CN110900659B - 一种机器人碰撞检测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种机器人碰撞检测方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取机器人处于作业状态下的频域电流信号；基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号；根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测。本公开实施例的技术方案，在保证检测精度的前提下，实现了对机器人碰撞的快捷检测，降低了碰撞检测难度。

Description

一种机器人碰撞检测方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开实施例涉及计算机技术领域，尤其涉及一种机器人碰撞检测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

近年来，机器人人机协作方向得到了越来越多的应用，各大厂商也纷纷投入到协作机器人的研发当中，其中，用于人机协作的机器人称为协作机器人。碰撞检测技术及拖拽示教技术成为了协作机器人区别于普通工业机器人的关键技术。

现阶段协作机器人的碰撞检测技术主要包括电流环式，具体是，通过对机器人建立复杂的动力学模型进而预判机器人正常工作时的电流信号，通过电流信号的对比进行碰撞判定。该碰撞检测技术存在的问题在于：一方面，建立机器人复杂的动力学模型需要对其进行参数辨识，参数辨识的精度由于条件的限制，若要保证精度则需要很大难度，计算量比较大，对控制器要求较高。另一方面，通过时域分析得到的电流信号，除了小负载时受摩擦力的影响较小，其余情况下受摩擦力的影响较大，精度难以保证。

发明内容

本公开实施例提供一种机器人碰撞检测方法、装置、电子设备及存储介质，在保证检测精度的前提下，实现了对机器人碰撞的快捷检测，降低了碰撞检测难度。

第一方面，本公开实施例提供了一种机器人碰撞检测方法，该方法包括：

获取机器人处于作业状态下的频域电流信号；

基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号；

根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测。

进一步的，所述获取机器人处于作业状态下的频域电流信号包括：

按照设定采样周期，从设置在机器人机械臂关节的电机驱动器采集机器人处于作业状态下的时域电流信号；

通过动态窗口法对所述时域电流信号进行截取，获得当前时刻所关联的时域电流信号；

通过傅里叶变换确定当前时刻所关联的时域电流信号对应的频域电流信号。

进一步的，所述当前时刻所关联的时域电流信号，包括：

当前时刻的时域电流信号以及当前时刻之前设定数量的采样周期所采集的时域电流信号。

进一步的，所述方法还包括：

基于机器人正常作业时电流信号的频谱特征对椭圆滤波器的参数进行设置，以获得所述预先设计的椭圆滤波器。

进一步的，所述基于机器人正常作业时电流信号的频谱特征对椭圆滤波器的参数进行设置，包括：

对机器人正常作业时的电流信号进行频谱分析，获得机器人正常作业时的平均频率；

设置椭圆滤波器的通带频率大于所述平均频率；

设置椭圆滤波器的阻带频率为小于所述通带频率的最大值。

进一步的，根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测，包括：

确定所述机器人异常作业时的频域电流信号所对应的时域电流信号；

若所述时域电流信号中的最大值与最小值之差小于对应时刻的动态阈值下限，或者大于对应时刻的动态阈值上限，则确定所述机器人发生碰撞；

其中，所述动态阈值下限以及所述动态阈值上限依据对应时刻机器人的运动速度以及加速度进行设定。

进一步的，所述机器人包括六轴机械臂，每轴机械臂分别对应一个预先设计的椭圆滤波器。

第二方面，本公开实施例还提供了一种机器人碰撞检测装置，该装置包括：

获取模块，用于获取机器人处于作业状态下的频域电流信号；

滤波模块，用于基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号；

检测模块，用于根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测。

第三方面，本公开实施例还提供了一种设备，所述设备包括：

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如本公开实施例任一所述的机器人碰撞检测方法。

第四方面，本公开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本公开实施例任一所述的机器人碰撞检测方法。

本公开实施例的技术方案，通过获取机器人处于作业状态下的频域电流信号；基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号；根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测的技术手段，在保证检测精度的前提下，实现了对机器人碰撞的快捷检测，降低了碰撞检测难度。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1为本公开实施例一所提供的一种机器人碰撞检测方法流程示意图；

图2为本公开实施例一所提供的一种椭圆高通滤波器的示意图；

图3为本公开实施例一所提供的另一种机器人碰撞检测方法流程示意图；

图4为本公开实施例二所提供的一种机器人碰撞检测装置结构示意图；

图5为本公开实施例三所提供的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

实施例一

图1为本公开实施例一所提供的一种机器人碰撞检测方法流程示意图，该方法可适用于对机器人在作业时是否发生碰撞进行及时检测的场景。该方法可以由机器人碰撞检测装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。

