应的历史时刻。目标对象的运行角度为测量得到的运行角度。
可选的，本方案中二次微分公式具体为：
其中，T为采样周期，其在目标对象初始运行时设定，θ(t)为目标对象的运行角度，t是当前时刻，θ(t-T)为基于当前时刻的前一个采样周期对应的历史时刻目标对象的运行角度，θ(t-2T)为基于当前时刻的前二个采样周期对应的历史时刻目标对象的运行角度，为计算得到的当前时刻测量角加速度。
方案二、对当前运行参数和历史运行参数进行一次微分计算，以得到测量角加速度。
在本方案中，当前运行参数可选包括：当前时刻、采样周期和目标对象的运行角速度，历史运行参数可选包括：第二预设历史时刻目标对象的运行角速度。第二预设历史时刻优选包括：基于当前时刻的前一个采样周期对应的历史时刻。目标对象的运行角速度为测量得到的运行角速度。
可选的，本方案中一次微分公式具体为：
其中，T为采样周期，其在目标对象初始运行时设定，为目标对象的运行角速度，t是当前时刻，为基于当前时刻的前一个采样周期对应的历史时刻目标对象的运行角速度，为计算得到的当前时刻测量角加速度。
S250、利用低通滤波器对测量角加速度进行滤波，以得到实际测量角加速度。
具体的，利用低通滤波器对测量角加速度进行滤波，以实现在一定程度上抑制高频噪声以及在微分计算时对误差的放大。其中，低通滤波器可以为一阶低通滤波器，其具体的滤波参数可以根据实际情况设定。
下面以一阶低通滤波器为例进行描述：
具体的，一阶低通滤波器的滤波公式为：
在式(8)中，λ为截止频率，s为自变量，F(s)为拉普拉斯变换量。在实际应用中，为了简化计算机实现过程，在一阶低通滤波器滤波时，优选采用微分差分方程，其具体为：
Y(t)＝aX(t)+(1-a)Y(t-T) (9)
其中，T为采样周期，其具体值可以与运行参数中的采样周期相同，也可以与运行参数中的采样周期不同，X(t)为一阶低通滤波器当前时刻的输入信号，在本实施例中X(t)为测量角加速度，t为当前时刻，Y(t-T)为一阶低通滤波基于当前时刻的前一个采样周期对应的输出信号，在本实施例中Y(t-T)为前一采样时刻输出的实际测量角加速度，a＝λ·2πT，λ为截止频率，Y(t)为当前时刻的输出信号，本实施例中Y(t)为当前时刻输出的实际测量角加速度。
S260、将实际测量角加速度和理想角加速度作为贝叶斯滤波器的输入，将贝叶斯滤波器的输出作为目标对象在当前时刻的实际角加速度。
具体的，贝叶斯滤波器的滤波系数可以根据实际情况进行设定。
其中，实际测量角加速度和理想角加速度均满足高斯分布，实际测量角加速度对应的第一方差值大于理想角加速度对应的第二方差值。
示例性的，经过低通滤波器输出的实际测量角加速度可以近似认为满足高斯分布，其可以记为其中，为t时刻的实际测量角加速度，为实际测量角加速度数学期望，Rt为实际测量角加速度对应的第一方差值，其可以通过对历史记录的实际测量角加速度的分析结果确定。同样，理想角加速度也可以近似认为满足高斯分布，其可以记为其中，为理想角加速度数学期望，Qt为理想角加速度对应的第二方差值，其可以通过对目标对象运行时达到的控制效果进行设定。一般而言，Qt越小，那么在目标对象运行时，对目标对象的控制越精确。通常情况下，Rt大于Qt可以说明理想角加速度的置信度高于实际测量角加速度的置信度。换言之，设置Rt大于Qt，可以保证最终得到的实际角加速度更加准确。
进一步的，经过贝叶斯滤波器将实际测量角加速度和理想角加速度进行融合以得到当前时刻的实际角加速度。一般而言，实际角加速度同样可以认为满足高斯分布，那么，实际角加速度高斯分布可以表示为：
其中，η为比例系数，也可以称为分布平均数，其可以通过计算得到。为实际角加速度，为实际角加速度高斯分布，为理想角加速度高斯分布，为实际测量角加速度高斯分布。
在实际计算过程中，为了简化计算过程，利用贝叶斯滤波器对实际测量角加速度和理想角加速度进行融合时，可以采用下述计算公式：
其中，Rt为实际测量角加速度对应的第一方差值，Qt为理想角加速度对应的第二方差值，t为当前时刻，为当前时刻的实际测量角加速度，为当前时刻的理想角加速度，为计算得到的当前时刻实际角加速度。
下面对本实施例提供的角加速度确定方法进行示例性说明：
假设目标对象为伺服电机，伺服电机初始运行时刻记为0。读取初始运行时刻的初始参数，其具体包括：初始时刻角度，记为θ(0)；初始时刻角速度，记为并设定初始时刻实际测量角加速度和实际角加速度均为零，记为初始目标角度θ0；初始目标角速度初始目标角加速度采样周期为T。另一种可选方案，在确定初始运行时刻伺服电机的实际角加速度时，可以将伺服电机上次运行结束时刻的实际角加速度作为本次初始运行时刻的实际角加速度。
进一步的，获取上述初始参数后，根据公式(2-1)至公式(2-6)确定五次多项式法中规划系数a0、a1、a2、a3、a4以及a5的具体值，并根据规划系数构造运动规划方程，即为公式(5)。
将低通滤波器的初始输入设定为伺服电机运行后，记录伺服电机的运行时间t，并获取t时刻的运行参数，以根据公式(6)或者公式(7)确定伺服电机在t时刻的测量加速度，并利用低通滤波器根据公式(9)对测量加速度进行滤波，以得到实际测量角加速度。
根据公式(5)确定t时刻伺服电机的理想角加速度。将理想角加速度和实际测量角加速度作为贝叶斯滤波器的输入，利用公式(11)得到伺服电机t时刻的实际角加速度。
进一步的，如果伺服电机继续运行，那么可以根据上述方法持续确定运行过程中各采样周期对应的采样时刻的实际角加速度，直到伺服电机停止运行为止。
