CN119427380A 一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法及系统 （安徽大学）

一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方器实时采集和精确处理触觉数据，并结合PID控了机器人在复杂动态环境中的操作精度与稳定2S1：采用高分辨率多点触觉传感器，实时采集机器S6：执行S5生成的调整指令实时调整机器人末端2.根据权利要求1所述的一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法，其特征在A为接触面积，pi为第个传感点3.根据权利要求1所述的一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法，其特征在除由于传感器采样频率不足或环境干扰所产4.根据权利要求1所述的一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法，其特征在35.根据权利要求4所述的一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法，其特征在对比公式为：;;d0-0-o';权重系数W1,W2,W3和WS；S43：将加权后的差异值进行向量组合，形成位姿误差向量，其计算公式为：和分别为四个特征对应的单位向量方向。6.根据权利要求1所述的一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法，其特征在4S53：根据步骤S51中分解的误差向量，计算比例控制量，比例控制量的计算公式为：控制量的计算公式为其7.根据权利要求6所述的一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法，其特征在,该误差向量表示机器人末端执行器的当前位置与目标位置之间的偏差；位置行器在方向上的位置误差；8.根据权利要求7所述的一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法，其特征在5及S55中计算的微分控制量进行汇总，生成最终的调整指令；具体计算公式为：9.根据权利要求1所述的一种基于触觉传感器的机器人操作位姿控制方法，其特征在S63：在执行S62进行位姿调整的同时，持续通过采集模块：用于采集机器人末端执行器与目标物体接触区域的触特征提取模块：用于从数据处理模块处理后的数据中提位姿误差计算模块：用于将特征提取模块提取的触觉特征反馈监测模块：用于持续监测触觉传感器反馈数据，并将67S12：通过触觉传感器阵列中的每个传感点，实时测量并记录接触区域的压力分"为第s个传感点测得的压力值，A为第i个传感点的面积权重，n为触觉传感器阵列中的传感点总S22：对去噪后的触觉数据进行平滑处理，采用高斯滤波算法对数据进行加权平矩的大小，公式为其中，为接触力矩的大小，8的差异值对比公式为：;;d0-0-o';分配权重系数w1,wz,ws和wws；S43：将加权后的差异值进行向量组合，形成位姿误差向量，其计算公式为：和分别为四个特征对应的单位向量方向。积分控制量的计算公式为9 S512：通过分析S4中计算得到的位姿误差向量的前三个分量，得到位置误差,该误差向量表示机器人末端执行器的当前位置与目标位置之间的偏差；位置行器在方向上的位置误差；S513：通过分析S4中计算得到的位姿误差向量的后三个分量，得到姿态误差S561：将S53中计算的比例控制量P，S54中计算的积分控制量I以及S55中计算[0016]本发明，通过采用基于PID控制算法的位姿调整方法，通过精准计算位姿误差向[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。同S12：通过触觉传感器阵列中的每个传感点，实时测量并记录接触区域的压力分"为第s个传感点测得的压力值，A为第i个传感点的面积权重，为触觉传感器阵列中的传感点总行器与目标物体之间的多维度触觉数据，这种高分辨率多点触觉数据的实时采集与传输，确保了机器人在操作过程中能够获得全面且准S22：对去噪后的触觉数据进行平滑处理，采用高斯滤波算法对数据进行加权平矩的大小，公式为其中，为接触力矩的大小，据基础。的差异值对比公式为d0-0-o"；S43：将加权后的差异值进行向量组合，形成位姿误差向量，其计算公式为：姿态误差的积分结果与积分系数K;相乘，得到积分控制量，积分控制量的计算公式为：S55：微分控制计算基于误差变化的速度进行预测，帮助系统更快地响应误差变为位置误差和姿态误差随时间的变化速率；微分控制量的作用还能修正长期累积误差并预测未来的误差变化趋势，从而优化机器人的响应速度和稳定S512：通过分析S4中计算得到的位姿误差向量的前三个分量，得到位置误差,该误差向量表示机器人末端执行器的当前位置与目标位置之间的偏差；位置行器在方向上的位置误差；S513：通过分析S4中计算得到的位姿误差向量的后三个分量，得到姿态误差用欧拉角（如俯仰角，偏航角，滚转角）或四元数表示姿态误差；姿态误差的表S561：将S53中计算的比例控制量P，S54中计算的积