如图1所述，本实施例提供的机器人碰撞检测方法包括如下步骤：

步骤110、获取机器人处于作业状态下的频域电流信号。

可以理解的是，机器人的机械臂在电机的驱动下执行设定动作。示例性的，所述获取机器人处于作业状态下的频域电流信号，包括：

按照设定采样周期，从设置在机器人机械臂关节的电机驱动器采集机器人处于作业状态下的时域电流信号；

通过动态窗口法对所述时域电流信号进行截取，获得当前时刻所关联的时域电流信号；

通过傅里叶变换确定当前时刻所关联的时域电流信号对应的频域电流信号。

进一步的，所述当前时刻所关联的时域电流信号，包括：

当前时刻的时域电流信号以及当前时刻之前设定数量的采样周期所采集的时域电流信号。

例如，假设当前时刻t的时域电流信号记为i(t)，所述设定数量为(N-1)，其中，N为大于1的整数，则(N-1)个采样周期之前的时域电流信号记为i(t-N+1)，(N-1)个采样周期所采集的时域电流信号分别为[i(t-N+1)，i(t-N+2)，…，i(t)]。

步骤120、基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号。

具体的，基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行高通滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号。

使用椭圆滤波器的原因是，在机器人机械臂电流信号的过滤处理中，充分利用了椭圆滤波器的优点(过渡带很窄)，保证了过滤信号的有效性。同时，通过设置椭圆滤波器的参数有效避免了椭圆滤波器的缺点(通带和阻带都存在波动的缺点)，这得益于机器人机械臂的电流信号自带波动的特点，通过设置椭圆滤波器的参数可以保证椭圆滤波器通带和阻带的波动远小于电流信号自带的波动值，如此可忽略椭圆滤波器通带和阻带波动所带来的干扰。对于同样的性能要求，椭圆滤波器比其它滤波器所需用的阶数低，而且基于椭圆滤波器过渡带比较窄的优势，可提取到纯净的碰撞电流信号，即机器人异常作业时的电流信号。进一步的，可参见图2所示的一种椭圆高通滤波器的示意图。其中，fs表示阻带频率，fc表示通带频率，Rp表示通带最大衰减，Rs表示阻带最小衰减。

进一步的，所述方法还包括：

基于机器人正常作业时电流信号的频谱特征对椭圆滤波器的参数进行设置，以获得所述预先设计的椭圆滤波器。

具体的，对机器人正常作业时的电流信号进行频谱分析，获得机器人正常作业时的平均频率；

设置椭圆滤波器的通带频率大于所述平均频率；

设置椭圆滤波器的阻带频率为小于所述通带频率的最大值，例如所述通带频率为50hz，小于50的数值有很多，假设精度为小数点后一位，则小于50的最大值为49.9，即设置所述阻带频率为49.9hz。通带最大衰减Rp尽量小，阻带最小衰减Rs尽量大。

步骤130、根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测。

具体的，确定所述机器人异常作业时的频域电流信号所对应的时域电流信号；

若所述时域电流信号中的最大值与最小值之差小于对应时刻的动态阈值下限，或者大于对应时刻的动态阈值上限，则确定所述机器人发生碰撞；

其中，所述动态阈值下限以及所述动态阈值上限依据对应时刻机器人的运动速度以及加速度进行设定。

例如，假设当前时刻为t，当前时刻所关联的时域电流信号为[i(t-N+1)，i(t-N+2)，…，i(t)]，该时域电流信号对应的频域电流信号为[i(s-N+1)，i(s-N+2)，…，i(s)]，将该频域电流信号输入至椭圆滤波器，得到机器人异常作业时的频域电流信号[i’(s-N+1)，i’(s-N+2)，…，i’(s)]，进一步确定机器人异常作业时的频域电流信号[i’(s-N+1)，i’(s-N+2)，…，i’(s)]所对应的时域电流信号为[i’(t-N+1)，i’(t-N+2)，…，i’(t)]，计算时域电流信号[i’(t-N+1)，i’(t-N+2)，…，i’(t)]中最大值与最小值之差，并将得到的差值与时刻t的动态阈值下限以及动态阈值上限进行比较，若所述差值小于t时刻的动态阈值下限，或者大于t时刻的动态阈值上限，则确定所述机器人发生碰撞，所述动态阈值下限以及所述动态阈值上限依据t时刻机器人的运动速度以及加速度进行设定。例如，若机器人t时刻的速度以及加速度均较大，则机器人发生碰撞的可能性较大，为了降低误检测率，此时则将动态阈值下限设置的低一些，动态阈值上限设置的高一些。相反的，若机器人t时刻的速度以及加速度均较小，则机器人发生碰撞的可能性较小，为了提高检测精度，此时则将动态阈值下限设置的高一些，动态阈值上限设置的低一些。