本实施例提供的技术方案，通过在目标对象初始运行时，获取目标对象的初始参数，并根据初始参数构造运动规划公式，并在目标对象运行过程中获取当前时刻的运行参数，以及根据运行规划公式确定当前时刻的理想角加速度，根据运行参数得到测量角加速度并将测量角加速度进行低通滤波以得到实际测量角加速度，并将实际测量角加速度和理想角加速度作为贝叶斯滤波器的输入，以得到目标对象当前时刻的实际角加速度的技术方案，实现了在确定实际角加速度的最终结果时，不仅取决于实际测量角加速度，还取决于当前时刻的理想角加速度，将理想角加速度和实际测量角加速度作为贝叶斯滤波器的输入，可以避免由于实际测量角加速度中随机噪声和误差的比重过大导致结果不准确的技术问题，达到了修正了测量误差，使得最终得到的实际角加速度更加精确的技术效果。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种角加速度确定装置的结构示意图。参考图3，本实施例提供的角加速度确定装置包括：参数获取模块301、加速度测量模块302以及加速度确定模块303。
其中，参数获取模块301，用于获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度；加速度测量模块302，用于根据运行参数确定目标对象在当前时刻的实际测量角加速度；加速度确定模块303，用于基于实际测量角加速度和理想角加速度确定目标对象在当前时刻的实际角加速度。
本实施例提供的技术方案，通过在目标对象运行过程中获取当前时刻的运行参数以及理想角加速度，并根据获取的运行参数确定目标对象在当前时刻的实际测量角加速度，以根据实际测量角加速度和理想角加速度得到目标对象在当前时刻的实际角加速度的技术方案，实现了在确定实际角加速度的最终结果时，不仅取决于实际测量角加速度，还取决于当前时刻的理想角加速度，避免了由于实际测量角加速度中随机噪声和误差的比重过大导致结果不准确的技术问题，达到了修正测量误差，使得最终得到的实际角加速度更加精确的技术效果。
在上述实施例的基础上，加速度测量模块302包括：测量单元3021，用于根据运行参数计算得到目标对象在当前时刻的测量角加速度；滤波单元3022，用于利用低通滤波器对测量角加速度进行滤波，以得到实际测量角加速度。
在上述实施例的基础上，运行参数包括当前运行参数和历史运行参数。
相应的，测量单元3021具体用于：对当前运行参数和历史运行参数进行二次微分计算，以得到测量角加速度，当前运行参数包括：当前时刻、采样周期和目标对象的运行角度，历史运行参数包括：第一预设历史时刻所述目标对象的运行角度；或，对当前运行参数和历史运行参数进行一次微分计算，以得到测量角加速度，当前运行参数包括：当前时刻、采样周期和目标对象的运行角速度，历史运行参数包括：第二预设历史时刻所述目标对象的运行角速度。
在上述实施例的基础上，还包括：初始化模块304，用于获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度之前，获取目标对象初始运行时刻的初始参数；运动规划模块305，用于利用初始参数按照预设规则构造运动规划公式，以根据运动规划公式确定目标对象在当前时刻的理想角加速度。
在上述实施例的基础上，加速度确定模块303具体用于：将实际测量角加速度和理想角加速度作为贝叶斯滤波器的输入，将贝叶斯滤波器的输出作为目标对象在当前时刻的实际角加速度。
在上述实施例的基础上，实际测量角加速度和理想角加速度均满足高斯分布，实际测量角加速度对应的第一方差值大于理想角加速度对应的第二方差值。
本实施例提供的角加速度确定装置可以执行上述任意实施例提供的角加速度确定方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种机器人的结构示意图，如图4所示，该机器人包括处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43；机器人中处理器40的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器40为例；机器人中的处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。其中，处理器40执行所述程序时实现如本发明实施例中的角加速度确定方法。
存储器41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角加速度确定方法对应的程序指令/模块(例如，角加速度确定装置中的参数获取模块301、加速度测量模块302和加速度确定模块303)。处理器40通过运行存储在存储器41中的软件程序、指令以及模块，从而执行机器人的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的角加速度确定方法。
存储器41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机器人的使用所创建的数据等。此外，存储器41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41可进一步包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至机器人。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。
输入装置42可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与机器人的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置43可包括显示屏等显示设备。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种角加速度确定方法，该角加速度确定方法包括：
获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度；
根据所述运行参数确定所述目标对象在当前时刻的实际测量角加速度；
基于所述实际测量角加速度和所述理想角加速度确定所述目标对象在所述当前时刻的实际角加速度。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的角加速度确定方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的角加速度确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-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,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(可以是机器人，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角加速度确定方法。
值得注意的是，上述角加速度确定装置的实施例中，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。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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)

1.一种角加速度确定方法，其特征在于，包括：
获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度；
根据所述运行参数确定所述目标对象在当前时刻的实际测量角加速度；
基于所述实际测量角加速度和所述理想角加速度确定所述目标对象在所述当前时刻的实际角加速度；
其中，所述根据所述运行参数确定所述目标对象在当前时刻的实际测量角加速度包括：
根据所述运行参数计算得到所述目标对象在当前时刻的测量角加速度；
利用低通滤波器对所述测量角加速度进行滤波，以得到实际测量角加速度；
其中，所述运行参数包括当前运行参数和历史运行参数；
所述根据所述运行参数计算得到所述目标对象在当前时刻的测量角加速度包括：
对所述当前运行参数和所述历史运行参数进行二次微分计算，以得到测量角加速度，所述当前运行参数包括：当前时刻、采样周期和目标对象的运行角度，所述历史运行参数包括：第一预设历史时刻所述目标对象的运行角度；或
对所述当前运行参数和所述历史运行参数进行一次微分计算，以得到测量角加速度，所述当前运行参数包括：当前时刻、采样周期和目标对象的运行角速度，所述历史运行参数包括：第二预设历史时刻所述目标对象的运行角速度。
2.根据权利要求1所述的角加速度确定方法，其特征在于，所述获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度之前，还包括：
获取目标对象初始运行时刻的初始参数；
利用所述初始参数按照预设规则构造运动规划公式，以根据所述运动规划公式确定所述目标对象在当前时刻的理想角加速度。
3.根据权利要求1所述的角加速度确定方法，其特征在于，所述基于所述实际测量角加速度和所述理想角加速度确定所述目标对象在所述当前时刻的实际角加速度包括：
将所述实际测量角加速度和所述理想角加速度作为贝叶斯滤波器的输入，将所述贝叶斯滤波器的输出作为所述目标对象在所述当前时刻的实际角加速度。
4.根据权利要求3所述的角加速度确定方法，其特征在于，所述实际测量角加速度和所述理想角加速度均满足高斯分布，所述实际测量角加速度对应的第一方差值大于所述理想角加速度对应的第二方差值。
5.一种角加速度确定装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取目标对象运行过程中当前时刻的运行参数和理想角加速度；
加速度测量模块，用于根据所述运行参数确定所述目标对象在当前时刻的实际测量角加速度；
加速度确定模块，用于基于所述实际测量角加速度和所述理想角加速度确定所述目标对象在所述当前时刻的实际角加速度；
其中，所述加速度测量模块包括：
测量单元，用于根据所述运行参数计算得到所述目标对象在当前时刻的测量角加速度；
滤波单元，用于利用低通滤波器对所述测量角加速度进行滤波，以得到实际测量角加速度；
其中，所述运行参数包括当前运行参数和历史运行参数；所述测量单元具体用于：
对所述当前运行参数和所述历史运行参数进行二次微分计算，以得到测量角加速度，所述当前运行参数包括：当前时刻、采样周期和目标对象的运行角度，所述历史运行参数包括：第一预设历史时刻所述目标对象的运行角度；或
对所述当前运行参数和所述历史运行参数进行一次微分计算，以得到测量角加速度，所述当前运行参数包括：当前时刻、采样周期和目标对象的运行角速度，所述历史运行参数包括：第二预设历史时刻所述目标对象的运行角速度。
6.一种机器人，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4中任一所述的角加速度确定方法。
7.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-4中任一所述的角加速度确定方法。
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