需要的说明的是，机器人通常包括多轴机械臂，每轴机械臂分别对应一个预先设计的椭圆滤波器，不同轴机械臂对应的椭圆滤波器的参数可能不同，对应的动态阈值也可能不同，只要检测到其中一个机械臂发生碰撞，则确认机器人发生碰撞，停止当前作业。

本公开实施例的技术方案，避开了电流环式碰撞检测算法中最难的部分，不使用动力学模型，而是对机械臂的电流信号进行特殊处理，具体是利用椭圆滤波器对机械臂的频域电流信号进行高通滤波，以过滤掉机器人正常作业时的信号特征，保留机器人异常作业时的信号特征，进而利用过滤后的信号特征进行碰撞检测，具体是通过设置与速度以及加速度相关的动态阈值，在低成本的前提下，提高了机械臂碰撞检测的灵敏度，同时减少了误检测，降低了碰撞检测的复杂性，实现了碰撞的便捷检测；以及通过设置随时间推移的动态窗口对电流信号进行截取，确保了碰撞检测的实时性，当检测到碰撞时及时停止作业，极大地降低了严重事故的发生率，降低了机器人所受到的损伤程度。

在上述实施例技术方案的基础上，参见图3所示的另一种机器人碰撞检测方法的流程示意图，具体包括：

机械臂开始工作-采集机械臂各个关节的电流信号-椭圆滤波器对电流信号见高通滤波，得到电流信号的高频波动特性-通过动态阈值判断波动是否超出阈值-若超出阈值，则停止工作-确认工况并解决问题后继续正常作业；若未超出阈值-机械臂正常运行-直至机械臂完成工作。

实施例二

图4为本公开实施例二提供的一种机器人碰撞检测装置，该装置包括：获取模块410、滤波模块420和检测模块430。

其中，获取模块410，用于获取机器人处于作业状态下的频域电流信号；滤波模块420，用于基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号；检测模块430，用于根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测。

在上述技术方案的基础上，获取模块410包括：

采集单元，用于按照设定采样周期，从设置在机器人机械臂关节的电机驱动器采集机器人处于作业状态下的时域电流信号；

截取单元，用于通过动态窗口法对所述时域电流信号进行截取，获得当前时刻所关联的时域电流信号；

确定单元，用于通过傅里叶变换确定当前时刻所关联的时域电流信号对应的频域电流信号。

在上述技术方案的基础上，所述当前时刻所关联的时域电流信号，包括：

当前时刻的时域电流信号以及当前时刻之前设定数量的采样周期所采集的时域电流信号。

在上述技术方案的基础上，所述装置还包括：

设置模块，用于基于机器人正常作业时电流信号的频谱特征对椭圆滤波器的参数进行设置，以获得所述预先设计的椭圆滤波器。

在上述技术方案的基础上，所述设置模块包括：

分析单元，用于对机器人正常作业时的电流信号进行频谱分析，获得机器人正常作业时的平均频率；

设置单元，用于设置椭圆滤波器的通带频率大于所述平均频率；设置椭圆滤波器的阻带频率为小于所述通带频率的最大值。

在上述技术方案的基础上，检测模块430包括：

确定单元，用于确定所述机器人异常作业时的频域电流信号所对应的时域电流信号；

检测单元，用于若所述时域电流信号中的最大值与最小值之差小于对应时刻的动态阈值下限，或者大于对应时刻的动态阈值上限，则确定所述机器人发生碰撞；

其中，所述动态阈值下限以及所述动态阈值上限依据对应时刻机器人的运动速度以及加速度进行设定。

在上述技术方案的基础上，所述机器人包括六轴机械臂，每轴机械臂分别对应一个预先设计的椭圆滤波器。

本公开实施例的技术方案，避开了电流环式碰撞检测算法中最难的部分，不使用动力学模型，而是对机械臂的电流信号进行特殊处理，具体是利用椭圆滤波器对机械臂的频域电流信号进行高通滤波，以过滤掉机器人正常作业时的信号特征，保留机器人异常作业时的信号特征，进而利用过滤后的信号特征进行碰撞检测，具体是通过设置与速度以及加速度相关的动态阈值，在低成本的前提下，提高了机械臂碰撞检测的灵敏度，同时减少了误检测，降低了碰撞检测的复杂性，实现了碰撞的便捷检测；以及通过设置随时间推移的动态窗口对电流信号进行截取，确保了碰撞检测的实时性，当检测到碰撞时及时停止作业，极大地降低了严重事故的发生率，降低了机器人所受到的损伤程度。

本公开实施例所提供的机器人碰撞检测装置可执行本公开任意实施例所提供的机器人碰撞检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

值得注意的是，上述装置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，并不用于限制本公开实施例的保护范围。

实施例三

下面参考图5，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备(例如图5中的终端设备或服务器)400的结构示意图。本公开实施例中的终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图5示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，电子设备400可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储装置406加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理装置401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。

通常，以下装置可以连接至I/O接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置406；以及通信装置409。通信装置409可以允许电子设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图5示出了具有各种装置的电子设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置409从网络上被下载和安装，或者从存储装置406被安装，或者从ROM 402被安装。在该计算机程序被处理装置401执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。

本公开实施例提供的终端与上述实施例提供的机器人碰撞检测方法属于同一发明构思，未在本公开实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本公开实施例与上述实施例具有相同的有益效果。

实施例四

本公开实施例提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例所提供的机器人碰撞检测方法。

需要说明的是，本公开上述的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或者是上述两者的任意组合。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、或半导体的系统、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可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(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。在本公开中，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系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读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，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、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：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(HyperText TransferProtocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：

获取机器人处于作业状态下的频域电流信号；

基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号；

根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测。

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公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于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)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，可编辑内容显示单元还可以被描述为“编辑单元”。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (9)

1.一种机器人碰撞检测方法，其特征在于，包括：

获取机器人处于作业状态下的频域电流信号；

基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号；

根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测；

根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测，包括：

确定所述机器人异常作业时的频域电流信号所对应的时域电流信号；

若所述时域电流信号中的最大值与最小值之差小于对应时刻的动态阈值下限，或者大于对应时刻的动态阈值上限，则确定所述机器人发生碰撞；

其中，所述动态阈值下限以及所述动态阈值上限依据对应时刻机器人的运动速度以及加速度进行设定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取机器人处于作业状态下的频域电流信号包括：

按照设定采样周期，从设置在机器人机械臂关节的电机驱动器采集机器人处于作业状态下的时域电流信号；

通过动态窗口法对所述时域电流信号进行截取，获得当前时刻所关联的时域电流信号；

通过傅里叶变换确定当前时刻所关联的时域电流信号对应的频域电流信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前时刻所关联的时域电流信号，包括：

当前时刻的时域电流信号以及当前时刻之前设定数量的采样周期所采集的时域电流信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

基于机器人正常作业时电流信号的频谱特征对椭圆滤波器的参数进行设置，以获得所述预先设计的椭圆滤波器。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于机器人正常作业时电流信号的频谱特征对椭圆滤波器的参数进行设置，包括：

对机器人正常作业时的电流信号进行频谱分析，获得机器人正常作业时的平均频率；

设置椭圆滤波器的通带频率大于所述平均频率；

设置椭圆滤波器的阻带频率为小于所述通带频率的最大值。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述机器人包括六轴机械臂，每轴机械臂分别对应一个预先设计的椭圆滤波器。

7.一种机器人碰撞检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取机器人处于作业状态下的频域电流信号；

滤波模块，用于基于预先设计的椭圆滤波器对所述频域电流信号进行滤波处理，以过滤掉机器人正常作业时的频域电流信号，得到机器人异常作业时的频域电流信号；

检测模块，用于根据所述机器人异常作业时的频域电流信号对所述机器人是否发生碰撞进行检测；

检测模块包括：

确定单元，用于确定所述机器人异常作业时的频域电流信号所对应的时域电流信号；

检测单元，用于若所述时域电流信号中的最大值与最小值之差小于对应时刻的动态阈值下限，或者大于对应时刻的动态阈值上限，则确定所述机器人发生碰撞；

其中，所述动态阈值下限以及所述动态阈值上限依据对应时刻机器人的运动速度以及加速度进行设定。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

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如权利要求1-6中任一项所述的机器人碰撞检测方法。

9.一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权利要求1-6中任一项所述的机器人碰撞检测方法。

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